新能源汽車技術(shù)路線發(fā)展分析

新能源汽車技術(shù)路線發(fā)展分析摘要：為減少燃油車對石油資源的依賴，新能源動力方案被應(yīng)用到汽車上來，各種技術(shù)路線眾說紛紜。本文結(jié)合全球幾大經(jīng)濟(jì)體，對行業(yè)中的新能源技術(shù)路線進(jìn)行分析，討論了幾種新能源汽車技術(shù)方案的特性和發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：混合動力新能源增程式燃料電池1新能源汽車技術(shù)路線新能源汽車是以傳統(tǒng)燃油車作為對照的汽車類型，廣義上講，不單純以汽油或柴油為燃料，不依賴或不完全依賴內(nèi)燃機(jī)為動力的汽車都可以歸入新能源汽車。新能源汽車主要有：混合動力汽車（HEV，PHEV，增程式）、純電動汽車（BEV）、燃料電池汽車（FCEV）、替代燃料汽車等。從節(jié)能和降低污染物排放的效果來講，其效果從低到高依次是替代燃料、混合動力、BEV、FCEV。各國都把純電動和燃料電池汽車作為遠(yuǎn)期發(fā)展目標(biāo)，期望實(shí)現(xiàn)完全電氣化驅(qū)動。從能源轉(zhuǎn)換效率來看，乘用車的能量轉(zhuǎn)向效率是：汽油發(fā)動機(jī)WTW為15%（WTT85%，TTW17.9%，相乘得15%）；電動汽車WTW為28%（WTT42%，TTW67%，相乘得28%）?？梢夿EV的WTW效率相比內(nèi)燃機(jī)有較大優(yōu)勢。1.1混合動力汽車混合動力，是指采用傳統(tǒng)燃料，同時配以電池、電機(jī)來改善動力輸出,降低油耗的車型?；靹痈鶕?jù)電功率占車輛驅(qū)動動力的比例又可分為微（弱）混、輕混、強(qiáng)混、PHEV等幾種類型?；靹尤砸詢?nèi)燃機(jī)為基礎(chǔ)，通過增加電池和電機(jī)模塊，實(shí)現(xiàn)輔助驅(qū)動和制動能量回收以及電力行駛功能，達(dá)到節(jié)油減排的效果。在混動車型中，以PHEV和增程式的節(jié)油效果最好。1.2純電動汽車純電動汽車，就是完全依賴電力驅(qū)動的汽車，大部分車輛直接采用電機(jī)驅(qū)動，有一部分車輛把電動機(jī)裝在發(fā)動機(jī)艙內(nèi)，也有部分車輛采用輪轂電機(jī)技術(shù)，將動力傳動和制動裝置都整合到輪轂內(nèi)，使得電動汽車的機(jī)械部分大大簡化。作為未來道路交通工具的主要發(fā)展方向，純電動汽車得到了各國政府和主要汽車制造企業(yè)的扶持和推動，隨著成本的逐步降低，續(xù)航里程的不斷提高，以及充電設(shè)施的加速建設(shè)，大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)已經(jīng)具備。1.3燃料電池汽車料電池汽車（FCEV）是指以氫氣、甲醇等為燃料，通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流，依靠電機(jī)驅(qū)動的汽車。其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學(xué)作用（非燃燒）變成電能。過程中不會產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此FCEV是無污染汽車，其能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2~3倍，因此從能源利用和環(huán)保方面來說，F(xiàn)CEV是一種最為理想的車輛。1.4替代燃料汽車替代燃料汽車是指用壓縮天然氣（CNG）、液化石油氣（LPG）、液化天然氣（LNG）、甲醇、乙醇等作為燃料的汽車。替代燃料汽車本質(zhì)上仍然是內(nèi)燃機(jī)汽車，只是將能源從汽油或柴油換成了代用燃料，實(shí)現(xiàn)了能量多元化，并在一定程度上可以降低污染物排放。缺點(diǎn)是TTW效率低，對于整體的能量轉(zhuǎn)換效率并無提升，不是理想的發(fā)展方向。2新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢中美歐的油耗指標(biāo)和環(huán)保法律，促使車企大幅降低新車的平均油耗。車企的技術(shù)路線有兩條，一是在現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)+變速箱的動力總成上挖掘剩余潛力；二是采取新的動力總成技術(shù)，加入電驅(qū)動技術(shù)或完全采用電驅(qū)動。在發(fā)展方向上，目前汽車行業(yè)基本上圍繞混合動力、純電動和FCEV這三個方向開展布局，進(jìn)行技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化的積累。天然氣和乙醇汽車等新能源汽車由于節(jié)能減排效果非常有限，雖在一些國家和地區(qū)獲得了發(fā)展，但不可能成為市場主流。多數(shù)國家都將新能源車發(fā)展方向鎖定在BEV和FCEV上面，而把混合動力當(dāng)過渡產(chǎn)品。在BEV和FCEV這兩個能量來源的選擇方面，各國的電力設(shè)施很完善，所以BEV的商業(yè)化難度要小一些。發(fā)展氫燃料電池動力，氫氣的制取、存儲、運(yùn)輸、充填等都要從零開始，要再造一個能源體系，需投入的資源很龐大，時間也很漫長。所以FCEV的商業(yè)化難度要大，發(fā)展也會較純電動汽車慢一些。2.1美國美國的新技術(shù)的開發(fā)方面歷來走在世界前沿，歷屆政府十分重視新能源汽車的發(fā)展，并力圖掌握核心技術(shù)優(yōu)勢。美國政府先后在HEV、EV、生物質(zhì)能、氫燃料電池等領(lǐng)域全面下注，通過財(cái)政資助、稅收政策、政府法案等多個方面推動新能源汽車發(fā)展。2.2歐洲歐洲在內(nèi)燃機(jī)汽車領(lǐng)域占據(jù)很大的技術(shù)優(yōu)勢，在新能源汽車的發(fā)展方向上，也選擇從汽油車到柴油車，再向混合動力、增程式/PHEV、BEV、FCEV逐步過渡的方法，充分利用基礎(chǔ)優(yōu)勢，逐步降低油耗和污染物排放。在未來的發(fā)展方向上，各大車廠基本以PHEV、BEV、FCEV為發(fā)展方向。2.3日本日本以豐田為代表的企業(yè)在混合動力領(lǐng)域進(jìn)行了多年的精耕細(xì)作，對新能源汽車的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。本田也是混動技術(shù)的堅(jiān)定支持者。在FCEV領(lǐng)域，豐田和本田掌握了非常深厚的技術(shù)優(yōu)勢。2.4中國我國在新能源汽車的自主創(chuàng)新過程中，從一開始就避開了技術(shù)難度最為復(fù)雜的混合動力汽車發(fā)展路徑，在中短期主攻純電動汽車方向，長期則將FCEV作為未來的發(fā)展方向之一。近年來由于充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)較慢，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)又逐步轉(zhuǎn)向插電式混合動力這一技術(shù)難度相對較低，產(chǎn)業(yè)化較易實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品方向，形成了BEV和插電PHEV兩翼齊飛，乘用車和商用車齊頭并進(jìn)的局面。在新能源汽車領(lǐng)域，我國企業(yè)開始時選擇技術(shù)門檻較低的BEV作為切入點(diǎn)，并逐步滲透到PHEV，取得了顯著的發(fā)展成就。在FCEV領(lǐng)域，由于我國汽車企業(yè)的技術(shù)儲備不足，且氫氣的制取、運(yùn)輸、存儲等方面還沒有展開有效的探索，