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[交流] 变革——关于汽车新能源发展方向的探讨

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变革——关于汽车新能源发展方向的探讨

变革——关于汽车新能源发展方向的探讨
   

      2007年,一个声音传遍了全世界:根据联合国最近发布的一份报告,全球气候变暖已经无法阻止。毋容置疑,作为二氧化碳排放源之一的汽车应当对此负责,必须采取一些措施——为了环境,也为了每一个生活在这个星球上的生命。更何况流淌在这个星球身体里的黑色血脉已经渐渐被生活在他上面的人类挖干、用尽。

杞人忧天不是出路,唯有努力创新,寻找新的可替代能源才是唯一出路,好在随着石油价格的上涨,越来越多的“汽车人”开始意识到事态的严重,他们开始潜心研究可替代石油的新能源,一场世界汽车史上从未有过的变革就这么悄悄地又迅雷不及掩耳地来到我们身边。

资料显示,地球石油储备量只够人类再使用50年。而即将到来的这50年是汽车能源多样化的50年,或许也是汽车发展历史上绝无仅有的50年,变革的50年!在这50年中,已高度发达的汽油发动机技术仍将超速发展,但仍然难以阻止其被其他新能源技术车辆渐渐替代的大趋势,而混合动力、代用燃料、燃料电池、电动汽车以及氢能驱动等新能源技术则将大行其道,世界汽车市场将呈现百花争艳的喜人状况。

就目前而言,新能源技术已有一定发展,丰田及雷克萨斯的混合动力已具相当规模,奔驰和大众正在全球推广其BLUETEC清洁燃料的计划,宝马则潜心修炼氢能动力驱动的燃料电池技术。就在2007年的上海国际汽车展上,包括丰田、大众、宝马、通用、福特等公司在内的大型跨国汽车集团都带来了自己新能源技术的量产车或概念车参展。而更令我们欣喜的是众多自主品牌也集中性地选择在车展上发布自己在新能源技术方面的研究成果,比如刚刚诞生的荣威全新品牌,上汽并不是全力拼抢利润,而是将眼光放得更长远,荣威混合动力车和“上海”牌燃料电池车的发布已表明厂家的长远计划。而奇瑞更是一口气发布了5款新能源技术车型。


当然我们决不能盲目乐观,各种新能源技术尚有各自的瓶颈需要突破,混合动力汽车高速时多余的油耗、氢能动力的成本、电能驱动车的续航里程、代用燃料的燃料供给都需要我们去研究、去发展。路漫漫其修远,曲折的道路拥有光明的前景。

汽车能源发展道路图谱

本源

如果追溯汽车的本源,我想可以回到原始社会。那时人们发明了一种简单的工具,将圆木置于重物的下面,然后拖着走,重物即可由一个地方移到另外一个地方。这被称作为早期的木轮运输。后来人们发现用直径大的木轮运输速度较快,于是木轮的直径越来越大,逐渐演变为带轴的轮子,这便形成了最早的车轮雏形。车轮是我们中华民族的祖先首先发明的。人类历史上的第一部车辆,也是在我们祖先灵巧的双手和智慧的开拓下,最早驶上了历史的舞台。在中国古代神话中,有黄帝造车之说,故黄帝又号称轩辕氏。轩是古代一种有围棚的车,辕是车的基本构件。不过黄帝发明的车是以人力驱动的。

起点

不需要人力驱动,而真正采用燃料驱动车辆行驶可以追溯到1763年,法国陆军的技术军官古诺将蒸汽机运用在车辆上,行驶速度为0.4 km/h。而现代汽车的起源则可以追溯到1885年,德国工程师卡尔·奔驰(1844~1929)在曼海姆制造成一辆装有0.63 kW汽油机的三轮车。德国另一位工程师戈特利布·戴姆勒(1834~1900)也同时造出了一辆用0.82 kW汽油发动机作动力的四轮汽车。

当前我们所处位置

燃料方向:柴油
特点:柴油发动机体积大、质量重、采用压燃方式
优势:柴油发动机以其低油耗、强动力、较好的耐久性和环保性日益受到市场欢迎。
劣势:由于工作压力大,要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度,所以柴油机比较笨重、工作粗暴,振动噪声大;低速扭矩大,整车起步更平稳柴油不易蒸发,冬季冷车时起动困难。
前景:成熟的柴油发动机技术已得到越来越多国家的认可,遗憾的是在中国市场还受到层层阻力。

目前研发状态、应用状况:柴油发动机在欧洲市场已非常普及,大众、奔驰、宝马和PSA以及雷诺集团的所有车型几乎都配备了柴油动力。

代表车型:标致207

在标致最新的207车型中,提供了三种HDi柴油发动机,分别是1.4 L,最大功率50 kW,1.6 L最大功率66 kW和1.6 L最大功率80 kW的柴油发动机,同时所有柴油发动机都标配颗粒过滤系统。

燃料方向:汽油
特点:汽油发动机体积小、质量轻、采用点燃方式。
优势:价格便宜,起动性好,最大功率时的转速高,工作中振动及噪声小等。
劣势:相比柴油车油耗较高。
前景:受到石油资源限制,汽油机将渐渐被其他新能源车辆取代。
目前研发状态、应用状况:汽油发动机技术已高度发达,应用广泛,几乎世界上所有汽车品牌的车型都首先配备了汽油发动机车型。
代表车型:奔驰S600
    梅赛德斯-奔驰是现代汽油发动机的领先者,其S级的旗舰车型S600配备了5.5 L V型12缸,双涡轮增压多点电喷的汽油发动机,最大输出功率达到380 kW(5 000 r/min),峰值扭矩为830 N·m(1 800~3 500 r/min)。S600的最高车速被限制在250 km/h,0~100 km/h的加速时间仅为5.3 s。

发展方向
燃料方向:混合动力
特点:是指拥有两种不同动力源的汽车。这两种动力源在汽车不同的行驶状态下分别工作,或者一起工作,通过这种组合达到最少的燃油消耗和尾气排放,从而实现省油和环保的目的。
优势:由于能量利用率由原来的60%~70%提高到了95%以上,混合动力车可以节省近一半汽油,而且发动机噪音和尾气污染均有较大改观。
劣势:购买和维修成本较高。
核心技术或技术瓶颈所在:成本较高、仍然要使用较多的汽油。
前景:混合动力仍是基于石油做燃料,混合动力并没解决能源危机的问题,只是汽车新能源发展过程中的一个过渡产品。
目前研发状态、应用状况:北美和日本已经有量产的混合动力车型,国内的普锐斯也已具有一定影响力,但要普及尚需时日。
代表车型:丰田普锐斯和雷克萨斯RX400h。
丰田普锐斯采用了汽油发动机和电动机结合的动力系统与无级变速传动,目前市场上销售的是其二代车。一汽丰田生产的是丰田普锐斯二代车(北美版本)。丰田普锐斯混合动力车的电动机功率高达50 kW。

燃料方向:代用燃料
特点:基于天然气和石油伴生品的燃气汽车如LPG、CNG、煤制油等,或者是生物燃料,包括燃料乙醇和生物柴油等。
优势:尾气排放CO、HC、CO2等污染物比汽油、柴油低得多。此外,醇类燃料含氧,还可促进燃料燃烧更完全,燃烧温度降低,使NOX排放量减少。
劣势:部分代用燃料的毒性和安全性尚需提高
核心技术或技术瓶颈所在:代用燃料的开发、储备量及加注燃料的“加油站”数量需提高。
前景:代用燃料车是目前许多国家根据自身能源构成的状况已经在应用的技术,实现的技术难度和成本都相对较低,燃油经济性也较好,前景可观。
目前研发状态、应用状况:天然气、液化石油气、醇类、醚类以及新开发的生物柴油等清洁代用燃料有广泛应用。
代表车型:萨博9-5生物柴油概念汽车
    萨博9-5车型采用生物柴油驱动,生物柴油的主要来源是那些可用于提炼的植物。它能将乙醇和汽油以任意比例混合(乙醇最高比例达85%,即E85),减少二氧化碳的排放,并且拥有更好的动力性能。该车配备2.0 L发动机,最大功率224 kW,最大扭矩400 N·m。

燃料方向:电能驱动
特点:以电能为驱动车辆行驶的唯一能源。
优势:“零排放”,噪声低。
劣势:蓄电池、电机及其控制器的技术有限,续航里程有限,蓄电池使用寿命太短,电动汽车整车与社会的基础设施(充电站)建设须提高。
核心技术或技术瓶颈所在:蓄电池的比能量较低,而且蓄电池的质量在电动车自身质量中占了很大比例,增加了不少能量消耗。
前景:在未来10年,纯电动车和混合式电动车在其特定市场范围内的商业化生产将增长,增长速度取决于价格因素。
目前研发状态、应用状况:美国曾经小规模生产过电动汽车,但以目前形势看,由于电池和燃料电池等关键部件的技术限制,暂时还无法实现产业化。
代表车型:新款雪佛兰Volt电动概念车
新款雪佛兰Volt电动概念车可利用纯电动模式行驶64 km左右,在爬坡等需要较大扭力的状态下,电动模式的性能表现完全不输传统汽油发动机车辆。这款车将在2010年前实现量产。


未来方向
燃料方向:氢能动力
特点:氢燃料电池车,称得上是新能源车中最具“未来感”的技术路线,在彻底摆脱稀缺能源束缚和可产业化方面前途光明。氢燃料电池不仅高效、低噪音,而且无污染、无二氧化碳排放。由于氢元素可从多种物质中提取,并可再生,所以已经不能简单用“节省多少油”来衡量,是目前所能看到的最有可能产业化的终极替代能源方案。当然,技术实现和推广的难度也最大。
代表车型:BMW氢能7系
BMW氢能7系装备了能够使用液氢燃料和汽油的6.0 L V12发动机,最大输出功率为191 kW,最大扭矩可达390 N·m,最高电子限速为230 km/h。BMW氢能7系配有一个容量为74 L的普通油箱外,还配有一个额外的燃料罐,可容纳约8 kg的液态氢。双模驱动为BMW氢能7系提供了超过700 km的总行驶里程:氢驱动200 km以上,汽油驱动500 km。

适合中国国情的新能源汽车发展道路

新能源技术正在蓬勃地发展,而对于中国的汽车企业而言,这次汽车新能源的“变革”绝对是千载难逢的机会,甚至可以使中国汽车工业摆脱在传统汽车技术上的落后地位而一跃成为氢能技术的领导者。

当然,民族汽车工业的崛起离不开政府的大力扶持。好的消息是,在2007年上海车展前夕,国家发改委公布了《新能源汽车生产准入管理规则(征求意见稿)》,这一规则包括了对新能源汽车生产企业多达15项的准入条件及考核要求。如此严格的政策的出台,提高了准入门槛,有利于真正研发新能源汽车的企业获得优惠,而那些纯粹为了商业利益和博得大众关注而涉足新能源领域的汽车企业,则会知难而退。

有了政策的扶持,路还是要自己走的。这里我们抛砖引玉地提出一条适合我国国情的“有中国特色”新能源汽车发展路线,即一方面因地制宜地发展混合动力、代用燃料技术以及燃料电池汽车和纯电动汽车,另一方面积累新能源动力研发经验,下大力气开发氢能动力技术,以最快速度占领世界汽车变革的新起点,最终在氢能动力方面取得世界领先的技术地位。这条双管齐下的过渡转型路线既实现了目前节约型社会的节能要求,又将在未来取得世界领先的位置,可谓万全之策。

结语

当你庆幸自己能有幸赶上这汽车发展史上绝无仅有的变革的50年的时候,当你准备享受这百家争鸣的新能源汽车时代的时候,你可曾想到自己的爱车正蚕食着我们共享的环境,它的排放物正污染着我们共同呼吸的地球大气。

尽管我们已经坚信汽车未来新能源技术的前景一片光明,汽车最终走上的新能源道路将使人类的用车生活发生颠覆性的变革——更清洁、更畅快、更稳定,但我们决不能浪费身边的每一滴油、每一度电,更不能加速污染环境、破坏环境。这就如同一位虔诚的宗教信徒,明知自己最终能够修成正果,坚定自己能够达到“极乐世界”,但当遇到磨难时却放弃了每一次抵抗磨难得机会,最终只会自绝光明之路。

因此,作为有责任感的汽车专业媒体,我们既倡导车主享受幸福和谐的人车生活,又要对每一位车主进行善意的提醒——在不必要的情况下,尽量少开车吧。其实能源问题不止是汽车的问题。想想公共卫生间里不论白昼黑夜常年流淌的自来水,公司办公室里下班后仍然明亮的电灯和未关的电脑、空调……有责任感的你一定不会吝啬这举手之劳,相信我们的每一位车主都能做到,那么少开几次车,又有何难!

当然我们也不是危言耸听,车还是用来开的,只是不必要的浪费却可以避免。正如上文所述,只要我们努力在新能源方面加大研发力度,随着新能源技术的不断提高,新能源的前景必将是光明的,汽车工业的前景也必将是光明的!懂得节流开源,享受更清洁的新能源动力,享受更和谐的人车生活将不再是梦想。

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