新能源汽車
新能源汽車
新能源汽車”是指使用除汽油、柴油發動機之外所有其它能源汽車,包括燃料電池汽車、混合動力汽車、氫能源動力汽車和太陽能汽車等。其廢氣排放量比較低,被認為能減少空氣污染和緩解能源短缺。據不完全統計,全世界現有超過400萬輛液化石油氣汽車,100多萬輛天然氣汽車。在中國大陸,新能源汽車被應用于部分城市的公共交通領域,部分地方政府也對私人購買新能源汽車予以支持,中國市場上在售的新能源汽車都是混合動力汽車。2014年2月26日,北京公布首批新能源車示范目錄,5企業2車通過審核。
基本介紹
新能源汽車是指采用非常規車用燃料作為動力來源(或使用常規車用燃料、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。新能源汽車包括混合動力汽車、純電動汽車(BEV,包括太陽能汽車)、燃料電池電動汽車(FCEV)、氫發動機汽車、其他新能源(如高效儲能器)汽車等。在能源緊缺,環境污染越來越嚴重,新能源汽車已成為汽車產業未來發展的趨勢。
行業發展
新能源汽車《2013-2017年中國電動汽車行業市場需求預測與投資戰略規劃分析報告》數據顯示:2012年新能源汽車銷量為12552輛,其中純電動汽車銷量為12411輛。即使以今后每年翻倍的速度增長,到2012年的銷量也不過是10萬輛左右,與國家規劃相差40萬輛左右,與各個地方規劃之和的差距就更大了。
新能源汽車的規劃銷量與實際銷量的巨大差距充分說明,相關部門都希望發展新能源汽車行業,都希望把它做好做大,都知道新能源汽車行業的好處:節能減排。這也符合我國經濟長遠發展需要,但現實確實如此慘不忍睹。其實消費者也知道新能源汽車節能,能省下不少油錢,能節能省錢。但是為什么消費者始終沒有實際購買的沖動呢?前瞻網認為我國的新能源汽車產業是汽車行業中的后起之秀,其短短十余年的發展已形成了較為完整的技術體系、產品體系、標準體系和管理體系,被確定為我國汽車行業未來發展的主導方向。新能源汽車的發展積累了很多寶貴經驗,下述特點非常值得摩托車行業借鑒,即:正確的行業規劃布局;扎實的基礎工作;高效的產業結構;完善的標準體系建設;良好的政策支持環境。
通過制定具有針對性的行業規劃布局,為新能源汽車行業發展確立了切實可行的技術路線和階段目標。通過一系列目標明確的規劃方案,確立了以“純電動汽車”作為產業轉型戰略方向,以“三縱三橫”作為技術創新主戰略,依據行業實際和全球發展動態制定了不同階段的產品發展目標和技術發展目標。
驅動電機及控制系統是新能源汽車的三大核心部件之一,是新能源汽車車輛行駛中的主要執行結構,其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標。在純電動車和燃料電池汽車上,驅動電機是唯一的驅動部件;在油電混合動力汽車上,驅動電機是實現各種工作模式的關鍵,直接影響油耗指標、排放指標、動力性、經濟性和穩定性。驅動電機及控制系統主要由電動機、功率轉換器、控制器、各種檢測傳感器以及電源等部分構成。目前我國新能源汽車驅動電機行業處于起步階段,規模不大。其特征主要表現為:一是門檻較高,需要具備較強的技術實力;二是專業電機企業數量少、且以高新技術企業居多;三是我國存在驅動電機產業化優勢,但突破大規模產業化瓶頸尚需各方加以時日共同努力;四是國家對新能源汽車驅動電機行業扶持步伐加速,未來國內驅動電機企業面臨良好的發展機遇。
2012年以來,我國大氣污染物PM2.5危害不斷升級,PM2.5的防治成為國家污染防控的當務之急。2013年2月環保部發布了《環境空氣細顆粒物污染防治技術政策(試行)》(征求意見稿),這將加快推動環保汽車、新能源汽車的發展進程并提高其市場空間。
(2013年中國新能源汽車驅動電機細分行業發展狀況)中表示:國家針對新能源汽車產業及相關配套產業頒布了一系列的產業政策及相關財政補貼政策。重要的是,2012年國務院頒布了《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020 年)》(國發[2012]22號)文件: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,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。各地方汽車產業大省也相繼出臺一系列針對新能源汽車的相關扶持政策及發展規劃。
發展情況
中國新能源汽車產業始于21世紀初。2001年,新能源汽車研究項目被列入國家“十五”期間的“863”重大科技課題,并規劃了以汽油車為起點,向氫動力車目標挺進的戰略。“十一五”以來,我國提出“節能和新能源汽車”戰略,政府高度關注新能源汽車的研發和產業化。形成了完整的新能源汽車研發、示范布局。
2008年,新能源汽車在國內已呈全面出擊之勢。2008年成為我國“新能源汽車元年”。2008年1-12月新能源汽車的銷量增長主要是乘用車的增長,1-12月新能源乘用車銷售899臺,同比增長117%,而商用車的新能源車共銷售1536臺,1-12月同比下滑17%。
2009年,在密集的扶持政策出臺背景下,我國新能源汽車駛入快速發展軌道。雖然新能源汽車在中國汽車市場的比重依然微乎其微,但它在中國商用車市場上的增長潛力已開始釋放。2009年1-11月,新能源乘用車銷量同比下降61.96%,至310輛。2009年1-11月,新能源商用車——主要是液化石油氣客車、液化天然氣客車、混合動力客車等——銷量同比增長178.98%,至4034輛。相比在乘用車市場的冷遇,“新能源汽車”在中國商用車市場已開始迅猛增長。
2010年,我國正加大對新能源汽車的扶持力度,2010年6月1日起,國家在上海、長春、深圳、杭州、合肥等5個城市啟動私人購買新能源汽車補貼試點工作。2010年7月,國家將十城千輛節能與新能源汽車示范推廣試點城市由20個增至25個。選擇5個城市進行對私人購買節能與新能源汽車給予補貼試點。新能源汽車正進入全面政策扶持階段。
大發TantoFCHV 氫燃料電池概念車在能源和環保的壓力下,新能源汽車無疑將成為未來汽車的發展方向。“十二五”期間,我國新能源汽車正式邁入產業化發展階段:2011-2015年開始進入產業化階段,在全社會推廣新能源城市客車、混合動力轎車、小型電動車。“十三五”期間即2016-2020年,我國將進一步普及新能源汽車、多能源混合動力車,插電式電動轎車,氫燃料電池轎車將逐步進入普通家庭。
2012年5月,為加快培育發展新能源汽車,新能源汽車項目每年獲10-20億元資金支持。
2012年4月18日國務院總理溫家寶主持召開國務院常務會議,研究部署政府信息公開重點工作,討論通過《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012—2020年)》,會議指出,加快培育和發展節能與新能源汽車產業,對于緩解能源和環境壓力,推動汽車產業轉型升級,培育新的經濟增長點,具有重要意義。要以純電驅動為汽車工業轉型的主要戰略取向.爭取到2015年,純電動汽車和插電式混合動力汽車累計產銷量達到50萬輛,到2020年超過500萬輛;2015年當年生產的乘用車平均燃料消耗量降至每百公里6.9升,到2020年降至5.0升;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。
“十二五”期間,零部件企業對新能源汽車零部件進行戰略投資,把節能汽車零部件作為重點投資對象。隨著新能源汽車扶持政策的落實,汽車電機產業迎來黃金發展時期。預計2012年~2016年,我國新能源汽車電機及控制系統的市場容量將會在500億元以上。
電機是新能源汽車的關鍵零部件,也是目前制約電動汽車發展的瓶頸之一。隨著電動汽車的發展,汽車動力面臨電控化和電氣化兩大技術變革。
我國新能源汽車的發展需經兩大階段:第一階段是以混合動力汽車為主,燃料電池車等新能源汽車為輔的發展方向,開拓新能源汽車市場;第二階段是在純電動汽車技術成熟的基礎上,純電動汽車逐步替代混合動力及燃料電池汽車以至于完全占據新能源汽車市場,實現零排放的階段。所以,走好新能源汽車發展之路,混合動力汽車應首先被重視和推廣。
據相關統計,截至2013年上半年,在一系列的政策支持下,我國新能源汽車產銷比上年同期有較快增長。新能源汽車銷售達到5889輛,比上年同期增長42.7%,其中純電動汽車為5114輛,插電式混合動力達到775輛。
“十二五”期間,國家大幅提高純電動汽車、插電式混合動力汽車累計產銷量,初步形成與市場規模相適應的充電設施體系和新能源汽車商業運行模式。到2020年則實現純電動汽車、插電式混合動力汽車累計產銷量在2015年的基礎上再上一個新臺階,實現規模化商業運營。
中商情報網發布的《2013-2018年中國新能源汽車行業市場調研與投資預測分析報告》預測,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。
發展階段
新能源汽車第一階段是搖擺不定階段(2006以前):這一階段,各國對新能源汽車動力源沒有決定,重心放在了氫燃料電池,只有日本一直投入較大(這也是目前日本新能源汽車發展得最好的主要原因)。美國:不積極發展純電動,重心放在在氫燃料電池;日本:一直在投入,以氫動力投入較多;歐盟:重心放在在生物燃料與氫燃料電池;中國:處于摸索、定義階段。
第二階段是大力扶持發展階段(2007-2011):各國確定新能源汽車戰略,并以鋰電池為主,加大研發、基礎設施投入,給予消費補貼,具有極其重要性,市場規模不斷擴大。美國購買EV可享受所得稅優惠,最高額度為7500美元,到2025年,每個汽車制造商至少每年出售15.4%的零排放車輛。日本購車者可享受免除多種稅負優惠,到2020年,EV在整體乘用車的銷售比例中應占到50%。法國購買EV可以獲得最高5000歐元的補貼。德國降低EV用車費用。英國購買EV可以獲得2000-5000英鎊獎勵。中國以BEV為主,購買可以最高獲得6萬元的補貼。
第三階段是繼續扶持、逐漸進入收獲階段(2012至今)。各國維持新能源汽車戰略,仍然以鋰電池為主,維持消費補貼,加大對汽車二氧化碳排放控制力度。美國等國家規定每個汽車制造商至少每年出售一定零排放車輛,否則要繳納碳稅。TESLA等企業開始實現盈利。中國加大投入。全球新能源汽車逐步進入收獲期。
從新能源汽車的發展來看,各國扶持補貼政策起到了重大作用,這與光伏行業扶持補貼具有類似性,只是新能源汽車比光伏行業落后一個階段。隨著第二階段扶持補貼政策作用的逐漸顯現,以及目前各國的持續性投入,新能源汽車逐漸進入收獲階段。
發展意義
1)新能源汽車可使我國實現從汽車大國到汽車強國的轉變。
雖然當前世界各主要發達國家和有關汽車公司均在加緊研發此種新型汽車技術并取得長足進展,但總體而言,我國仍基本上與之處在同一個起跑線上,差距不過只有3—5 年,并不像傳統內燃機技術一樣存在20 年的巨大差距。在商用化和產業化方面更是如此,某些方面我們還有一定優勢。
2)新能源汽車可繼續開辟我國的汽車市場。
我國的汽車產業剛剛發展起來,汽車普及率低,因而在汽車動力系統發展戰略選擇上有更大的自由度,在新能源汽車研發和產業化方面具有比較優勢,推廣應用新能源汽車的阻力也會小得多。
管理方式
新能源汽車工業和信息化部聘任有關專家,組成新能源汽車專家委員會,負責確定和調整新能源汽車產品類別的技術階段,提出適用于新能源汽車的專項技術條件和檢驗規范建議。
對處于不同技術階段的產品采取不同的管理方式。
起步期產品只能進行小批量生產,且只在批準的區域、范圍、期限和條件下進行示范運行,并對全部產品的運行狀態進行實時監控。
發展期產品允許進行批量生產,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%的銷售產品的運行狀態進行實時監控。
成熟期產品與常規汽車產品的《車輛生產企業及產品公告》(以下簡稱《公告》)管理方式相同,在銷售、使用上與常規汽車產品相同。
主要分類
純電動
新能源汽車電動汽車顧名思義就是主要采用電力驅動的汽車,大部分車輛直接采用電機驅動,有一部分車輛把電動機裝在發動機艙內,也有一部分直接以車輪作為四臺電動機的轉子,其難點在于電力儲存技術。由于電力可以從多種一次能源獲得,如煤、核能、水力、風力、光、熱等,解除人們對石油資源日見枯竭的擔心。電動汽車還可以充分利用晚間用電低谷時富余的電力充電,使發電設備日夜都能充分利用,大大提高其經濟效益。有關研究表明,同樣的原油經過粗煉,送至電廠發電,經充入電池,再由電池驅動汽車,其能量利用效率比經過精煉變為汽油,再經汽油機驅動汽車高,因此有利于節約能源和減少二氧化碳的排量,正是這些優點,使電動汽車的研究和應用成為汽車工業的一個“熱點”。有專家認為,對于電動車而言,最大的障礙就是基礎設施建設以及價格影響了產業化的進程,與混合動力相比,電動車更需要基礎設施的配套,而這不是一家企業能解決的,需要各企業聯合起來與當地政府部門一起建設,才會有大規模推廣的機會。
優點:技術相對簡單成熟,只要有電力供應的地方都能夠充電。
缺點:蓄電池單位重量儲存的能量太少,還因電動車的電池較貴,又沒形成經濟規模,故購買價格較貴,至于使用成本,有些試用結果比汽車貴,有些結果僅為汽車的1/3,這主要取決于電池的壽命及當地的油、電價格。
氫動力
氫動力汽車是一種真正實現零排放的交通工具,排放出的是純凈水,其具有無污染,零排放,儲量豐富等優勢,因此,氫動力汽車是傳統汽車最理想的替代方案。與傳統動力汽車相比,氫動力汽車成本至少高出20%。中國長安汽車在2007年完成了中國第一臺高效零排放氫內燃機點火,并在2008年北京車展上展出了自主研發的中國首款氫動力概念跑車“氫程”。
優點:排放物是純水,行駛時不產生任何污染物。
缺點:氫燃料電池成本過高,而且氫燃料的存儲和運輸按照技術條件來說非常困難,因為氫分子非常小,極易透過儲藏裝置的外殼逃逸。另外最致命的問題,氫氣的提取需要通過電解水或者利用天然氣,如此一來同樣需要消耗大量能源,除非使用核電來提取,否則無法從根本上降低二氧化碳排放。
混合動力
新能源汽車混合動力是指那些采用傳統燃料的,同時配以電動機/發動機來改善低速動力輸出和燃油消耗的車型。按照燃料種類的不同,主要又可以分為汽油混合動力和柴油混合動力兩種。國內市場上,混合動力車輛的主流都是汽油混合動力,而國際市場上柴油混合動力車型發展也很快。
優點:
1、采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內燃機的最大功率,此時處于油耗低、污染少的最優工況下工作。需要大功率內燃機功率不足時,由電池來補充;負荷少時,富余的功率可發電給電池充電,由于內燃機可持續工作,電池又可以不斷得到充電,故其行程和普通汽車一樣。
2、因為有了電池, 可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量。
3、在繁華市區,可關停內燃機,由電池單獨驅動,實現“零”排放。
4、有了內燃機可以十分方便地解決耗能大的空調、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題。
5、可以利用現有的加油站加油,不必再投資。
6、可讓電池保持在良好的工作狀態,不發生過充、過放,延長其使用壽命,降低成本。
缺點:長距離高速行駛基本不能省油。
燃料電池
新能源汽車燃料電池汽車是指以氫氣、甲醇等為燃料,通過化學反應產生電流,依靠電機驅動的汽車。其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學作用,而不是經過燃燒,直接變成電能或的。燃料電池的化學反應過程不會產生有害產物,因此燃料電池車輛是無污染汽車,燃料電池的能量轉換效率比內燃機要高2~3倍,因此從能源的利用和環境保護方面,燃料電池汽車是一種理想的車輛。
與傳統汽車相比,燃料電池汽車具有以下優點:
1、零排放或近似零排放。
2、減少了機油泄露帶來的水污染。
3、降低了溫室氣體的排放。
4、提高了燃油經濟性。
5、提高了發動機燃燒效率。
6、運行平穩、無噪聲。
甲醇汽車
用甲醇代替石油燃料的汽車。
其他汽車
天然氣和液化石油氣汽車
燃氣成分單一、純度較高、能與空氣均勻混合并燃燒完全,CO 和微粒的排放量較低,發動機在低溫時的啟動和運轉性能較好。其缺點是其運輸性能比液體燃料差、發動機的容積效率低、著火延遲較長及動力性有所降低。這類汽車多采用雙燃料系統,即一個壓縮天然氣或液化石油氣系統和一個汽油或柴油燃燒系統,能容易地從一個系統過渡到另一個系統,此種汽車主要用于城市公交汽車。