新能源客車的發展

張銘博

（泰安技師學院山東泰安271000）

新能源客車的發展

張銘博

（泰安技師學院山東泰安271000）

伴隨自然資源的緊缺和大氣污染的嚴重，新能源汽車的研發和推廣已成為汽車業發展的重點和焦點，本文重點分析了新能源客車的類型及其技術發展路徑；結合目前市場需求研判了新能源客車的發展趨勢和面臨的困境；解讀了我國政府對新能源客車的支持政策。

新能源；客車；節約；發展；動力

自然資源的短缺，已是世界性的大問題。隨著經濟的發展，能源危機已經成為了人們的熱點話題。在這一背景下，新能源客車的問世成為必然。新能源客車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源(或使用常規的車用燃料，但采用新型車載動力裝置)，綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。新能源客車包括有：混合動力客車(HEV)、純電動客車(BEV)、燃料電池客車(FCEV)、及燃氣客車等等。為支持新能源客車的發展，我國推出了一系列的相關扶植政策。“十一五”——“節能與新能源汽車重大項目”中，中央政府投入約為11億元。2008年，國家高技術研究發展計劃(863計劃)現代交通技術領域“節能與新能源汽車”重大項目已啟動，研究課題包括蓄電池、電機、柴油機、電動車、混合動力、燃氣、代用燃料等相關技術等。2007年11月《新能源汽車生產準入管理規則》出臺。確定了新能源汽車的范圍。新能源汽車包括混合動力汽車(HEV)、純電動汽車(BEV，包括太陽能汽車)、燃料電池汽車(FCEV)、其他新能源(如超級電容器、飛輪等高效儲能器)汽車等。2009年2月6日《節能與新能源汽車示范推廣財政補助資金管理暫行辦法》出臺。辦法決定，在北京、上海等13個城市開展節能與新能源汽車示范推廣試點工作，以財政政策鼓勵在公交、出租、公務、環衛和郵政等公共服務領域率先推廣使用節能與新能源汽車，對推廣使用單位購買節能與新能源汽車給予補助。節能40%以上混合動力車，可獲5萬元的財政補貼;而燃料電池汽車的補貼為25萬元;購車補貼標準最高的為最大電功率比50%以上的燃料電池公交客車，每輛車可獲60萬元的推廣補助。10米以上城市公交客車另有標準，其中混合動力汽車分為使用鉛酸電池和使用鎳氫電池、鋰離子電池兩類，最高補貼額分別為8萬元/輛和42萬元/輛;純電動汽車補貼標準為50萬元/輛。2009年3月20日《汽車產業調整振興規劃》出臺。在《規劃》的目標中提出電動汽車、

插電式混合動力車、混合動力車等產銷形成規模的重大戰略目標，通過改造形成50萬輛生產能力等。

1.目前新能源客車的主要類型

（1）混合動力客車——約占我國新能源客車市場90%以上份額，是無可爭議的主導車型。對于我國客車行業來說，混合動力主要是柴油—電混合，優點是可以降低30%以上的燃油消耗，排放標準可以達到國Ⅳ水平，缺點是蓄電池容量和壽命問題沒有得到徹底解決，混合動力客車屬于發展期產品，允許進行批量生產，但只能在批準的區域、范圍、期限和條件下銷售、使用，并至少對20%銷售產品的運行狀態進行實時監控，造成單車價格下不來。

（2）純電動客車——由蓄電池作為動力源。以電機代替燃油機，噪聲低、無污染，使用單一的電能源。而且，純電動車的蓄電池可在夜間利用電網的廉價“谷電”進行充電，可以平抑電網的峰谷差。目前，我國純電動車主要用于機場、社區、球場等地方。純電動客車作為起步期產品，只能進行小批量生產，在批準的區域、范圍、期限和條件下進行示范運行，并對全部產品進行實時監控。

（3）燃料電池客車——主要是氫燃料電池客車，被認為是最有前途的產品，能夠真正解決能源短缺問題，并且真正實現了零排放。但也是屬于起步期產品。

（4）CNG客車——CNG(壓縮天然氣)作為一種氣體燃料，與空氣混合更均勻，燃燒更加充分，排放的CO、HC等有害物質更少;天然氣燃燒后沒有積炭，可減少發動機磨損，維護保養費用低;天然氣發動機改裝簡單，特別是用汽油機改裝的雙燃料發動機，因性價比極高，使用廣泛;此外更重要的一點是，行駛同樣公里數，天然氣客車的燃料費用要遠低于柴油或者汽油機，經濟效益非常高。

（5）LNG客車——LNG(液化天然氣)可以更大地壓縮天然氣體積，一次充氣，可以行駛500km甚至1000km以上，非常適合長途運輸使用，并且LNG是液態，不受天然氣管網的影響，同時各項指標顯著優于LPG。

（6）LPG客車——LPG(液化石油氣)的性能和使用基本與CNG相似，其使用的原因主要有三方面：一是作為燃油的替代品，二是排放清潔，污染較低，三是使用價格便宜。不過，因為液化石油氣也是來自石油，資源有限，因此目前推廣受到廣泛質疑。

（7）醇燃料客車——醇燃料主要是指甲醇和乙醇，目前國內外應用較多的是在汽油中混合一定比例的醇燃料，也有部分地區使用的是高比例的醇燃料。由于甲醇燃料來源廣，可以從天然氣、劣質煤、油砂、木屑等凡是能產生一氧化碳和氫氣的物質中提煉出來，并且生產工藝簡單，設備少，運輸方便，故在我國得到主要應用。但是近年來國際上對于乙醇燃料的研究更加重視。

（8）其它能源客車——目前在我國出現的主要有二甲醚燃料與液壓混合動力公交車和超級電容公交車。

2.新能源客車技術發展

新能源客車技術發展的路徑關系到客車業未來的發展戰略。普遍認為：新能源客車技術路線應該多元化，根據不同人群、不同市場的不同需求，提供相應的產品。新能源客車技術包括混合動力技術、純電動技術、燃料電池技術、二甲醚技術等。根據國家的技術路線，純電動客車節能效果好，能實現零排放，但不同車型適應的市場不一樣。雖然純電動汽車節能效果好，在標準工況下，節能效果可以達到80%，造車技術相對難度小，其發展應該受到重視，但由于電池技術的制約，目前純電動客車的性能和應用范圍受到限制，電池技術在短期之內不會有重大突破，而且造價相對較高；而混合動力車對電池的要求相對較低，性能不低于燃油車，在標準工況下，節能效果可以達到25%左右，但高性能混合動力技術復雜，相關技術仍須繼續完善，在短時期內也不會成為主導車型，因此，未來新能源客車技術路線的發展應該走多元化路線。

現階段，我國的新能源客車以混合動力技術為主，而且目標市場多數為城市客車，國內主流客車企業均擁有此類產品，多個城市也開展了混動客車的示范運行或正式運營。

根據《節能與新能源汽車產業發展規劃》的技術階段劃分，目前我國的新能源客車，只有采用鉛酸蓄電池作為儲能裝置的純電動客車處于成熟期，其它儲能形式的純電動客車均為起步期；混合動力客車方面，除鋅空氣蓄電池類型外，其余均處于發展期，已初步具備產業化條件；至于燃料電池、氫發動機和二甲醚等技術，則均處于起步期。

2.1 純電動客車突出的技術性能特點

（1）“零排放”：電動汽車在運行中無廢氣排放，即使將發電廠的排放等效換算，也是低排放。（2）解除汽車對石油資源的依賴：電是二次能源，可以從多種途徑獲得：煤、水、風、太陽能、核能等，其中許多為可再生能源。（3）系統效率高。（4）利用晚間電網的低谷電充電，可以提高電網的能量效率。（5）電動汽車的噪聲低、振動小，運行平穩、安靜。

根據市場調研，目前大多數新能源客車企業生產的純電動客車在節能減排方面表現非凡。以10.5m純電動車為例來說明，同車型燃油客車平均油耗為22L/100km，按目前油價6.5元/L計算，行駛100km的費用大約是143元，按每月30天、每天200km計算，一個月的費用大約在8400元。而純電動客車每100km耗電量為70kWh，按目前電價0.55元/kWh計算，行駛100km的費用僅為38.5元，按每月30天每天200km計算，一個月的費用大約在2300元，比同車型燃油客車節省6100元左右，每年節省7萬多元。更重要的是，純電動客車實現了零排放，因此極具經濟效益、社會效益和生態效益。但是，純電動客車在推廣過程中也遇到了諸多技術瓶頸。一是電池的性能、價格、壽命是瓶頸。當前研制的電動汽車一次充電行駛里程短、價格高、壽命短，不能滿足人們對汽車機動性的要求，但隨著鋰離子電池等新型動力電池的技術不斷進步，純電動汽車還是具有廣闊的發展前景。二是，電動汽車的充電設施投資大、建設周期長。因此，電動車目前適合在特殊場合，如大、中城市的公交車、公務車、環衛車、郵政等公益事業領域應用，政府給予相應補貼。

2.2 混合動力客車的技術性能特點

（1）續駛里程高于純電動客車。（2）動力性能好。（3）可以使車身減輕一定的重量。（4）具有一定的節能效果。（5）可以降低污染和排放。

對于混合動力客車，目前已有部分客車企業已掌握了主要核心技術，由于技術領先使其快人一步，使得其混合動力客車實現了整車混合動力智能化控制，停車斷油和制動能量回饋。同時，部分客車企業沒有選擇以電池為儲能裝置的大眾化技術路線，而是選擇了超級電容組合模式，比其他電池組合方式更加穩定、故障少，可回收率很高，同時可以穩定使用十年以上，基本與車輛同壽命，而其他形式的電池往往使用兩三年之后就需要更換，這不僅提高了車輛的使用成本，也會對環境造成污染。

3.新能源客車市場發展趨勢及面臨的困境

目前，國內眾多客車企業都熱衷于發展電動客車。2010年4月底，《電動汽車傳導式充電接口》、《電動汽車充電站通用要求》、《電動汽車電池管理系統與非車載充電機之間的通信協議》、《輕型混合動力電動汽車能量消耗量試驗方法》四項國家標準通過有關部門審查。這四項國家標準對電動車充電接口、充電站標準和功能等情況進行了細化和規范。日后，國內生產的電動車充電接口將統一化，大大減小了充電站的建設難度，電動車加快了邁入產業化的步伐。

在國家不斷出臺鼓勵新能源客車發展政策的情況下，新能源客車的研發和推廣必將成為企業的長期戰略規劃。與此同時，一些新的細分市場也將成為新的增長點，特別是城際公交車和新型旅游客車將會受到關注。中央及各地方政府在不斷表態要大力發展新能源客車的同時，實際推廣進度緩慢也成為不爭的事實。新能源客車推廣和普及面臨的障礙至少包括以下幾點：

3.1 核心技術的缺乏

從近期的趨勢來看，國內客車企業熱衷于發展純電動客車。但我國純電動客車技術與國外技術相比，仍有差距。清華大學汽車專家仇斌教授指出，我國在純電動車電池、電機等核心技術方面已經取得了一定的進展，但在電機和控制系統中的CPU及IGBT(電力電子器件,用于將直流變為交流的元件)仍要依賴進口，因此要真正實現產業化和市場化可能還要一段時間。

3.2 造價和使用成本過高

新能源客車的造價和使用成本非常高。以電動客車為例，本次世博會園區內每部純電動客車內都裝有10個或12個電池箱，每個電池箱造價都在7萬元左右，每輛純動力客車成本超過200萬元，在滿載的情況下行駛100km更換一次電池。電動客車所配的電池使用壽命在兩年到三年左右，更換電池的成本不可小覷。而修建正規的大型充電站投資需數千萬甚至上億元。另外，由于生產技術的不純熟，新能源客車的維修頻率要高于普通客車，養護費用更高。

3.3 補貼標準偏低

目前我國對新能源客車的補貼是每輛車20多萬元到30多萬元這樣一個水平。但相對于每輛新能源客車的價位，這個補貼標準是偏低的。現在很多地方政府也推出了一些補貼政策，這對于緩解車輛購置資金壓力的效果還是比較大的。但如果國家能把補貼再提高一些，那么各地方政府和終端用戶的壓力可能就會減少一些，整個新能源客車的普及范圍可能會更大，并會間接進一步加快我國新能源客車產業化的進程。

客車企業在未來幾年，要想真正實現純電動客車產業化，可能還有很長的路要走。混合動力客車，在目前主要是柴油-電混合，在一般工況下，可以降低25%的燃油消耗，排放標準可以達到國IV水平，缺點是電池容量和壽命問題沒有得到徹底解決，至今沒有明確驗證能否大批量生產，造成單車價值過高。混合動力客車，未來幾年內必然會成為新舊能源之間的一個過渡產品，而且在目前國情下，只要價格降低10%以上，電池壽命維護保證在8年以上，必然成為未來幾年客車市場的主流產品，因此可以斷言，混合動力客車比純電動客車要更容易產業化和市場化。

4.國內外主要新能源客車企業目前及今后技術發展路徑

據統計，國內至少有35家客車企業已涉足新能源車技術的研發，主要情況：

（1）混合動力和純電動客車是上述客車企業研究的主要對象，而且大部分是大型客車，這也是他們目前及今后在新能源領域的一個主要技術發展路徑。研發的新能源客車主要目標市場是大中城市的公交市場。

（2）主流客車企業都把研發新能源客車作為未來發展的主要戰略目標，而且投入很大，目標宏偉，一來迎合國家的產業政策，率先做節能環保的典范，二來企圖以新能源客車產品來提升自己的品牌形象，促進企業更快發展。

（3）在研發新能源客車整車的同時，很多企業對新能源客車的核心技術和關鍵零部件，如電池材料、控制系統、超級電容等及配套服務設施也投入了大量的研發資金，這對促進未來新能源客車的產業化和商業化必然起到積極的作用，也是保證今后發展路徑得以實現的基本前提。

國外新能源客車的技術發展路線主要是以混合動力為主，尤其是發達的美國，混合動力客車幾乎發展到了產業化和市場化的水平，具有了一定的規模效應。

在城市化和工業化進程加速的今天，能源問題已是限制我國經濟健康發展的一個重要瓶頸。而新能源客車以其節能環保的優點，且符合我國目前秉持的可持續發展觀和建設資源集約型環境友好型的社會理念。發展新能源客車是履行世界性的責任，也是抵御氣候變暖的一個重要途徑。隨著國家政策支持力度的加大和新能源技術的不斷提高，我國新能源客車產業發展的將越來越好，越來越強大。

［1］節能與新能源汽車發展規劃（2011-2020）.

［2］《新能源汽車雜志》，科技日報社.

［3］新能源汽車生產企業及產品準入管理規則，2009－7－1.

TK01+8

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2095-7327（2016）-10-0135-03