国内外电动汽车的发展现状与对策
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国内外电动汽车的发展现状与对策
1 国内外电动汽车的发展现状
1.1 日本电动汽车的发展现状
从目前世界范围内的整个形势来看,日本是电动汽车技术发展速度最快的少数几个国家之一,特别是在混合动力汽车的产品发展方面,日本居世界领先地位。目前,世界上能够批量产销混合动力汽车的企业,只有日本的丰田和本田2家汽车公司。1997年12月,丰田汽车公司首先在日本市场上推出了世界上第1款批量生产的混合动力轿车PRIUS。该轿车于2000年7月开始出口北美,同年9月开始出口欧洲,现在已经在全世界20多个国家上市销售。目前推出的产品已经是多次改进后的第2代产品,其生产工艺更为成熟。根据丰田公司的测试,PRIUS轿车在城市工况下比同等排量的花冠轿车节油44.4%;在市郊节油29.7%;综合节油40.5%。有关统计数据显示,丰田汽车公司已占有全球混合动力汽车市场90%的份额,其全球混合动力车的销量已突破10万辆,达到了11.5万辆。到2012年时,将其所有的车型全部装上混合动力发动机。
继PRIUS混合动力轿车之后,丰田汽车公司还推出了ESTIMA混合动力汽车和搭载软混合动力系统的CROWN轿车。丰田汽车公司在普及混合动力系统的低燃耗、低排放和改进行驶性能方面已经走在了世界的前列。此外,本田汽车公司开发的Insight混合动力电动汽车也已投放市场,供不应求。2002年4月,本田汽车公司在美国市场上投放了Civic 混合动力汽车。日产汽车公司已经宣布2006年向美国市场销售Altima 混合动力汽车,这是基于2002年与丰田汽车公司签署联合生产混合动力汽车协议的第1个产品。
当前,世界各国的电动车研究与发展方兴未艾。日本的电动车发展更是一如既往,而且比以前倍受重视,发展的速度也在进一步加快。据报道,日本为燃料电池汽车设定的目标是2010年之前在日本国内普及5万辆。
1.2 美国电动汽车的发展现状
美国的汽车公司在电动汽车产业化方面和日本相比有一定差距,三大汽车公司只是小批量生产和销售过纯电动汽车,而混合动力和燃料电池电动汽车目前还未能实现产业化,日本的混合动力电动汽车在美国市场上占据了主导地位。美国能源部与三大汽车公司于1993年签订混合动力电动汽车开发合同,其中通用汽车公司投入1.48亿美元、福特汽车公司投入1.38亿美元及克莱斯勒汽车公司投入8480万美元。这三大公司
进行了为期5年的研制开发工作,并于1998年在北美国际汽车展上展出了样车。在此基础上,现已推出3款混合动力概念车GM Precept、Ford Prodigy及Daimler Chrysler Dodge ESX3。2004-12-14,通用汽车公司与戴姆勒一克莱斯勒汽车公司对外宣布双方将在开发混合动力电动汽车的技术领域携手,共同推进此项技术的发展。
1.3 我国电动汽车的发展现状
我国电动汽车的研发与国外基本处于同一起跑线上,技术水平与产业化差距相差较小。“十五”期间,国家从维护我国能源安全、改善大气环境、提高汽车工业竞争力及实现我国工业的跨越式发展的战略高度考虑,设立了“电动汽车重大科技专项”,通过组织企业、高等院校和科研院所等方面的力量进行联合攻关。“八六三”计划中涉及这一领域的投资达8.8亿元人民币。
我国电动汽车重大科技专项实施4年来,经过200多家企业、高校和科研院所的2000多名技术骨干的努力,目前已取得了重大进展。如燃料电池汽车已经成功开发出性能样机,燃料电池轿车累计运行4000km,燃料电池客车累计运行8000km;混合动力汽车正在武汉等地公交线路上试验,运行超过14万km;纯电动轿车和纯电动客车已通过国家有关认证试验。
目前,我国重点放在了混合电动汽车的研制开发方面。混合动力电动车按照能量合成的形式主要为串联式、并联式和混合式3种。目前我国的各大汽车集团都在进行混合动力电动汽车研发,多数以混合动力电动客车的研发为主,这种研发方向符合我国国情,有利于我国电动汽车的研究发展。
一汽集团正在研制开发解放牌混合动力城市客车。解放牌混合动力城市客车有纯电动驱动、发动机单独驱动、联合驱动、电机起动发动机以及滑行再生制动5种基本工作模式。与其配套的动力总成控制实验室已投人使用,并进行了关键部件试验。
东风汽车公司1996年就推出了电动汽车样车,最近该公司与湖北省高校联合,共同组建了“东风电动车辆股份有限公司”,专门开发生产电动汽车。东风电动车辆股份有限公司由东风汽车公司、湖北省高科技发展促进中心、武汉经发投资有限公司及武汉华中科技大学产业集团有限公司等组成,他们共同承担国家“八六三”项目,目前已经研制出4台电动客车,已在武汉市509路和510路投入使用。
根据中国汽车工业发展规划的要求,我国电动汽车产业的发展目标是:到2010年,电动汽车保有量占汽车保有量的5%-10%,年生产销售电动汽车150万辆以上;到2030年,电动汽车保有量占汽车保有量50%
以上,年生产销售电动汽车1 000瞻—1 950万辆。
2 我国在发展电动汽车方面的优势和不足
2.1 我国在发展电动汽车方面的优势
我国在电动汽车研发方面呈现明显的跟进战略特点,与发达国家的科技水平有差距,我国完全有条件和有能力产出达到国际水平并具有自主知识产权的电动汽车。我国生产电动汽车的优势主要表现在以下几方面。
2.1.1 燃料电池汽车整车集成技术发展迅速新一代样车的开发基本完成在燃料电池发动机方面,由单纯的电堆研究转向系统集成和产业技术研究,将供给方式由“氢一氧”发展到“氢一空”方式,成功研究出输出功率30~50kW燃料电池发动机样品机。目前,参与研究的4个燃料电池研究所和高科技企业已经完成了第1代样机。与此同时,建立了燃料电池实验室和燃料发动机实验室。我国的高功率型动力蓄电池发展也很迅速,与国外相比有很大价格优势。
2.1.2 电机和驱动系统研究也取得了进展
我国政府重点鼓励稀土永磁电机的开发,综合利用基础材料领域具有的资源优势,可以降低将来产业化时车辆的造价,具有很强的经济性。
2.1.3 电动汽车在4轮驱动方面取得了进展
上海燃料电池汽车动力系统公司和同济大学新能源汽车工程中心于2002年5月试制成功了1辆4轮驱动微型汽车功能模型车。该车型将电机驱动、制动、测速及悬架集成于4个相同的独立模块;采用国产燃料电池发动机、轮毂电机和锂离子电池;并自行开发了整车控制策略及其相应的软、硬件,实现了转速闭环控制和电子差速,形成以锂离子电池及燃料电池为动力的电一电混合驱动形式。在此基础上,该公司还将自行开发集驱动、制动、测速及转向为一体的电动轮驱动模块、独立悬架和整车中央控制块,并形成不同成本价格、可配置成电池驱动、电池一发动机和电池—燃料电池混合驱动的微型电动汽车。
2.1.4 整车开发产业化方案初见端倪
在燃料电池质子膜、氢的储存制备及氢能基础设施建设研究等方面也都有一定突破,上海不仅制定了切实可行的燃料电池轿车总体方案,还制定了阶段性目标明确的节点开发计划。根据预测,2010年上海举办世博会时,燃料电池汽车将以商品化方式进人市场。
2.1.5 电动机及其控制技术取得了进展
电动机及其控制技术是电动汽车系统的核心技术。现代电动汽车和电控与20世纪40年代开发的电瓶车技术有着本质的不同。现代电动车一般采用新型的高效可靠的传动电机,如直流无刷永磁电机、开关磁阻电机及微电子调速控制技术,我国生产的适合车用动力的永磁电机质量很