您的位置:首页 > 招商加盟 > 知识检索

浅谈新能源汽车的发展

2015-09-21 08:54:32
1、 新能源电动汽车的兴起和我国的产业政策
1.1   电动汽车早期的发展
1834年Thomas Davenport创造了一辆电动三轮车,它由一组不可充电的干电池驱动,只能行驶一小段距离。电动汽车在欧洲发明之后,很快传递到了美国,并在美国得到了快速发展。但是随着石油的大量开采和内燃机技术的发展,特别是发动机启动器在汽车上的运用,燃油机的性能逐渐明显。电动汽车由于续航里程短等因素,其发展优势开始走向衰退,加之投入不足,使其研究与开发工作一度停滞。技术发展曾长期处于缓慢之中。直到20世纪60年代后,由于能源和环境问题使人们对电动汽车又开始重新重视。但主要还是近十年中,电动汽车的研究开发热进入了高峰期,并在各项技术发展上取得一定得成果。
电动汽车具有“优越的尾气零排放的环保性能”“能够利用各种清洁能源”“能量利用率高而节省能源”“噪音低”等优点。目前,全球范围内的二氧化碳排放问题及城市热效应已经引起人们的广泛关注。导致这些问题的主要原因是汽车尾气的排放,而且在目前还无法改变这些现状。要想取代传统汽车只能依赖电动汽车的发展。
1.2   我国电动汽车产业政策
“八五”期间成立了中国电工技术学会电动汽车研究会,电动汽车被列入国家科技攻关项目,把电动汽车的关键技术研究工作作为重中之重。“九五”期间电动启动又作为国家大力支持的科技产业项目,主要针对电动汽车整车的研究、示范区的运行规划、政策法规及相关标志来展开工作。这些方面的策划为我国后期大力发展电动汽车打下坚实的基础。进入“十五”期间,我国大力支持发展新能源电动汽车重大专项。在“十一五”期间跨入了高速发展阶段。我国政府逐步加大力度,不仅在电动汽车的准入和研发方面给予大力支持,同时在销售补贴方面给予高度关注。2009年7月,由中汽协牵头组建的电动汽车产业联盟,囊括了我国十家领军企业、集结现有国内电动汽车先进技术。2010年6月正式颁布《新能源汽车补贴及实施规划》,把真正的实惠落实到消费者。
目前,我国在新能源汽车的自主创新过程中,坚持了政府支持,以核心技术、关键部件和系统集成为重点的原则,确立了以混合电动汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵”,以整车控制系统、电机驱动系统、动力蓄电池、燃料电池为“三横”的研发布局。通过产学研紧密合作,我国混合动力汽车的自主创新取得了重大进展。形成了具有完全自主知识产权的动力系统技术平台,建立了混合动力汽车技术开发体系。
 
1.3   电动汽车产业本质
汽车产业高速发展与社会承载能力之间的矛盾日益显现。汽车产业的快速发展面临环境的约束力逐渐增加。汽车的低碳化逐渐成为汽车行业转变发展方式,提升核心竞争力的重要共识。电气化是汽车技术未来发展方向。从能源角度来说,电能到汽车驱动能的转变效率非常高,同时电可以从其他的新能源转化的来,比如太阳能、风能、生物能等。从环境的角度上来说,基本上是零排放。所以电气化是未来技术发展的主要方向。电动汽车的兴起实质上为了解决我们人类面临的资源短缺、环境污染等问题,以达到高效清洁利用新能源的目的。而不是简单的将传统汽车的油箱换成电池组,内燃机改成电动机。也就是说电动汽车的发展一定要与新能源的发展相匹配。电动汽车的特点是可以储存能量,可再生能源如风能、太阳能是随天气和时间变化的,因此需要能源储存。从这个角度来说,电动汽车的电池可以起到非常重要的作用,也是未来智能电网的一部分。如果电动汽车普及后所使用的电能大部分仍然是由煤石油等一次性能源转化而来的,那么新能源电动汽车就失去了原有的意义了。
传统的汽车主要是通过油气在内燃机内的燃烧将化石能转变成动能驱动汽车。这种燃 烧主要存在能源利用率不高和尾气污染严重等问题。同时,电动汽车使用电能直接驱动车轮,可以简化汽车驱动系统,减少汽车零部件,并且极大地提高了资源利用率。即新能源电动汽车的本质是通过改变汽车动力系统以达到节能减排的目的,并实现了减少汽车零部件、简化汽车结构。
2 电动汽车推广发展遇到的瓶颈
由气候组织和贝恩公司合作完成的《低碳技术市场化之路—电动汽车》研究报告指出中国电动汽车发展很快,政府态度坚决,但仍面临技术部成熟、产业瓶颈、基础设施滞后以及相对同等配置的传统汽车价格过高等四大挑战,短期内难以实现大规模增长。
1)资源与环境
电池容量与荷质比直接相关,动力电池在整车中所占的成本也非常高。Li是最优的电池材料,但可供开采的Li矿有限,即资源受限制。而且大量开采矿产也会破坏环境。电动汽车的研究攻关重点在电池上,蓄电池的性能能否做到电能足够大体积重量与足够小将直接影响电动汽车的推广使用。锂电池还在笔记本电脑和数码产品中广泛运用。电池的使用寿命有限,回收利用困难,污染严重特别是传统的铅酸蓄电池。在生产动力电池组的时候就应考虑回收利用的问题。推广使用电动汽车必须有配套的电池回收处理机制。最好能从废旧电池中回收Li资源。所以应根据消费者实际需求配给电池容量。国家政策应鼓励消费者选用小容量电池。
2)充电时间
将电能转化为化学能是个电化学反应的过程,而任何一个化学反应过程都是在一定的时间里进行的,所以寄希望快速充电也是有个充电时间极限值。当电动汽车大面积普及的时候,充电将成为限制电动汽车使用的关键因素。如果都采用快速充电的话,在城市核心区将要建立大量的充电站。而这在成熟的大城市进行再改造将回付出很高的代价。
3)安全性
采用电驱动后,简化了车内结构,同时也带来了点伤害等许多不确定因数。如何保证在行驶和各类交通事故中保证人员的安全将受到很大的挑战。今年4月,杭州众泰新能源出租车出现自燃,根据事故鉴定报告,导致自燃的原因是电池成组后不能完全满足车辆使用环境的需求,在应用过程中,出现了电池漏液、绝缘受损以及局部短路的情况。同济大学汽车学科专家李理光教授说,从电动汽车来说,有几大安全隐患:一个是车辆碰撞和机械故障引发电池爆炸、电磁干扰导致车辆自动刹车或熄火、另外就是电池燃烧和高压漏电。而后两项,正是电动汽车不同于传统的燃油汽车的安全隐患
4)价格偏高
电动汽车产业化进程阶段,同档次的电动汽车比传统汽车贵7~8万元的问题。国内主流观点是寄希望于国家政策的优惠,而缺乏对整车制造过程中改如何降低费用等问题的研究。早期的推广当然离不开国家政策的支持。但能买的起车的人也是社会中相对富有的人,用纳税人的钱去补贴富人们的消费显然有悖常理。且不说社会上得富人也只是一小部分。
电动汽车作为一种新兴的产品,其价位偏高也很正常,相应的配套上设施不全,私人用户在短时间里难以接受。政府可以优先考虑在公用车领域着手推广,如城市公交、出租车及政府公车等,也可以组织电动汽车租赁公司将购买的电动汽车转租给私人用户。比如上海市政府将其所以的工程车都改造成电动车,电力公司铺设的网络就专供其使用。一些城市的出租车也改成了电动汽车。这些都是从小到大逐渐加以推广的良好模式。在公用领域推广使用电动汽车也有利于电动汽车的统一管理保养,比如充电时间可以选择在夜间充电,也有利废旧电池的回收。
3 电动汽车应有的技术创新
3.1电池组与超级电容混合使用:
锂离子电池是目前理论上特性最优越的蓄电池,比能量高同时还能实现小型化。在充电时发生的是吸热反应,具有温升少的特点。内部阻抗也很小。也正是由于比能量高,所以容易出现着火等危险。此外还存在各单体电池的均衡电压控制和锂资源匮乏问题。超级电容在充电的时不发生化学反应因此使大电流快速充放电成为可能,充放电可在较宽的温度范围内进行,即使短路也不会发生故障,使用寿命长,不含铅铬等贵重金属,较环保。但相对蓄电池而言其蓄电容量低,存在内部阻抗,所以其充放电效率不是很好。
电池组供电稳定且容量大,但电容器可以满足汽车启动时大电流的需求和行驶途中能量回收。汽车在行驶的途中减速所产生的能量回馈和加速是所需要的大电流,若都由电池组承担的话,将会影响到电池组的使用寿命。而超级电容能够和好的满足要求。将两者混合使用能够很好的发挥各自的优点。
马自达于1997年12月发布的德米欧FCEV是在电动汽车中同时配置了燃料电池和超级电容器,其中燃料电池为主要的动力源,可以进行均衡的充放电,而超级电容是作为在加速时为所必须的大电流进行快速放电和减速时回收电能进行快速充电。
3.2合理利用太阳能。
车内温度与室外温度正相关,可以将汽车顶盖采用太阳能电池板,吸收光热,产生电能供车内空调和娱乐设施使用。Smart在今年法兰克福车展上发布了一款电动Forvision概念车,该车暗示出了未来新一代Fortwo城市车的外观设计和技术。车顶采用了有机太阳能电池,能够产生能量从而为Forvision的多媒体零部件和温度控制系统提供能量。
3.3为新能源电动汽车打造一款操作系统,将汽车由机械控制转变为电信号控制,汽车也将由交通工具转变成移动终端。
         汽车工业发展已有100多年的历史。自20世纪80年代以来,智能控制理论与技术在交通运输工程中越来越多的被运用。在这一背景下,智能汽车的概念应运而生。所谓的智能汽车就是在网络环境下用信息技术和智能控制技术、通信技术等新技术武装汽车。国内外业界和学术界形成了共识,即现代汽车行业的新一轮竞争的焦点将是涉及微电子技术、智能自动化技术、通信技术等新技术领域的智能汽车的研究与开发。
     由于传统汽车采用的是机械传动,无法对机械传动进行精确控制,智能化也仅仅集中在导航、娱乐和网络应用方面。随着电动汽车的普及,车载系统将会得到进一步的发展。未来汽车将是采用电信号控制以取代机械控制。在整车系统中应包含如下三个系统模块:
       监视系统:实时监控电动汽车各个参数,并能够及时的做出故障判断。
       操作系统:电动汽车采用电驱动以后,可以取消原有的方向盘离合器的部件。驾驶员通过操作系统发出电信号直接控制电机的转速和能量的输出。
       娱乐导航系统:将电动汽车与网络融合,就像苹果将通讯工具变成集娱乐通信于一体的移动终端。电动汽车也可以融入更多的娱乐功能成为移动终端,这符合现当代的发展潮流。
4 小结
电动汽车的研究业已如火如荼的展开了,各大汽车厂商也小批量的推出自己的“电动汽车”。本人认为真正意义的电动车将是完全颠覆性的创新,将会给人类社会带来深远的变革。
参考文献:
1 刘文营、王建华。我国电动汽车发展政策分析。汽车工程师,2011(8):18-20
2 日本电器学会,电动汽车驱动系统调查专门委员会编,康龙云译。电动汽车最新技术。北京:机械工业出版社。2008-8
3 陈全世主编。先进电动汽车技术。北京:化学工业出版社。2007-7
4 王文伟、毕荣华。电动汽车技术基础。北京:机械工业出版社。2010
5 王震坡、贾永轩。电动汽车蓝图。北京:机械工业出版社。2010-4

经销商登录
加盟热线
400-000-9910
在线咨询