新能源汽車的分類、發展歷程及前景（三）

◆文/吉林 尹力卉 左晨旭

新能源汽車的分類、發展歷程及前景（三）

◆文/吉林 尹力卉 左晨旭

尹力卉

北京開放大學特聘“新能源汽車”課程輔導教師，長春職業技術學院教授，中鑫之寶汽車服務有限公司副總工程師。在汽車維修企業工作了28年，多次參加全國大型軍事演習，負責演習車輛的保障和維修。作為培訓的主講老師和教材編寫主審，參與教育部的教師培訓和職業教育的教材編寫。2003年以來，出版論著和教材30多本。育的教材編以

（接2015年第12期）

第一代普銳斯2000年初開始投放北美市場，并將月產由1 000輛調升到2 000輛，三年內銷售了4.5萬輛，產品出現了供不應求的局面。

2003年豐田推出代號XW20的第二代普銳斯，嘗到甜頭的日本人此時認識到美國市場的核心地位，因此第二代普銳斯首批投放了美國和日本市場。第二代普銳斯2006年進入中國市場。

第二代普銳斯實現了混動系統的技術升級，汽油機依舊是第一代普銳斯上的那臺1.5L 1NZ-FXE VVT-i發動機，動力繼續小幅提升至56kW，扭矩上漲到115Nm。混動部分最大功率50kW，峰值扭矩400Nm。第二代普銳斯雖然沒有使用當時價格高昂的鋰離子電池，依舊是鎳氫電池，但是通過電池的小型化和輕量化，成功地將系統能耗降低，獲得了更出色的節能效果，綜合油耗降低至5.2L/100km，圖8所示為第二代普銳斯的鎳氫電池。

圖8　第二代普銳斯的鎳氫電池

第三代普銳斯于2009年率先在日本上市，并迅速受到消費者的青睞，連續多月蟬聯日本單一車型銷量冠軍，并獲得2011年日本十大暢銷車冠軍頭銜。 一汽豐田第三代普銳斯于2012年2月正式上市，此次上市共推出三款車型。新車搭載一臺1.8L直列4缸汽油發動機，配合混合動力系統（圖9）。一汽豐田第三代普銳斯的最大功率可以達到134kW，百公里（千米）綜合油耗僅有4.7L。

圖9　第三代普銳斯1.8L直列4缸汽油發動機

2007年8月16日，Lexus（雷克薩斯）旗下LS旗艦系列的頂級車型，全球首款全混合動力搭載V8發動的LS600h正式登陸中國，這是繼RX400h后，雷克薩斯導入中國的又一“綠色”車型，其新款LS600hL于2009年12月登陸中國。歐洲的汽車公司最近開始在混合動力汽車方面積極跟進，2005年9月法蘭克福車展上，奧迪已經展示了Q5混合動力汽車，并計劃推向市場。其他車廠也在混合動力汽車方面有所動作。

混合動力汽車雖然已產業化，但較高的車價使其在一段時期內難以普及。價格上比同排量汽車高出較大比例，等于消費者預付了較大一筆“油錢”給制造公司，環保卻不經濟。一些國家政府為了鼓勵國民購買這類環保的混合動力車而給予消費者一定的經濟補助和政策優惠。有評論說，混合動力汽車在相當長的一段時期內是有錢并具有環保意識人士的玩具，而非普通民眾的交通工具。

在能源和環保的壓力下，世界各大汽車公司無不涉足電動汽車領域，但是由于技術和經濟上存在的各種困難，純電動汽車還有相當長的路要走才有可能實現商品化，而混合動力汽車技術相對更為成熟，由于采用了精湛的機電耦合技術和智能化的整車控制策略，從而可實現整車的高性能、低能耗和低排放。隨著石油資源的枯竭、人們環保意識的提高，純電動汽車及混合動力汽車將成為新世紀前幾十年汽車發展的主流，而混合動力則是目前至石油資源完全枯竭之前的理想過渡新能源汽車。

日本、美國等多家汽車公司已經向市場推出各種混合動力汽車產品，世界主要地區混合動力汽車銷售量不斷增加。據美通社亞洲（Strategy Analytics）發布的最新汽車電子研究報告顯示 “混合動力汽車市場預測：對環保和燃料成本的顧慮將刺激市場需求”。

我國也非常重視混合動力汽車的研究與開發，有關工作開始于20世紀90年代。在“十五”期間，科技部組織北京理工大學、清華大學、東風汽車公司等國內多家企業、高校和科研機構進行聯合攻關，確定了以燃料電池汽車、混合動力汽車、純電動汽車車型為“三縱”，多能源動力總成控制系統、驅動電機及其控制系統、動力蓄電池及其管理系統三種共性技術為“三橫”的“三縱三橫”研發布局。

目前我國各大汽車集團都在進行混合動力汽車的研發，多數以混合動力電動客車為主，這種研發方向符合我國國情，有利于我國電動汽車的研究發展。而隨著國家汽車產業振興規劃支持新能源汽車發展等政策的出臺，新能源汽車成為未來汽車的主要發展方向，國家一向給予支持和鼓勵。如“汽車產業發展政策”、“‘十一五’汽車產業發展規劃”等政策和文件都鼓勵清潔汽車、代用燃料及汽車節油技術的發展。之后，節能與新能源汽車的研發又被列入“863”計劃重大項目。

四、我國新能源汽車的發展現狀

進入21世紀以來，我國在新能源汽車方面，通過自主研制，開發出混合動力、插電式混合動力、純電動和燃料電池汽車等各類整車產品，但總體的技術水平與國外相比尚存在較大差距，特別是產品工程化能力亟待加強。此外，在整車設計開發流程、底盤開發及整車、發動機、變速器的匹配技術等汽車共性技術方面，我國新能源汽車的技術水平與國外先進水平也存在較大差距。圖10所示為我國新能源汽車產業發展線路全景圖。

圖10　中國新能源汽車產業發展路線全景圖

20世紀80年代伊始，我國就已經針對新能源汽車開展了研究工作。2004年，科技部又啟動了“十五”國家科技攻關計劃“生物燃料油技術開發”項目。目前，這些技術在我國已經取得了預期的成果，有些已在大規模地推廣應用，并實現了商業化、產業化，有些尚在研發階段。另外，在“十一五”期間，科技部還組織了國家“863”節能與新能源汽車重大專項。

2009年12月底，由南方電網投資建設的國內最大電動汽車充電站在深圳啟用，首批投入使用了兩座電動汽車充電站和134個充電樁。之后，南方電網又相繼在杭州、上海等地建立充電站試點。

目前，著眼于新能源汽車方面的主要有比亞迪、一汽、上汽、東風、長安五大汽車集團。這五大集團中，發展最快的當數深圳比亞迪集團。比亞迪集團展出了全球首款搭載鐵電池的電動大巴K9、商業運營的純電動車E6、不依賴專業充電站的雙模電動車F3DM，這三款車被譽為比亞迪“三劍客”，代表了中國電動車發展的最高水平。

據權威機構預計，到2030年世界將全面進入新能源汽車發展階段。2012年7月9日，我國《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020年）》出臺。規劃提出，到2015年，純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量力爭達到50萬輛；到2020年，純電動汽車和插電式混合動力汽車生產能力達200萬輛，累計產銷量超過500萬輛，燃料電池汽車、車用氫能源產業與國際同步發展。到2015年，當年生產的乘用車平均燃料消耗量降至6.9升/百公里（千米），節能型乘用車燃料消耗量降至5.9升/百公里以下。到2020年，當年生產的乘用車平均燃料消耗量降至5.0升/百公里，節能型乘用車燃料消耗量降至4.5升/百公里以下；商用車新車燃料消耗量接近國際先進水平。

規劃提出的主要目標還包括：新能源汽車、動力電池及關鍵零部件技術整體上達到國際先進水平，形成一批具有較強競爭力的節能與新能源汽車企業等等。這標志著在國家層面直接支持新能源汽車產業的政策框架浮出水面。

1.混合動力汽車發展現狀

我國混合動力汽車的發展既受發動機與自動變速器等汽車共性技術基礎落后的制約，又存在機電耦合驅動系統及電動附件產品等混合動力專用技術開發強度不夠的問題。如國內動力耦合方案常采用變速器及離合器，而國外有的則已采用復雜的行星齒輪結構。國外在混合動力專用發動機技術、機電耦合系統的控制技術等方面相對成熟，而我國在這些方面，還處于初級發展階段。

總體看來，我國混合動力汽車技術不斷提高，產品技術方案不斷豐富。目前，長安、東風、華晨、奇瑞、一汽、吉利等企業紛紛加入混合動力乘用車關鍵技術研發，初步掌握了動力系統集成設計、怠速啟停與加速助力、制動能量回饋、政策控制系統開發等關鍵技術。

2.插電式混合動力汽車發展現狀

插電式混合動力汽車整體上處于研發階段，產品種類較少。我國插電式混合動力汽車研發起步較晚，但近幾年逐步得到國內整車企業的關注，主要集中于乘用車研發。目前登上公告的插電式混合動力汽車市場企業主要有比亞迪、一汽和吉利，其他企業仍處于研發中，典型的產品是比亞迪F3DM。

3.純電動汽車發展現狀

純電動汽車現在已成為國內整車企業電動汽車研發重點，基本掌握了整車控制、動力系統匹配與集成設計等關鍵技術，總體上開發進入量產車開發階段。目前我國已推出49款純電動乘用車和113款商用車公告車型。

在純電動轎車方面，主要整車企業均將電動汽車納入企業產品規劃，肉骨不短加大，比亞迪、東風、長安、奇瑞，吉利、北汽、上汽、江淮等主要汽車企業均研制開發出純電動轎車，但高性能純電動轎車產品在可靠性和工程化能力上仍落后于國外先進產品。在整車方面，國外是全新結構車型，但國內主要以改裝車為主；在性能參數上，整車基本性能與國外產品接近，但動力電池方面，國內以磷酸鐵鋰為主，與國外相比有一定差距。此外，在整車產品可靠性、故障率、傳統共性技術方面仍有較大差別。

4.燃料電池汽車發展現狀

我國燃料電池汽車動力系統技術平臺研發與國外幾乎同步開展，目前燃料電池汽車技術取得了一定進展，仍處于研發和試驗考核階段，而本田FCXCLarity早在2008年已開展了小批量租賃。燃料電池乘用車方面，代表車型有上汽CSA7000FCV和奇瑞東方之子（Eastar）。

綜上所述，我國新能源汽車產業的發展擁有充足的自然資源和豐富的勞動力支持，現代通訊、信息、交通網路等基礎設施相對完善，企業自主研發能力不斷提高，已在電池、電機、電子控制和系統集成等關鍵技術方面取得重大進步。但從總體上看，我國新能源汽車許多關鍵技術仍有待突破，社會配套體系仍有待完善，產品成本仍有待降低，消費者信心仍有待提高，市場占有率仍有待進一步擴大。因此，有必要采取以下切實可行的策略和建議來促進新能源汽車產業的發展，提高產業競爭力。

五. 我國新能源汽車的發展前景

新能源汽車是中國汽車行業跨越發展的難得機遇。新能源汽車產業承載著我國汽車工業“彎道超車”的歷史使命，不管是各級政府，還是業界對于該產業的發展都非常重視。此外，新能源汽車的產業競爭力也對其發展起著至關重要的作用。

中國幅員遼闊，勞動力充足。新能源汽車產業的發展離不開稀土、鋰、鎂、石墨等自然資源，而我國充足的自然資源儲備能充分滿足新能源汽車產業的發展。而且，我國的現代通訊、信息、交通等基礎設施近年來不斷更新換代，許多大城市的基礎設施已達到國際先進水平。通過與外資汽車企業合資辦廠，學習到了先進的技術和管理理念，積累了寶貴經驗，培養了許多高端科研人才。

從國家需求的角度來看，中國早已成為世界最大汽車市場。然而汽車擁有量的幾何式增長不僅使城市擁堵，并且令城市空氣質量惡化。此外，汽車擁有量的迅速增加使得我國的燃油供求矛盾更加突出。從個人需求的角度來看，汽車已成為現代生活必不可少的一部分。消費者購買汽車首先考慮汽車的購置費，其次考慮的是汽車的使用成本。在使用成本中，汽油價格是消費者考慮的首要因素。近年來汽油價格一直維持在高位波動，而新能源汽車與傳統汽車相比的一個最大特點就是其使用清潔能源，大幅減少對汽油的依賴，降低了消費者的使用成本。

新能源汽車產業有三大核心技術，分別是電池、電機和系統控制策略。其中，動力電池技術最為關鍵，是新能源汽車發展的核心支持產業，它直接決定新能源汽車發展的步伐，是新能源汽車實現大規模生產并商業化的瓶頸所在。

21世紀初，我國動力鋰離子電池產業憑借低廉的制造成本，充足的原材料供應，世界最大的消費市場及相對完整的產業鏈，得到了快速的發展。但是，在以動力鋰電池所用隔離膜為代表的關鍵技術上，我國仍有需要繼續進行研發，實現進一步突破，降低鋰電池生產成本，擴大規模化效益，提高鋰電池產業的競爭力。

目前在新能源汽車領域，美國、歐洲、日本無論在技術研發或者市場銷量方面都處于領先地位。近年來，我國的車企也都加大對新能源汽車的研發力度，根據自身情況和國情制定了新能源汽車的發展戰略，力圖在這一領域趕超發達國家。但是，與發達國家的新能源汽車企業相比，我國企業還未能完全掌握汽車節能的關鍵技術，諸多核心零部件仍需從外國進口，導致產品造價高，難以實現產業化和市場化。

（全文完）