新能源汽车节能技术

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:由于空气污染和能源安全已成为全球关注的两大问题,而节能和新能源汽车是解决中国能源和环境问题的关键措施。对于不同技术的前景,目前产业界和学术界尚未达成共识,但中国一直在对新能源汽车产业采取行动,并取得了一定成绩。本文对我国主要技术路径的现状和未来发展进行了探讨,具体来说,由于电动机联轴器的存在,内燃机在未来会变得更加简单。根据该产业现有的资源禀赋,希望可以对其进一步的发展做出一些推动。

  关键词:节能;新能源汽车;技术路径;汽车制造商;

  经过几十年的发展,如今中国成为世界上最大的汽车生产国,并将在2017年取代美国成为世界上最大的石油进口国。汽车产量和销量的增加满足了汽车行业的指数增长预期,而道路运输排放的增加也将对中国的城市空气质量和温室气体排放产生很好的量化影响[3],交通排放已经与中国在气候变化和保护人类健康方面的政策不相容。这就意味着中国的快速发展给能源消费和环境带来了巨大的挑战。今天,城市空气污染对人类健康有重大影响;2013年,空气污染导致的过早死亡给全球经济造成了约2250亿美元的劳动收入损失,以及5.11万亿美元的福利损失,自2000年以来,中国政府倡导了一项与西方模式不同的国家清洁汽车战略,主要是为了解决城市污染问题[5,6]。为了推广节能和新能源汽车,中国政府出台了大量政策,包括燃油消费法规、信用管理政策和碳配额政策。

2 新能源汽车发展现状

  2.1 国外新能源汽车发展现状

  欧洲是传统汽车产业最为发达的地区,拥有众多知名汽车品牌。德国、法国、英国、意大利都是汽车大国,这些国家的汽车发展历史比较相近,但在新能源汽车领域欧洲车企总体上起步较晚。其原因一方面是因为欧洲各国政府通过制定严苛的碳排放法规来推动新能源汽车的发展;但另一方面,欧洲车企由于自身在燃油汽车减排技术方面占有优势,迟迟不愿选择电动化的发展道路。在2020年国外新能源汽车排名如表1所示,前9名车型里有5款是欧洲品牌,可以预见,未来几年里欧洲品牌在新能源汽车市场上的地位将会继续上升。

  为了进一步更好的推动新能源汽车的发展,国外一些国家专门制定了一些政策来要求车企。其中包括汽车尾气排放法规,特别是CO2排放法规;制定禁售燃油汽车目标,或称零排放汽车目标;在特定的时间内对新能源汽车实行高额补贴和其他优惠政策。

  而在技术方面,外国主要采取的是电动化,其中包括2种选择:纯电动汽车和插电式混合动力汽车。我们对其进行了一定调查,发现纯电动汽车分为2种:一种是兼容平台,一般是把燃油车平台稍加改动放上蓄电池和电动机;另一种是电动汽车专属平台,按照纯电动的特点和需求设计。

  2.2 国内新能源汽车发展现状

  近年来中国的环境污染问题日益严重。大城市频繁的雾霾天气引起了人们对空气污染问题的广泛关注。在城市空气污染中,汽车尾气排放是一个重要来源,在这样的背景下,节能减排已成为我国汽车工业的主要发展趋势。中国政府为推广“节能新能源汽车”出台了大量政策,其中包括燃油消费法规、信用管理政策和碳配额政策。对于燃油消费规定,政府限制了公司乘用车的平均油耗。碳排放方面,出台了《新能源汽车碳配额管理办法》,规定了汽车制造商的碳减排配额。因此,“扩源”与“减耗”应并重。我国将其作为发展节能和新能源汽车的基本出发点。

3 新能源汽车节能技术路径分析

  3.1 纯电动汽车

  纯电动汽车行业存在两大障碍,即电池技术和充电基础设施。其中电池技术是指牵引电池。除了牵引电池的问题,阻碍纯电动汽车发展的另一个问题是充电基础设施。充电基础设施的稀缺加剧了消费者对充电范围的焦虑。因此,制造商必须在纯电动汽车上安装更多的电池,以确保更长的电动行驶距离。解决充电基础设施的问题并不比提高牵引电池的性能更容易。建立充电基础设施需要成本和时间,只有明确的盈利模式,才能吸引更多企业来参与。在推广纯电动汽车的时候,首先厂商应该细分市场,考虑到市场接受度和节能减排要求,定位在传统纯电动汽车和低速电动汽车之间的产品具有巨大潜力。这种汽车产品可以称为微型电动汽车。MEV的定义是最大速度和行驶里程较低的电动汽车,携带的电池为锂电池而不是铅酸电池。与传统的纯电动汽车和低速电动汽车相比,它既比传统低速电动汽车环保又比纯电动车成本更低。

  3.2 混合动力技术汽车

  混合动力技术通常被认为是ICE与纯电力技术之间的过渡技术。但是这一过渡显然将是一个长期的过程,因此我们可以将其看做一个重要的发展阶段。由于混合动力本身提供的多种解决方案,使得它们具有广泛的应用范围。综合考虑油耗、性能和成本的需求,企业应不同程度地选择混合动力解决方案,以满足自身需求。随着复杂的系统和更高的增量成本,强大的混合动力技术可能会更多地应用于中型和大型汽车。与纯电动汽车相比,混合动力汽车不需要配备大型电池,这是一个优势。因此,混合动力技术对企业是很有前景的。

  3.3 燃料电池汽车

  燃料电池汽车代表了将氢转化为汽车动力来源的最终可能性。有学者认为燃料电池汽车技术正在迅速走向成熟,并可能对纯电动汽车的发展构成挑战,但实际上,燃料电池汽车面临着成本高、基础设施不足、缺乏高效制氢手段等多重关键问题。从目前的产业和技术状况来看,燃料电池汽车在短期内实现大规模产业化的前景尚不明朗。从长远来看,FCV技术在成本和空间布局上更适合应用于商用车和大型乘用车。

4 结论

  当前,我国新能源汽车节能技术面临着多重挑战。其中包括对CAFC、新能源汽车和碳配额的严格规定,如果企业没有达到要求,他们将受到严厉的惩罚。另外中国新能源汽车市场的需求是多样化和不断变化的,新一代消费者的偏好与以前的消费者有很大的不同,这就要求企业对消费者需求的反应要迅速。还有就是节能减排的要求会增加制造商的成本,因此,企业的盈利能力将受到威胁。随着技术的进步和成本的降低,混合动力车、电动汽车和纯电动汽车预计将在2025年后逐渐成为主流。考虑到成本高、基础设施缺乏、制氢方式不确定等因素,燃料电池汽车2030年后可能会普及。最后,汽车动力源的改造将是一个长期的过程,在此过程中,技术突破、政策变化、能源结构等都将对能源效率和新能源汽车产生重大影响。汽车制造商应该根据自己的实际情况做出选择,才能承担起节能减排的任务。

参考文献

  [1]Lalu V,Loison R.100 voitures qui ont fait la France[M].La Vie du Rail,Paris,2018:5-20.

  [2] Avere France.Histoire du véhicule électrique[/OL].(2014-11-30).

  [3]R.Brown Lester,Janet Larsen,J.Matthew Roney,EmilyE.Adams The great transition:shifting from fossil fuels to solar and wind energy,W.W.Norton & Co.,NY,2015.Kerry-Ann Adamson.4th Energy Wave.The Fuel Cell and Hydrogen Annual Review,2016.

  [4] 金伶芝,何卉,崔洪阳、等.驱动绿色未来:中国电动汽车发展回顾及未来展望[R].

  [5] 汪善进、张式程、徐宏明、等.欧洲汽车行业现状与发展趋势(2020)[M].中国人才研究会汽车人才专业委员会,上海,2020.

  [6]李平安.汽车新能源以及节能技术的应用探讨[J].科技风,2020(06):45.

作者:王晓娟 单位:新疆商贸经济高级技工学校

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