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[行业交流] 未来几年新能源电动车如何发展? [复制链接]

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发表于 2018-1-24 18:07:27 |显示全部楼层

    目前,全球能源都陷入紧张状态,未了减少石油等不可再生能源的使用,在汽车制造和应用领域逐渐引入新能源。在人们的日常生活中,汽车发挥的作用很大,人们的生活、工作都离不开汽车,而将新能源应用于汽车领域,将会为环保做出很大的贡献。虽然目前对于汽车新能源技术的研究比较多,但由于这项技术出现的时间较短,还有很多方面需要改进。

随着人们对大自然的能源进行了一百多年的开采,如今逐渐意识到节能和开源的重要性,从人类生存和发展的角度来说,能源问题也将是一个很难跨越的瓶颈。目前,包括我国在内的多个国家都投入了大量的人力和资金研究汽车新能源技术,通过一段时间的努力,取得了阶段性成效。

目前提出的关于新能源汽车的技术路线比较多,就未来的发展趋势来看,混合动力汽车的发展空间是最大的,特别是油、电混合用汽车,这项技术与目前世界汽车行业发展趋势最为相近,所以发展潜能最大。随着人们对这项技术研究的不断加深,未来新能源汽车势必成为主流。

现阶段新能源汽车技术路线分析

根据目前汽车领域使用的能源类型,各国在新能源方面的技术路线主要可以分为3类,以下将依次对其进行介绍。

a、纯电动汽车

由于石油使用量的急剧增加,不仅造成了不可再生能源储量的降低,燃油燃烧过程中还产生了大量的温室气体,对环境造成了污染。而人们将新能源应用于汽车领域之后,汽车则是靠电力驱动,在这一过程中不会产生对环境有害的物质,这也是目前解决温室效应最重要的途径。

纯电动汽车的动力是靠电池提供,所以汽车的性能很大程度上取决于电池的性能,电池储能的多少将直接影响到汽车的续航能力。电动汽车的发电机还配置了相应的控制装置,在电动机和控制装置的共同作用下会产生扭矩,直接对汽车进行驱动,车辆行驶时,扭矩的大小会对汽车的速度、加速度以及拉力因素产生直接的影响。此外,人们对电动汽车的电机也进行了调整和重新设计,即使电机的运转速度较低,也能输出较大的扭矩,配合IGBT控制单元完成汽车的控制,这一点则是传统的内燃机无法实现的。

b、混合动力汽车

混合动力汽车就是在汽车行驶过程中使用多种能源进行驱动的汽车,目前可见的主要驱动方式为汽油和电力共同驱动。虽然电力驱动能够减少对环境的污染,但很多时候也会有动力不足的情况出现,所以人们将电力和燃油混合使用,既能够减少温室气体的排放,还能够解决电池功率不足的问题。

凭借这一优势,混合能源汽车技术获得了大多数人的认可,成为了重要研究方向之一。目前在市场上使用比较多的混合模式为插电式混合动力汽车,这种汽车不仅配备了容量比较大的动力电池,还为电池配置了专用的充电设备;除了电池,汽车还带有燃油驱动系统。当电池的容量比较充足时,可使用电能驱动汽车,当电池电能低于一定的水平后,则可转换为燃油驱动。

c、燃料电池汽车

燃料电池汽车使用的是燃料电池,这是一种不同于充电电池的新技术。燃料电池汽车在运行过程中,主要依靠的是燃料电池系统、驱动电机、动力蓄电池和储氢系统。电池在工作过程中,会发生化学反应,将物质的化学能转化为电能,从而驱动汽车,目前使用比较广泛的燃料电池为氢氧燃料电池,H2和O2发生氧化反应生成H2O,这一过程会放产生大量的热量,将热量收集起来形成电能,汽车即被驱动。

未来新能源汽车发展展望

以上3种路线是目前研究最为广泛的,不同的国家出于技术、能源等因素考虑,在不同研究领域有着不同的侧重。我国的新能源汽车发展起始于21世纪初,无论是国家还是企业都在大力发展新能源技术,但对于我国新能源汽车的未来发展方向,并未有一个十分明确的目标,还需要进一步的研究和尝试。但无论选择什么样的路线发展,都必须是建立在我国国情基础之上,在新路线实施过程中,还要充分考虑其中的细节部分,以求将影响降到最低、效益达到最大。

a、混合动力电动汽车在我国最具发展潜力

从技术层面来说,电能驱动技术目前还不够成熟,而燃油技术通过一百多年的发展已经十分成熟,两者混合使用能够降低电能技术的缺陷;而且我国的国土面积比较辽阔,全国人口的流动性比较大,汽车需要进行长时间、远距离的行驶,在所有的新能源技术中,混合动力电动汽车的续航能力是最强的。此外,在汽车动力系统中加入燃油动力,还能在一定程度上推动电动力结构的发展,这对于纯电动汽车技术的发展也是有好处的。混合动力汽车中比较广泛的技术是可插电式路线,汽车用户可以根据自己的需求,选择使用哪种驱动系统,不仅能够带来一定的经济效益和环保效益,还获得了用户的认可,为混合动力汽车未来的发展提供了良好基础。

综上所述,在我国发展混合动力电动汽车,不仅具有良好的技术基础,更是在考虑我国国情的基础上做出的决策。

b、纯电动汽车是新能源汽车最终发展形态

目前市场上存在混合动力汽车、燃料电池动力汽车等模式,究其原因,还是纯电动汽车的技术不够成熟。虽然目前对电动汽车的电池研究比较多,但依然存在很多待突破的技术,例如电池的体积和储电量、充电速度和对电池的影响。但是无论是从环保的角度出发,还是新能源汽车未来的主要发展方向,纯电动汽车才是新能源汽车的最终目标。目前世界范围内都在对电池技术进行研究,这些问题的解决只是时间的问题。为了加快新能源技术在我国的发展,政府已经在技术和资金方面出台了很多扶持政策,帮助企业完成研发,推动产业化发展。

近几年,在新能源汽车快速发展的强劲带动下,动力电池的发展速度一路狂飙。1月16日,在“独具匠芯,智创未来”新能源行业峰会暨2018新形势下动力电池发展方向研讨会上,中国汽车技术研究中心方凯正博士介绍:2017年,中国新能源汽车动力电池总配套量373.7亿瓦时,同比增长33%。

从分析来看,预计未来几年,新能源汽车将更多配套三元电池,购买装配三元电池的新能源车型将成为主流现象。

纯电动乘用车里小型化占比高

中国汽车工业协会发布的数据显示,2017年我国新能源汽车的产销量分别达到79.4万辆和77.7万辆,同比增长53.8%和53.3%。

而方凯正博士指出,得益于私人市场的渗透以及共享汽车的普及,纯电动乘用车产量同比增长83%,专用车增长163%。根据2017年纯电动乘用车产量情况分析,从分级别来看,纯电动乘用车仍是小型化占比最高,其中A00级车型占比37%,A0级车型占比34%,A级车型占比19%。同时此三级别的纯电动车型中,三元材料电池的应用均居高位。

三元电池配套量占比增至四成

据中国化学与物理电源行业协会秘书长刘彦龙指出,2017年新能源电动车动力电池超370亿瓦时的总配套量中,就车型分类来看,乘用车配套约139亿瓦时,占比近38%;客车约145亿瓦时,占比近39%,专用车占比近23%。

同时,就电池分类来看,锂离子电池仍占据主导地位,2017年配套量369亿瓦时左右,占总配套量的99%以上。其中,磷酸铁锂占比超48%,而得益于乘用车市场和专用车市场的高需求量,三元电池得以快速增长, 2017年配套量占比增至43%,成为时下新能源汽车动力电池装配的又一大趋势。

安全与寿命是动力电池的根本

2018年新能源补贴进一步退坡已是不争的事实,在新政策形势下,对电池单位储能量的提升提出了更高需求,但专家认为产品的高安全高寿命更应得到重视。国家863电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬认为,安全性、长寿命和低成本,是未来在没有补贴情况下必须要解决的问题。刘彦龙秘书长也指出:“产品的安全性、系统的寿命能否满足用户需求,这是应该高度重视的。”希望骨干企业能为市场提供更高质量、更高安全的动力电池产品。

而就在本次峰会上,作为承办方的塔菲尔新能源科技,发布了两款新品:一是针对乘用车、特种车市场的135Ah的三元方形铝壳电芯,其能量密度高达215Wh/kg,循环寿命高达3000次。二是针对储能和特种车市场的磷酸铁锂115Ah电芯,循环寿命可达10000次。塔菲尔电芯在能量密度、使用寿命上的设计已处于行业领先水平,引起与会嘉宾的关注。

链接:三元电池

三元电池全称“三元聚合物锂电池”,指正极材料使用镍钴锰酸锂三元正极材料的锂电池。三元电池能量密度高,续航里程相对较长,但其材质稳定性不如磷酸铁锂电池。三元锂材料会在200℃左右发生分解,并且化学反应更剧烈,而磷酸铁锂会在700℃-800℃时发生分解,不会像三元锂材料一样释放氧分子,燃烧没那么剧烈。

此前我国新能源汽车生产普遍使用磷酸铁锂电池(相比三元电池有体积更大、成本更高、能量密度偏低的缺点),但以特斯拉为代表的国外新能源汽车让三元电池在市场上越来越受重视,国内很多新能源汽车企业开始推出使用三元电池的车型。


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