纯电动汽车-中国新能源汽车发展的机遇与挑战.doc

纯电动汽车
中国新能源汽车发展的机遇与挑战
北京理工大学
电动车辆国家工程实验室
自1993年中国成为石油净进口国开始,此后几年,石油进口量每年递增1000万吨左右,石油对外依存度逐年攀升,目前在50%左右,如不控制,到2020年中国石油对外依存度将上升至60%;与此同时,我国大中城市污染问题严重,机动车尾气排放占城市污染总量65%以上,中国也面临着CO2减排的巨大压力,而相对应的是中国汽车产量逐年递增,2009年已超过1000万辆。以上这几点说明,汽车消费作为石油资源消耗以及污染排放的重要源头必须进行能源革命,电动汽车作为世界公认的汽车发展方向给中国带来了挑战,但同时也带来了机遇。从能源利用的角度而言,大中城市电网负荷平衡和储能技术有待突破,北京市电网峰谷负荷差已超过40%(上海更是达到60%),采用电动车辆夜间充电蓄能有效避免电能的二次回收消耗,提高了电网运行的效率。
节能减排已成为汽车行业的共识,但采用何种技术路线却引发了长期的争议。一般而言,实现汽车的节能减排有两种途径,第一,沿用传统动力系统,通过对发动机技术升级或采用代用燃料改善其排放并实现节油效果,如现在采用符合先进排放法规的发动机,天然气发动机等等。第二,采用新型动力系统,主要是指部分或全部采用电驱动方式,其中以燃料电池作为电源的电动汽车利用氢氧电化学反应发电技术,可实现零排放,但现阶段受到技术和产业瓶颈的制约,是面向未来的电动汽车技术;混合动力电动汽车引入电驱动技术与发动机配合实现节能减排,
虽不能实现零排放,但产业化难度不高,但由于其应用效果对发动机技术依赖程度高,这恰恰是我国汽车工业的短板,实现自主创新难度大;纯电动汽车利用化学动力蓄电池作为车载电源,技术相对成熟,可实现零排放。我国早已是动力电池和驱动电机的制造大国和资源大国,在电动自行车和电瓶车产业积蓄了庞大的产业资源,锂资源和稀土资源作为纯电动汽车的战略资源在我国有足够的储量,使我国已经具备大力发展纯电动汽车的基础条件。相比之下,实现我国汽车节能减排战略,以纯电动汽车作为自主创新的突破口是有深厚基础的。
一、先期发展纯电动城市商用车符合我国国情
纯电动商用车是国际上并未大力投入进行研发的车型,但城市商用车(如公交车、环卫车等)具有定点定线运行、运力高效、耗能高、排放高等特点,符合纯电动汽车的使用特点和零排放优势,尤其城市商用车相当部分由政府调配或补贴,有利于产业化初期政府对新能源车的补贴和支持政策的实施。我国作为人口众多的发展中国家,公共交通是国家鼓励的出行工具,纯电动商用车有着广阔的市场,与乘用车相比商用车的吨功率低,对动力电池能量密度、放电倍率以及电机的功率密度、动态特性要求等重要参数要求不高,符合国内的技术能力现状,并且我国传统商用车在国外有较强的竞争力,基础较好,所以先期发展纯电动城市商用车符合我国国情,可以带动整个电动汽车整车及配套体系的进步。
对电池一般性要求
对电机一般性要求
电动乘用车
比能量最好大于120Wh/kg,同时最高放电倍率大于2C
功率密度2-3kW/kg、过载特性2-3倍、动态响应能力强
电动商用车
比能量可以小于100Wh/kg,同时最高放电倍率为1C左右
功率密度1-2kW/kg、过载特性1-2倍、动态响应能力较强
北京市委市政府早在上个世纪九十年代就已经