让电动汽车“动”起来

2014-10-28宋庆彭先

中国科技纵横 2014年19期

关键词：电动汽车汽车发展

宋庆彭先

(1.国网山东省电力公司聊城供电公司,山东聊城 252000;2.国网重庆川东电力集团有限责任公司,重庆 408000)

让电动汽车“动”起来

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(1.国网山东省电力公司聊城供电公司,山东聊城 252000;2.国网重庆川东电力集团有限责任公司,重庆 408000)

能源消耗和环境保护是人类社会需要共同面对的长期问题,我国作为世界能源消耗大国和保护环境的中流砥柱正积极研究电动汽车,促进汽车工业产业结构。本文从电动汽车的零污染、零排放、噪声低、能源使用效率高、使用维修方便等诸多的优势出发,分析了电动汽车的优缺点及发展现状和前景,并且提出在能源危机和环境危机严重的大背景下,积极推进新能源汽车的应用与发展具有非常重要的社会效益和经济效益。

电动汽车发展现状发展前景

1 电动汽车的历史

电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。电动汽车具体可分为三类:即仅以车载蓄电池为动力源的纯电动汽车,以多个车载动力源提供动力的混合动力电动汽车和以燃料电池为动力的燃料电池汽车电动汽车诞生于1834年,比内燃机汽车早了半个多世纪。1890年,美国依阿华州诞生了第一辆电动汽车,然而由于电动汽车不适应长距离行驶,加上当时的技术水平和社会环境,电动汽车没有发展起来。然而到20世纪50年代到60年代中期,由于环境污染加剧和石油资源的日趋匮乏,加上不断发展的电力电子控制技术和计算机技术,电动汽车开始慢慢复苏。

2 电动汽车发展的优缺点

2.1 高效率

这是电动汽车能源利用方面最显著的特点。在城市中,道路上车辆川流不息,而且遇到红绿灯,车辆就必须不断地停车和启动,对于传统燃油汽车而言,这不仅意味着大量能源的消耗,而且也意味着汽油不完全燃烧导致更多汽车尾气的排出。换作是电动汽车,减速停车时,将车辆的动能通过磁电效应再生地转化为电能并贮存在蓄电池或其他储能器中,这样在停车时,就不必让电机空转,从而大大提高能源的使用效率,减少了大气污染。

2.2 污染小

第一,这是电动汽车最突出的优点。电动汽车使用过程中不会产生废气及有害的气体,与传统汽车相比根本谈不上大气污染问题。或许有人认为电动汽车使用的二次能源--电能在火力发电厂产生时就已经污染了大气,电动汽车只是把废气从城市转移到了发电厂所处的郊区。事实上,电动汽车并不是简单地将排放有害气体转移了地方,相对传统汽车,它确实做到了减小污染,因为电能的来源是多样化的,像水能、风能、太阳能、潮汐能、核能都可以高效地转化为电能,即使电动汽车的电能全部来自于火力发电厂,其整体的能量利用效率也高于城市常规燃油汽车,使用电动汽车还是减小了绝大部分空气污染,此外,如果避开用电高峰夜间充电,不仅有利于电网均衡负荷,还可以进一步减少能源的浪费。

2.3 噪声低

这是电动汽车最直观的特点,现在汽车噪声已经成为一种比较严重的污染,噪声已经严重影响了人类的生活,减少噪声污染刻不容缓,也是今后汽车工业的改进的方向,汽车发动机噪声和振动是行驶过程中主要噪声来源,特别是加速时,与燃油车相比,电动汽车在这方面有着不可小觑的优势。因为电动汽车在行驶过程中基本是安静的,特别适合在需要降低噪声污染的喧嚣城市道路行驶。

2.4 结构相对简单,操纵方便

这是电动汽车运行成本方面的最大亮点。与传统燃油汽车相比,电动汽车容易操纵,结构简单,运转传动部件相较对少,无需更换机油,油泵,消声装置等,也无需添加冷却水。维修保养工作量少。如果有好的蓄电池,它的使用寿命也比传统汽车长。

2.5 更有利于智能化

电动汽车已经步入电气化时代,所以采用先进的电子信息技术,就可以提高电动汽车的智能化程度。电动汽车的电动机控制系统可与各个电子控制系统包括无级变速、防抱死制动系统、制动能量回收系统、安全气囊系统、自动空调系统等相协调,在电动汽车上实现计算机智能控制将是未来的发展方向。

2.6 使用范围广,不受所处环境影响

这是电动汽车另一优势所在,在特殊场合,比如不通风。冬天低温场所,或者高海拔缺氧的地方,传统汽车车要么不能工作,要么效率降低,而电动汽车则完全不受影响。

3 电动汽车的发展现状

我国的电动汽车技术从20世纪70年代起步,90年代进入发展期,电动汽车重大科技项目的研发开始于2001年,经过“八五”“九五”“十五”三个五年计划的科技攻关以及奥运、世博、“十城千辆”示范平台的应用拉动,中国电动汽车从无到有,技术处于持续进步状态,建立起了具有自主知识产权的电动汽车全产业链技术体系。经过十年磨一剑的历程,中国的电动汽车已经开始从研究开发的阶段进入了产业化的阶段,冉冉升起的中国电动汽车产业正在呈现出蓬勃的生机。

在风景名胜区,生活娱乐场所,我们可以看到电动汽车比如以蓄电池-电动机作动力的游览车、高尔夫球场车、残疾人代步车已经得到越来越广泛的应用。在矿山机械中,电动汽车由内燃机带动发电机发电,而后供应电动机驱动车辆行走轮的大型装卸机械,因其良好的操作性也获得了广泛的应用,在一些新兴的电动交通工具中,双动力车辆,如以内燃机和蓄电池与电动机分时驱动的内燃-电动车辆和以内燃机-发电机-蓄电池-电动机为驱动顺序的内燃-电动车辆,也得到了很大的发展和应用。

然而让电动车“动”起来,关键在于充电设施的建设,从国外发展情况来看,尽管国外主要发达国家的充电设施建设还处于起步阶段,但是政府支持力度非常大。从国内发展情况来看,中国充电设施建设主要参与者包括国家电网公司、南方电网公司、普天海油、中石化、比亚迪等企业。近几年来,中国已经投产了一定数量的充电站与充电桩,充电方式有快充、慢充、换电池等多种,前期的工作为后续建设提供了宝贵经验。当下,国家电网公司、南方电网公司、普天海油、中石化等企业已经与多数地方政府签订了战略合作协议,制定了较为明确的建设目标和计划,充电站建设开始呈现加速发展的势头。

尽管充电基础设施建设在国内外普遍得到高度重视,但是当下世界各国都面临着相关技术标准与运营模式不明确等一系列问题,中国亟待在试点基础上加大研究和创新力度,探索一条适合中国国情的充电基础设施发展道路。

4 电动汽车的发展前景

尽管目前电动汽车在开发和推广应用中遇到不少的具体技术问题和管理问题,但是,近年来所取得的研究成果为电动汽车展现了美好的发展前景。比如混合动力汽车技术基本成熟,生产成本较低,基本不需要另行建设配套基础设施,并且企业适应性较强,但是混合动力汽车的性能依赖于优化的控制策略,目标是如何尽可能地发挥利用内燃机的高效率,因此,它很可能受到高效低排放柴油机技术发展的影响。而对于纯电动和燃料电池汽车,由于技术复杂,生产成本高,并且需要另行建设有关充电装置,加氢站等配套基础设施,短期内还不具备大规模推广的条件。应该先进行相关技术储备,抢占未来汽车行业发展的制高点。

中国是一个多元化发展的社会,从城市的规划布局、交通状况、人们的居住习惯、生活和出行方式等来看,在发展电动车的问题上,不能只发展电动车,而放弃传统汽车技术,也不能放弃电动车发展,从目前技术发展的趋势上看,广大农村和城乡结合部相较城市具有更为有利的充电条件,在中央提出新农村建设的大背景下,若辅以价格补贴和配套基础设施建设,农村将率先成为电动汽车的突破口,这不仅能满足低端市场的用车需求,同时也解决目前这些区域车辆更新换代,降低国家在汽车节能减排工作上的压力。实际上,每个国家电动车发展的战略选择,都是根据本国实际的情况作出的。比如我们国家的城市公交车,街道清扫车,垃圾清运车,巡逻车。据统计城镇居民日常出门有70%是首选乘坐公交车,我国大部分城市政府都奉行公交车优先的交通政策。并且城市公交车大多由市政府补助公交企业采购,公交车是否符合节油减排要求,将是政府需要考虑的一个重要采购原则,最后从技术角度来分析,在城市特有的道路环境下,公交车需要频繁起步、加速、制动和停车,因此会额外消耗许多燃油。其中汽车制动消耗能量(油耗)所占比例达47．1%,即有近一半的燃油是被汽车频繁制动所消耗的,这就为混合动力公交车的节油减排留下了相当大的空间。

从我国特有的国情来看,发展电动汽车的方向是正确的,循序渐进地抓紧这根主绳,一手抓传统汽车的发展,一手抓混合动力汽车的发展,遵循事物的发展规律,慢慢发展新事物,逐渐取代旧的事物。并且借鉴汽车工业发达国家的汽车动力发展历程,可靠,环保,高效的地发展。我们还要继续鼓励,扶植有能力的汽车企业研发电动汽车,为今后的汽车走向铺垫道路,进而帮助我国从世界第一大汽车消费国走向世界头号汽车制造大国。