油價飆升 節(jié)能減排 電動汽車前途光明

   　 清華大學汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室副教授 王賀武

    　 國際電動汽車技術研發(fā)與商業(yè)化提速

    　 ·美、日及歐洲發(fā)達國家純電動汽車即將進入實用化階段

    　·燃料電池汽車商業(yè)化的路線圖逐步明確

     　城市客車混合動力系統(tǒng)出現(xiàn)平臺化趨勢。發(fā)電機組+驅(qū)動電機+儲能裝置，構成了混合動力系統(tǒng)的基本技術平臺。

    　經(jīng)歷了長期發(fā)展，純電動汽車技術日臻成熟，相關的技術檢測標準體系已經(jīng)完善，并在美、日、歐等國家和地區(qū)得到商業(yè)化的推廣應用，重點是市政特殊用車(郵政運輸車、環(huán)衛(wèi)車等)、固定線路的公交車、公務車隊用車和私人用車等領域。

   　 純電動汽車面臨新發(fā)展機遇

     　各種高新技術開始在純電動汽車上應用，主要技術包括：動力系統(tǒng)集成優(yōu)化技術不斷取得進展，節(jié)能效果不斷提高；高性能鋰離子電池、鎳氫電池取代傳統(tǒng)的鉛酸電池；高效的一體化電力驅(qū)動系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的直流電機；電動輔助系統(tǒng)的廣泛應用提高了整車能量利用效率和性能；網(wǎng)絡系統(tǒng)的應用促進了電動汽車的模塊化和智能化；輕量化技術和電器結構安全性技術得到了系統(tǒng)應用。

    　美、日及歐洲發(fā)達國家純電動汽車即將進入實用化階段。目前，法國電動汽車的普及程度和保有量都位居世界前列，據(jù)不完全統(tǒng)計已有2萬輛不同的純電動汽車在運行，其中純電動轎車有8000輛。法國政府、法國電力公司、標致-雪鐵龍汽車公司和雷諾汽車公司簽署協(xié)議，共同開發(fā)和推廣電動汽車，共同合資組建了電動汽車的電池公司，薩夫特公司承擔電動汽車的高能電池的研究和開發(fā)以及電池的租賃和維修等工作。2006年11月，法國政府、法國電力公司與汽車制造商簽訂了協(xié)議，近期使全國電動汽車保有量達到10萬輛在20個城市推廣使用電動汽車。

     　混合動力汽車已初步商業(yè)化

     　由于技術相對成熟，節(jié)能和環(huán)保效果明顯，混合動力汽車得到快速發(fā)展，并在各國優(yōu)惠政策的鼓勵下，逐步進入商業(yè)化推廣應用階段。以日本為主導的格局正在打破，大型汽車公司紛紛推出具有各自特色的混合動力汽車。目前已批量銷售的混合動力汽車包括豐田公司Prius、本田公司Insight、Civic、福特公司的Escape等轎車和OrionBusVI、NovaBus、HIMR客車等。2007年，美國市場上銷售的混合動力車達到40多萬輛，占新車總銷售量的3%。在混合動力技術的發(fā)展上，表現(xiàn)出明顯的模塊化和平臺化趨勢，轎車混合動力系統(tǒng)的模塊化愈加明顯，逐步推進汽車動力的電氣化。從只具備自動啟停、怠速關機功能的“微混合”、以并聯(lián)式混合動力發(fā)動機為主體的“輕混合”和以混聯(lián)式為特征的“強混合”，隨著電功率的比例逐步提高，混合程度不斷提高，最終過渡到可充電式的串聯(lián)式“全混合”方式。城市客車混合動力系統(tǒng)出現(xiàn)平臺化趨勢。發(fā)電機組+驅(qū)動電機+儲能裝置，構成了混合動力系統(tǒng)的基本技術平臺。通過換用不同的發(fā)電機組即APU，從汽、柴油內(nèi)燃機到氣體燃料發(fā)動機各種不同的能源動力轉(zhuǎn)化裝置，形成油—電、氣—電、電—電等各種不同混合動力系統(tǒng)，促進了動力系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡與轉(zhuǎn)型?；旌蟿恿蛙囋诠财嚱煌ㄏ到y(tǒng)得到推廣應用。由于公共汽車單車能耗和污染物排放比轎車高，其主要運行于城市中心區(qū)域，平均速度低，怠速、加速/減速工況所占的比重大，能夠充分發(fā)揮混合動力汽車的優(yōu)勢。目前，美國一些城市的公交公司已開始推廣混合動力公共汽車。例如，紐約從2004年到2007年定購了上千輛柴油混合動力公共汽車，投入使用。同年，西雅圖也定購250輛柴油混合動力公共汽車。

     　燃料電池汽車技術研究更加深入

     　出于不同的能源戰(zhàn)略、環(huán)境保護和高附加值制造目的，燃料電池汽車的研發(fā)模式目前均是在政府主導下的產(chǎn)學研聯(lián)合進行攻關，并積極開展全球范圍內(nèi)的跨國合作。美國能源部聯(lián)合國防部、國家實驗室、公司等簽署研發(fā)合同，支持5個汽車與能源公司構成的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟進行燃料電池汽車車隊和基礎設施示范。2004年，包括我國在內(nèi)的“氫能經(jīng)濟國際合作伙伴(IPHE)”成立，計劃從2006年開始連續(xù)4年支持“先進氫燃料電池”項目。燃料電池汽車商業(yè)化的路線圖逐步明確。美國能源部計劃2010年有不少于10萬輛、2020年不少于250萬輛燃料電池汽車，交通部計劃2015年新增公交車的10%為燃料電池汽車。日本計劃2010年擁有燃料電池轎車5萬輛，2020年500萬輛，2030年1500萬輛。

    　 我國電動汽車產(chǎn)業(yè)化條件與政策環(huán)境已具備

    　 ·燃料電池汽車技術獲得突破，開始示范運行

    　·為了促進電動汽車的推廣應用，我國在政策方面已經(jīng)具備相應的條件

     　我國燃料電池汽車研發(fā)采用與國際同領域權威單位不同的技術路線，開發(fā)出了獨具特色的能量混合型和功率混合型兩種燃料電池混合動力系統(tǒng)。

    　我國在“十五”和“十一五”國家“863”計劃重大專項中共投入20億元的研發(fā)經(jīng)費，支持電動汽車的關鍵技術、平臺集成技術以及整車和關鍵零部件的開發(fā)。其中混合動力汽車關鍵技術、動力系統(tǒng)平臺和整車開發(fā)，在“863”項目中占有非常重要的地位。

     　純電動汽車已具備產(chǎn)業(yè)化條件

     　在“863”電動汽車專項的支持下，我國在純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車方面的關鍵技術的研發(fā)和產(chǎn)品開發(fā)取得了長足的進步。

    　各式純電動汽車技術均已具備產(chǎn)業(yè)化條件。在純電動汽車客車的開發(fā)方面，純電動客車動力系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)國產(chǎn)化。目前，有50輛奧運會用電動客車已完成公告定型評審，2008年北京奧運中心區(qū)專線電動客車的應用將全面檢驗、展示我國在這一領域的先進技術。在純電動轎車的開發(fā)方面，我國研發(fā)的搭載錳酸鋰動力蓄電池的純電動轎車，不僅完成了國家標準規(guī)定的所有試驗，還進行了動力電池的各項濫用試驗，并在2006年完成了國際首例整車正面碰撞試驗，證實了高性能純電動汽車產(chǎn)品的安全性。我國企業(yè)還根據(jù)我國實際國情開發(fā)了各種形式的微型純電動汽車，如清華大學與清能華通共同研發(fā)的“Micro哈里”采用了自主研發(fā)的新型四輪智能驅(qū)動技術和高性能鋰離子動力蓄電池，最高車速65km/h，0km/h～30km/h加速時間4.5s，百公里能耗5kWh，續(xù)駛里程大于120km。

    　混合動力汽車技術基本成熟，以BSG和ISG為代表的輕度混合動力汽車具備產(chǎn)業(yè)化條件。2007年11月底，10輛奇瑞B(yǎng)SG混合動力轎車率先銷售到奇瑞出租車公司，小批量投放出租車市場，進行為期6個月的市場考核，計劃單車運行10萬公里以上。12月13日，由長安汽車集團自主研發(fā)的首款量產(chǎn)混合動力轎車杰勛HEV，在長安汽車第五工廠正式下線，也將在重慶、深圳等地進行市場考核，長安集團計劃于2009年生產(chǎn)該款混合動力車3000輛，2010年將達5000輛。2007年武漢市公交集團一次性采購100輛并聯(lián)式混合動力客車。2007年～2008年，湖南省公交系統(tǒng)計劃采購100輛以上串聯(lián)式混合動力客車。天津公交集團計劃采購50輛串聯(lián)式混合動力公交車，投入示范運行。

   　 燃料電池汽車技術獲得突破，開始示范考核運行。我國燃料電池汽車研發(fā)采用與國際同領域權威單位不同的技術路線，開發(fā)出了獨具特色的能量混合型和功率混合型兩種燃料電池混合動力系統(tǒng)，具有電-電混合、平臺結構、模塊集成的技術特征，燃料經(jīng)濟性高于國外同類樣車特別是純?nèi)剂想姵仳?qū)動模式樣車，轎車和客車兩種車型節(jié)氫效果均十分顯著，現(xiàn)已成為國際上主流系統(tǒng)。清華大學與上海神力科技有限公司、新源動力股份有限公司、清能華通科技發(fā)展有限公司、北京京華客車廠、北方客車廠、北汽福田汽車公司等10多個單位聯(lián)合攻關，相繼研發(fā)成功了第一代高地板、第二代低入口和第三代全低地板燃料電池城市客車，已經(jīng)完成了累計超過5萬公里的可靠性、耐久性試驗，各項指標已經(jīng)能夠滿足實際運行的需要，將在北京開展為期一年的公共交通示范運行。同濟大學、上汽集團等單位聯(lián)合開發(fā)的燃料電池轎車的可靠性、耐久性和技術成熟程度得到了德國大眾公司的認可，20輛上海大眾帕薩特領馭燃料電池轎車將在2008年北京奧運會期間提供服務。

     　制定政策推動應用

     　為了促進電動汽車的推廣應用，我國在政策方面已經(jīng)具備相應的條件。繼2005年國務院政府工作報告提出“要鼓勵和發(fā)展清潔汽車”后，2008年3月5日又將“著力突破新能源汽車、高速軌道交通、工農(nóng)業(yè)節(jié)水等一批重大關鍵技術”列入《政府工作報告》，《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要》提出：“鼓勵開發(fā)使用節(jié)能環(huán)保和新型燃料汽車。”2006年2月，國務院發(fā)布的《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》將“低能耗與新能源汽車”和“氫能及燃料電池技術”分別列入優(yōu)先主題和前沿技術。2007年6月公布的《中國應對氣候變化國家方案》鼓勵發(fā)展節(jié)能環(huán)保型汽車和鼓勵混合動力汽車、純電動汽車的生產(chǎn)和消費。2007年4月國家發(fā)展和改革委員會發(fā)布的《高技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十一五”規(guī)劃》進一步強調(diào)以氫能燃料電池為重點，大力開發(fā)大規(guī)模制氫和儲氫、燃料電池堆、燃料電池輔助裝置、燃料電池發(fā)動機等系統(tǒng)集成技術，開展產(chǎn)業(yè)化示范，推動氫能燃料電池在交通領域的應用。國家發(fā)展和改革委員會2007年11月1日頒布實施的《新能源汽車生產(chǎn)準入管理規(guī)則》則為各種電動汽車汽車的推廣應用掃清了政策障礙。規(guī)則根據(jù)各種純電動汽車、混合動力汽車以及燃料電池汽車的各自特點和技術成熟度，分別規(guī)劃了推廣應用的范圍和條件。

    　在混合動力汽車方面，首先在乘用車上推廣使用具有怠速停車功能和啟動電機/發(fā)電機一體化的輕度混合動力轎車技術，將其應用到使用率較高的領域，如城市出租車；其次是在城市公交車輛上推廣應用具有制動能量回收功能的混合動力，逐步擴大其應用范圍。在純電動汽車產(chǎn)業(yè)化方面，應該在小型乘用車尤其是微型純電動汽車開拓市場。而在燃料電池方面，則應在北京、上海、廣州等主要城市，利用奧運會、世博會、亞運會等契機開展一定規(guī)模的示范運行。

    　在全國有交通領域節(jié)能減排強烈要求的大中型城市中選擇10-20個區(qū)域，如北京、上海、武漢、廣州等開展一定規(guī)模，如1000輛-2000輛電動汽車進行引導性示范，根據(jù)“優(yōu)先發(fā)展公共交通”的原則，重點在公共交通、公務用車、公益車輛(如環(huán)衛(wèi)車、郵政車等)等公共服務體系率先推廣使用純電動、混合動力、燃料電池電動汽車，在進行3年-5年的運行后，到2010年全國總電動車輛規(guī)模有可能達到10萬-20萬輛，到2015年達到百萬輛。這樣可以在2010年減少汽、柴油用量100萬噸左右，減少二氧化碳排放近300萬噸左右；2015年，減少汽、柴油用量1000萬噸左右，減少二氧化碳排放3000萬噸左右。