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轮上春秋汽车新能源产业的路线图

2019-03-17 10:30:34

轮上春秋:汽车新能源产业的“路线图”

汽车新能源 路线图

没有石油,就没有汽车。汽车,随着全球20世纪石油产量的激增而大发展。70年代和90年代的两次全球性石油危机。推动人们探寻用有限的汽油养活更多汽车。在全球石油紧缺的高压下,汽车的节能减排和新能源技术从来没有像今天这样具有革命性的变革。

目前,各国汽车业在能源技术的路线图已经形成共识:从低到高分别是:一、高效内燃机和生物柴油、乙醇等生化燃料;二、油电混合动力;三、纯电动车(只适合作短途);四、插电式混合动力车(又叫增程式电动车);五、氢燃料电池车。

传统汽车优化仍然是主流

直至今日,全球每年生产的7000万辆汽车都是内燃机汽车,内燃机的科技创新是节能减排的主流。比如涡轮增压和缸内直喷技术(简称FSI),就大大提升了汽油在发动机里的充分燃烧。而双离合变速箱(简称DSG)的发明,其变速箱换挡过程的能量损失几乎为零。

节能减排,不光是动力总成技术创新的目标,也是一个复杂的系统工程。包括减小车身的风阻系数、车身轻量化、降低轮胎摩擦阻力、电器设备智能化和能量管理等多种学科。

在全球,汽车节能减排的一个趋势是柴油发动机的采用。由于一系列先进技术的采用,柴油发动机的油耗只有汽油机的三分之一到一半,排放中的碳颗粒和有害物质比80年代降低了90%以上,让人刮目相看。

2010年秋,我先后访问沃尔沃和雪铁龙,得知沃尔沃在瑞典销售的柴油轿车与汽油车比例2000年是1:9,到2009年猛增到9:1;雪铁龙2009年在欧盟销售的轿车70%是柴油车。

柴油的来源,不但来自石油,在欧洲,油菜籽、速生秸秆等都是绿色柴油的新来源。在中国,近来,地沟油正成为人们餐桌上的梦魇,然而,经过处理,地沟油恰恰是生物柴油的好原料。

混合动力是一座桥梁

2001年春天,我在日本丰田公司试驾了刚刚面世的油电混合动力车普锐斯。它同时装有汽油发动机和电动机两套系统以及蓄电池。汽车在行驶中,把怠速、制动、滑行时浪费的动力回收,变成电能,存在蓄电池里,参与驱动汽车。

丰田的混合动力车普锐斯诞生十年,如今已经做到第三代,节油效果可以达到百分之四十以上。普锐斯价格是贵一些,但是两三年间节省的油钱,就可以回收买车多花的钱。另外在使用中消费者无须改变加油的方式,因此在日本、在美国,已经被消费者所广泛接受,近两年屡屡成为市场上销量的车型。

混合动力是不是新能源,在中国一直争论不休。其实,按照丰田的哲学,混合动力是搭载一切新能源的载体。比如,给混合动力车增加外部充电的功能,就成为插电式混合动力车。丰田研制的插电式混合动力车,与时下的纯电动车不同,搭载的蓄电池很小,一次充电可以行驶20公里,但是足以应付大部分短途出行需要;跑长路,继续用汽油发动机。综合算下来,总油耗和电池成本都会下降许多,我估计将成为今后十年汽车节能减排的主流。

不久前,旨在混合动力技术本土化的丰田中国研发中心在江苏常熟奠基,到2015年,混合动力车和插电式混合动力车,将会在一汽丰田和广汽丰田投产。

氢动力重新定义汽车

氢动力车,以其氢资源在地球上为丰厚,排放污染为零,而成为节能减排的目标。也是实力强的一批世界汽车大厂商极力攻占的技术制高点。

早在1997年7月,在斯图加特奔驰研发中心,我次看到奔驰刚刚开发出的代氢燃料电池车。当时的燃料电池体积还很大。在一辆类中型面包车里,除了前排驾驶座,车厢全部被巨大的燃料电池组所占满。

简单说,氢燃料电池是由极板夹着极薄的电解膜构成。在电解膜一侧的阳极上,氢气被铂催化剂分解为电子和质子。质子可以穿过电解膜,与空气中的氧生成水雾排出;电子则统统被电解膜拦下,集中起来生成电。电流在电池中储存下来,从而带动电动机驱动车辆。

2003年7月,我在底特律试驾过通用第二代氢动力概念车Hy-wire。这是一款和传统汽车差异的新科技产品。Hy-wire摒弃了传统汽车上必不可少的方向盘、变速箱、传动轴等传统部件,实行了完全由软件控制的电信号线传技术,重新定义了汽车。

2010年,奔驰在欧美已经开始商业化销售的氢燃料电池车F-CELL 组成125天环游世界示范车队到达上海。在世博会展区的宽阔街道上,我兴致盎然地试驾了这款奔驰氢燃料电池车。安静、平顺、动力强劲。它的氢燃料电池驱动系统,输出功率100千瓦,续航里程可达400公里,每次充满燃料只需3分钟。

丰田、本田、大众也开始加入的氢燃料电池车研制的行列。德国和日本已经宣布了建设1000座加氢站的计划。

在中国,燃料电池车的研发也有可喜进展。2008年奥运会上,同济大学与大众联合研制的20辆帕萨特氢燃料电池车试运行;其后还在底特律国际车展亮相,并在加州进行路试。尽管燃料电池车日渐成熟,但是受技术、成本和基础设施的制约,普及起来尚待时日。同济大学汽车学院院长余卓平介绍说,我们的燃料电池车一次加氢可以跑300公里,0到百公里加速15秒,性能和汽油车很接近了。而上海庞大的钢铁、化工产业生产中有大量副产品氢气,足以支撑40万辆氢燃料电池车的运行。到2015年,中国的氢动力车也将接近商业化。


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