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在当前全球汽车工业面临能源环境问题的巨大挑战的情况下，发展电动汽车，实现汽车能源动力系统的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了广泛共识。根据各大汽车公司发布的产品上市计划，预计2012年前后将迎来国际电动汽车产业化发展的一次高潮。电动汽车一旦取得市场突破，必将对国际汽车产业格局产生巨大而深远的影响。 （1）国外新能源汽车发展现状 20世纪70年代，由于汽车保有量呈几何级数增长，造成了严重的环境污染。尤其在一些大城市，随着一系列光化学污染等环境污染事件的发生，西方发达国家政府开始注重环境保护，这使得一些著名的汽车公司转向研究和开发新能源汽车。从此，世界发达国家均投入巨资进行电动汽车商业化开发和应用。到20世纪90年代，欧美发达国家纷纷制定了汽车尾气排放标准并严格执行。 1．纯电动汽车发展 纯电动汽车问世于20世纪90年代，但由于电池性能不能满足需求，一度退出历史舞台。随着高性能锂离子电池和一体化电力驱动系统等技术的发展应用，纯电动汽车再次受到各国政府和企业的重视。纯电动汽车已在续驶里程、动力性、快充等方面取得了可喜的进展，即将进入实用化阶段。 纯电动汽车在美、日、欧等国家和地区得到小规模的商业化推广应用，目前世界上有近4万辆纯电动汽车在运行，主要应用在市政用车、公交车、公务用车和私人用车等领域。在电池技术突破尚未明朗前，国外纯电动汽车的发展重点：一是发展小型乘用车；二是发展大型公交车、市政、邮政等特殊用途车辆。为满足用户使用需求，通常采用增程式方案，在纯电动汽车上增设常规能源系统为车辆补充电能。 纯电动汽车的攻关重点集中在提高电池性能、降低成本方面。与传统汽车性能、成本比照，要满足产业化要求，纯电动汽车动力电池的质量能量密度需大幅度提高，成本也需大幅度下降。因此，纯电动汽车大规模进入市场为时尚早。 2．混合动力汽车发展 日本最早开始混合动力汽车开发，并最先实现了产业化，目前总销量已经达到200万辆以上，并开始赢利。普锐斯(Prius)于1997年10月底问世，是世界上最早实现批量生产的混合动力汽车。第一代产品自重1515kg，汽油机排量1500cc，最大功率42.6kW/4600(r/min)，永磁无刷发电机，额定功率为30kW，采用氢镍电池，串并联控制方式，百公里油耗3.4L。 目前Prius已推出第三代产品，动力电池也改为锂电池，其他性能也大幅度改善。丰田普锐斯的全球累计销量超过200万辆。 自1997年丰田首先在日本推出Prius混合动力汽车以来，各大汽车企业纷纷推出混合动力汽车产品，如本田Insight、通用Saturn VUE、福特Escape等。随着技术的成熟和生产规模的扩大，成本大幅下降。欧洲混合动力汽车技术起步较晚，采取与美国合作方式共享混合动力总成技术，主要应用于采用传统技术油耗较高的车型上。 国际上，混合动力商用车也取得了快速发展，已开发了混合动力公交车、市政用车和军车等。尤其是，美国在混合动力公交客车的开发和应用上取得了一定的成果，目前已有多个车型在运行。欧洲客车和卡车生产商已将目光聚焦在混合动力技术上。德国奔驰、瑞典沃尔沃和波兰索拉丽斯等相继开发了混合动力商用车。 混合动力技术是由单一发动机驱动向纯电动驱动转移的必经环节。合理采用混合动力技术可以较明显地节油减碳，并将成本控制在一定范围内，因此混合动力电动汽车已成为世界各国汽车公司产业化的重点。随着电池技术的逐步成熟，逐渐提高混合度以实现传统能源向电气化转化，是混合动力技术发展的方向。前期主要为单电机并联、双电机并联和双电机混联等方案，后期将向插电式方案发展，实现向纯电动方案过渡。在动力系统结构方面，混合动力汽车将向更高的集成度发展。根据车用能源的发展情况，有发动机与电机集成、传动系与电机集成两种趋势，从而实现向电动化转型。表1-6是国外部分混合动力汽车性能参数。
3．燃料电池汽车发展 燃料电池汽车是使作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧发生化学反应，从而产生出电能来启动电动机，进而驱动汽车。由于燃料电池汽车技术的战略意义十分重大，美、日、欧等发达国家和地区都在潜心致力于燃料电池汽车的研究，除国内的燃料电池开发计划外，美国通用与日本丰田、美国国际燃料电池公司与日本东芝、德国奔驰与西门子、法国雷诺与意大利De Nora公司等纷纷组成强大的跨国联盟，优势互补，联合开发并推出了一系列的燃料电池汽车。 目前，燃料电池技术取得了较大进展，其中燃料电池膜的寿命已超过5000h，电池堆实验室寿命也提高到2000h以上，燃料电池堆成本已降低至94美元/kW（按50万套的产量测算）。近年来，燃料电池出现模块化趋势，单个燃料电池模块的功率范围被界定在一定的范围之内，通过提高产品性能实现模块化组装，以满足不同车辆对燃料电池功率等级的要求。通过采用混合动力技术，优化蓄电池和燃料电池的能量分配，以有效提高燃料电池的寿命、降低系统成本。燃料电池汽车技术攻关的焦点是提高可靠性、耐久性，短期内将很难有重大突破。 近年来，各国政府相继发布电动汽车发展战略和国家计划，加大政策支持力度，增加研发投入，全力推进电动汽车产业化，电动汽车技术瓶颈突破的预期大大增强。世界电动汽车产业进入了快速发展的新阶段。 （2）国内新能源汽车发展现状 国内新能源汽车指导思想是从1995年政府“清洁汽车行动”开始，逐步清晰明朗，直至近年形成具体目标、政策和新能源汽车产业。2001年新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题，2006年6月“十一五”的“863”计划“节能与新能源汽车”重大项目通过论证。 表1-7是“十一五”“863"计划电动汽车项目汇总表。其重点任务是推进燃料电池电动汽车研发和示范运行，实现混合动力汽车规模产业化，拓展纯电动汽车的应用范围，进一步扩大代用燃料汽车的推广应用；促进节能与新能源汽车产业政策、法规和相关标准的研究与制订，完善相关检测评价能力，形成知识产权保护和投融资服务体系，构建节能与新能源汽车公共服务平台，建立中国节能与新能源汽车产业联盟；把握交通能源动力系统转型的重大机遇，建立以企业为主体的产学研结合的自主研发创新体系。
2008年8月北京奥运会新能源汽车示范运行中，各类新能源汽车车型共计595辆，表1-8、表1-9分别是汽车示范运行主要车面参数及2010年11月在深圳举行的第25届世界电动车大会参展车型参数。
目前我国在电动汽车已掌握了整车开发关键技术，形成了各类电动汽车的开发能力，自主开发出系列化产品，关键零部件产业化全面跟进。在混合动力汽车的核心电池技术研发方面，我国已自主研制出容量为6A·h~100A·h的镍氢和锂离子动力电池系列产品，能量密度和功率密度接近国际水平，同时突破了安全技术瓶颈，在世界上首次规模应用于城市公交大客车；自主开发的200kW以下永磁无刷电机、交流异步电机和开关磁阻电机，电机重量比功率超过1300W／kg，电机系统最高效率达到93%。近年来，力神、比亚迪、比克、万向等动力电池企业投入数十亿资金加快产业化建设，上海电驱动、大郡、湘潭电机、南车时代等电机企业加强与上下游企业合作，积极完善产业链建设。在未来2年—3年内，预计将形成20亿A·h以上的动力电池和全系列驱动电机生产能力，能够满足100万辆混合动力及电动汽车的配套要求。表1-10是国家科学技术部颁布的新能源汽车关键技术。
从目前情况来看，我国已经建立起了混合动力汽车动力系统技术平台和产学研合作研发体系，取得了一系列突破性成果，为整车开发奠定了坚实的基础。截止到2009年1月31日，在混合动力车辆技术领域，我国知识产权局受理并公开的中国专利申请为1116件。在1116件专利申请中，发明为782件（授权为107件）、实用新型为334件。与此同时，混合动力汽车在系统集成、可靠性、节油性能等方面进步显著，不同技术方案可实现节油10%~40%。各汽车企业对混合动力汽车的研发和产业化投入显著增强，产业化步伐不断加快，关键零部件的产业化全面跟进，生产配套能力显著增强。 目前各大车企都成立了新能源汽车研发公司或部门，在节能与新能源汽车整车技术研究开发，车用动力蓄电池、驱动电动机、燃料电池发动机等关键零部件技术研究方面，以及技术标准和试验测试技术研究方面开展工作。与此同时，各地方政府也纷纷加大新能源汽车产业的扶持力度，规划新能源汽车产业园，同时政府推出电动汽车和乙醇燃料都获得了高额补贴。国内的很多汽车企业在各大国际车展上频频展出自行研发的燃料电池汽车及混合动力汽车，从而在这场新能源的竞争中，取得了不可估量的首发权。 (此文不代表本网站观点，仅代表作者言论，由此文引发的各种争议，本网站声明免责,也不承担连带责任。) |
