李正網
摘 要 相比傳統汽車,純電動汽車清潔環保,是未來的理想交通工具。純電動汽車發展的好壞與否,影響著我國經濟發展的結構與布局。當然,純電動汽車在市場化的發展過程中面臨諸多問題。我國想要在未來幾年內發展好純電動車,需要集中精力和力量解決電機技術、傳動技術、電池技術、控制技術、基礎設施等相關問題。對我國純電動汽車的發展現狀和路線方針進行了初步探討。
關鍵詞 純電動汽車;動力電池;能源
中圖分類號:U469 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)19-0005-01
電動汽車分為純電動汽車,混合動力汽車和燃料電池汽車。其中純電動汽車是指以車載電源為動力,用電機驅動車輪行駛,符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由于對環境影響相對傳統汽車較小,其前景被廣泛看好,但當前技術尚不成熟[1]。目前石油資源短缺、環境污染日益嚴重,面對挑戰,中國需集中力量發展新能源汽車。在傳統汽車領域,我國落后發達國家較多,難以追趕,但在電動汽車領域,與國外技術水平和產業化程度差距相對較小,是中國汽車行業實現跨越式趕超的契機,我國汽車廠商已經具備了一定的技術實力,但在純電動汽車的研發方面,我國與國外技術還有一定的差距。
1 中國純電動汽車的發展現狀
目前我國純電動汽車的研發主要集中在整車總布置、系統集成控制、電機及其控制器,電池及其管理等方面。純電動客車的研發首推北京理工大學科研團隊,其開發的動力系統在國內行業處于領先地位;純電動乘用車有多家企業單位進行了研發工作,如比亞迪、東風、時風等。通過國內整車和電池相關廠商、高校和研究單位的共同努力,純電動客車使用的鋰離子蓄電池的技術日趨成熟,基本可以媲美國際先進水平;而純電動乘用車方面,隨著磷酸鐵鋰電池等技術的改進,使得純電動汽車產業向著市場化、產業化的方向迅速發展[2]。
2 中國純電動汽車基礎設施現狀
根據某調查部門得出的結果顯示,影響電動汽車發展的諸多因素中,購買價格因素居首,第二位則是充電基礎設施的建設 。分析汽車工業發達國家的發展情況可知,國外的充電設施建設雖處于初步階段,但是政府對該建設非常關注,正在加大支持力度。而從國內近幾年發展情況來看,我國已經投產了一定數量的充電站與充電樁,國家電網公司也開展了電動汽車充電站測試與研究工作,充電站建設開始呈現加速發展的勢頭。但充電站的運行管理機制相比國外仍然較為落后,自動化水平程度有待提高,另外基礎設施建設標準體系亟待建立。
3 我國純電動車發展的關鍵問題
目前電動汽車的發展仍然處于產業化、市場化的過程。在這個過程中,存在的問題依然很多,如:技術不夠成熟、整車成本較高、基礎設施不健全等問題。而對于電池、電機及其傳動技術、控制技術、能量管理技術等幾方面問題是電動車能否真正市場化和產業化的關鍵要點。
3.1 電池問題
作為純電動汽車發展的核心技術,動力電池技術是關鍵,它為整車提供動力,也是純電動汽車成本的主要部分。電池成本的高低直接決定著電動汽車的生產制造成本、續駛里程和使用壽命等主要問題,也就影響著純電動汽車的產業化和市場化。
對于純電動汽車所用動力蓄電池的要求如下:貯能密度高、能量輸出密度高、安全性高、維修保養費低、價格低、壽命長,可再利用等。國內車用動力電池種類多樣,可供選擇的主要有鉛酸蓄電池、金屬氫化物鎳蓄電池和鋰離子蓄電池等幾種。其中,鋰離子蓄電池的安全好,壽命長,已成為國內汽車廠商研發的重點,也因此成為國內純電動汽車的首選。但在鋰離子蓄電池的生產制造精度、制造設備等技術上,我國與發達國家相比仍然存在著差距。
3.2 電機問題
作為電動汽車另一關鍵技術,電機將電源的電能轉化為機械能,通過傳動裝置或直接驅動車輪。相比傳統汽車,純電動汽車對于車輛空間及其使用環境的要求較高,因此要求電機的驅動系統必須滿足如下要求:體積質量密度高,調速范圍寬,可靠性高等要求。
3.3 控制技術問題
控制系統是由駕駛員根據當前工況進行操作控制,以適應經常變化的行駛條件。相對于傳統汽車來說,純電動汽車需要使用更多更復雜的電子設備,這就提高了車身布線、汽車維修、運行可靠等方面的要求。參照學習國外汽車工業發展情況,CAN總線技術具備著很好的前景,但這種總線技術在我國純電動汽車上的應用還只是出于起步階段。
3.4 能量管理技術問題
電動汽車要具備良好的動力性,除了對于電機及其傳動技術有所要求外,還需要使用比能量高、比功率大的蓄電池作為動力源。在已有蓄電池的基礎上,欲使電動汽車發揮出優良的工作性能,需要對蓄電池進行系統管理。準確地設計電動汽車的電能儲存系統,確定一個最佳的能量存儲及管理結構,這就是電動汽車車載能量管理系統。
據中國汽車工業協會分析,與國外純電動汽車相比,我國已基本掌握了純電動汽車整車動力系統的匹配與集成設計、整車控制技術,而整車樣車的動力性及其能耗水平與國外相比也正迎頭趕上。但是,我國純電動汽車的發展也存在多方面的問題:整車產品在續航里程、運行可靠性、穩定性和工業化上仍相對落后;純電動汽車用電池、電機等部分核心部件的部分制造材料依賴進口;蓄電池的安全性、可靠性、使用壽命等還有待提高。
4 我國純電動汽車的發展路線方針
純電動汽車是我國汽車工業發展的挑戰和機遇。相比其他類型電動汽車,純電動汽車節油率最高、污染最小、與國外技術發展水平差距最小,是我國未來電動汽車發展的方向。因此,我國應從國家戰略層面支持發展純電動汽車,實現我國汽車工業的趕超式發展。國務院已經印發了《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》,清晰的展示了未來新能源汽車的發展方向與發展目標。
從國際汽車行業的科研動向和發展方向來看,這幾年重點發展的是過渡性的混合動力汽車,燃料電池汽車是未來的發展方向,純電動汽車則更適用于小型汽車上。在這個發展趨勢上,我國的發展戰略與國際上是一致的。而要實現純電動汽車的產業化市場化,必須要解決好電池、電機等關鍵技術,這就需要企業和相關科研部門加強合作,共同研發,找準技術研發關鍵點,進而實現技術上的突破。相關政府部門要提供政策上的支持,如出臺鼓勵性政策,提供配套服務,建立相關的標準體系,通力協作,實現關鍵技術的研發和突破,從而帶動相關產業鏈的建設和發展,實現純電動汽車的產業化市場化。
參考文獻
[1]國家質量監督檢驗檢疫總局.電動汽車術語(GB/T19596—2004)[S].中國標準出版社,2004.
[2]柴智勇,劉效磊.中國純電動汽車發展現狀研究[A].第五屆中國智能交通年會暨第六屆國際節能與新能源汽車創新發展論壇論文集(下冊)[C].2009.endprint