一、我国发展新能源汽车的基础
我国有着较好的基础,可以发展节能与新能源汽车。第一,我国是仅次于日本、韩国的全球第三大锂电池生产国,占全球约25%的市场份额。虽然就目前来看,锂电池产品还多应用于手机、电动工具、电动自行车等领域,但其产业规模庞大、产业链基础较好、生产工艺共性点多,具备大规模发展汽车用动力电池的条件。第二,我国也是锂资源储量大国,锂离子动力电池生产已经形成了一个比较完整的产业链。经过近些年的发展,我国动力电池的主要性能明显进步,初步具备了产业化的能力。第三,在车用驱动电机方面,我国电机产业规模位居全球首位,产品量大、面汽我国又是工业电机的生产大国,在电机生产方面有较强的技术基础。目前,我国电动汽车整车已经进入规模化应用阶段,包括动力性、经济性、续驶里程、噪声等指标已经达到国际水平,前期是城市公交,现在乘用车产品也越来越多,比如比亚迪、郑州日产、奇瑞、长安等都有混合动力汽车生产上市(图1)。
新能源汽车已经列入到我国七大战略性新兴产业中,具体的支持政策也正在陆续出台,力度上也越来越大。除了新能源汽车的购买补贴外,以后地方政府还会陆续出台一些优惠政策,例如购置税优惠、停车收费优惠,甚至还将提供一些行驶上的便利,比如传统汽车的限行,对新能源汽车是没有的。所有这些措施,都是为了努力营造一个新能源汽车使用的良好环境和氛围,引导消费者来加深认识,主动购买。从未来的趋势来看,选择新能源汽车的消费者会越来越多,因为不论从技术、成本还是驾驶体验方面,新能源汽车都会慢慢体现出其优势。
二、新能源汽车的定义与分类
1.新能源汽车的定义
新能源又称非常规能源,是指传统能源之外的各种能源。也指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。
(1)什么是汽车
我国国家最新标准《汽车和挂车类型的术语和定义》(GB/T 3730.1-2001)中对汽车有如下定义:由动力驱动,具有4个或4个以上车轮的非轨道承载的车辆,主要用于载运人员和(或)货物;牵引载运人员和(或)货物的车辆;特殊用途的车辆。
(2)什么是新能源汽车
新能源汽车的英文名称是New Energy Vehicles,是指采用非常规的车用燃料(即除汽油、柴油之州作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进,具有新技术、新结构的汽车。
如图2所示,新能源汽车包括:①燃气汽车(液化天然气、压缩天然气);②燃料电池电动汽车(FCEV);③纯电动汽车(BEV);④液化石油气汽车;⑤氢能源动力汽车;⑥混合动力汽车(油气混合、油电混合);⑦太阳能汽车和其他新能源(如高效储能器)汽车等,其废气排放量比较低。
对新能源汽车的界定,我国没有统一的定义,但比较权威的说法有两种。
一个是2009年6月17日,工业和信息化部制定的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》中对新能源汽车的界定。此规则界定新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进,具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车(包括太阳能汽车)、燃料电池汽车、氢发动机汽车和其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等。
另一个是2012年7月9日,国务院发布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》中对新能源汽车的界定。此规划界定新能源汽车是指采用新型动力系统,完全或主要依靠新型能源驱动的汽车。此规划中所指新能源汽车主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。
参考上述新能源汽车的界定,下文中提到的新能源汽车主要是指普通混合动力汽车、插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车。
2.新能源汽车的分类
(1)普通混合动力汽车
混合动力是指那些采用传统燃料,同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同,主要又可以分为汽油混合动力汽车和柴油混合动力汽车两种。国内市场中,混合动力汽车的主流是汽油混合动力汽车,而国际市场中柴油混合动力车型的发展也很快。按混合动力汽车动力系统结构类型的不同,可以将其分为串联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车和混联式混合动力汽车。按混合动力汽车混合程度的不同,可以分为微度混合动力汽车、轻度混合动力汽车、中度混合动力汽车和重度/全混合动力汽车。
采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率,此时处于油耗低、污染少的最优工况。当大功率内燃机功率不足时,由电池来补充;负荷少时,富余的功率可发电给电池充电,由于内燃机可持续工作,电池又可以不断得到充电,故其便捷程度与普通汽车一样。
(2)插电式混合动力汽车(增程式、插电式)
插电式混合动力汽车是可以在正常使用情况下,从非车载装置中获取电能,以满足车辆一定的纯电动续驶里程的混合动力汽车,可分为增程式和混联插电式。
增程式混合动力汽车是在纯电动汽车的基础上开发的电动汽车。之所以称之为增程式混合动力汽车是因为车辆追加了增程器(传统发动机加发电机),而为车辆追加增程器的目的是进一步提升纯电动汽车的续驶里程,使其能够尽量避免频繁地停车充电。
插电式混合动力汽车是由混合动力汽车进化而来的,它继承了混合动力汽车的大部分特点,但把混合动力汽车的功率型电池替换为比容量(单位质量所包含的能量)更大的能量型电池,如此一来动力电池就有足够的能量保证车辆可以在零排放、无油耗的纯电动模式下行驶一定的距离。
从驱动的角度分析,增程式混合动力汽车不论工作在纯电动模式还是增程模式下,其车轮始终仅由电动机独立驱动,而插电式混合动力汽车如果工作在混合动力模式下,发动机会与电机一同参与到驱动车轮的行列(经动力混合后)。
从系统选型的角度分析,增程式混合动力汽车必须是串联式混合动力形式,而插电式混合动力汽车可以是并联式混合动力形式,也可以是混联式混合动力形式。
从电气化程度的角度分析,增程式混合动力汽车的电气化程度无疑更高,具体表现就是电功率占总输出功率的百分比是100%,而插电式混合动力汽车不足100%。