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他山之石:国外新能源车的发展历程及现状

2015-02-28崔丽媛

交通建设与管理 2015年9期
关键词:轮毂燃料电池电动汽车

文 / 本刊记者 崔丽媛

他山之石:国外新能源车的发展历程及现状

文 / 本刊记者 崔丽媛

“新”一定是相对于“旧”而言,随着传统能源不断消耗,乃至枯竭,人们愈发渴望新的能源取而代之。作为全球热点之一,新能源汽车发轫于19世纪的国外,以欧洲和美国为主。经过一个多世纪的演变发展,国外新能源车技术不断创新,处于世界领先水平。

古语云:他山之石,可以攻玉。自古以来,借鉴与吸收都是推动新事物发展的重要动力。正所谓“去其糟粕,取其精华”,相比于国外新能源汽车的研究历程,国内新能源汽车发展史只能算作是刚刚起步,仍有许多要借鉴学习的地方。因此,全面掌握国外新能源车的发展历程及最新技术现状,将会更好地促进我国新能源车产业的跨越式发展。

数过往:细品成长的点点滴滴

说起发展历程,想必会提到很多第一次之类的字眼。1834年,第一部电动汽车诞生,比内燃机汽车的发明早了近半个世纪; 1881年,第一辆装备有铅酸蓄电池的电动汽车出现,标志着世界上第一辆真正意义上的可充电电动汽车正式面世;1899年,还有一大新事物引来人们的目光——轮毂电机,科学家在它的基础上制造出了世界上第一辆四轮驱动的电动车。这些意义非凡的第一,都体现出新能源汽车革命的灵魂所在。

从19世纪末到20世纪前期,电动汽车在欧美发达国家逐渐流行,并进入了第一次商业化发展阶段。直至今日,全球新能源汽车产业正处于第四轮的发展高潮之中。

在新能源车的不同种类中,最先发展的是纯电动汽车,其次是混合动力汽车。自20世纪70年代起,国外已开始进行新能源汽车尤其是混合动力电动汽车的研发,但由于混合动力电动汽车的结构较为复杂,以当时的技术水平实现难度较大。直到20世纪90年代,国外主要汽车企业才相继推出了混合动力概念车或样车,并有小批量的混合动力轿车上市和少量的混合动力客车开始示范运行。

从19世纪末到20世纪前期,电动汽车在欧美发达国家逐渐流行,并进入了第一次商业化发展阶段。直至今日,全球新能源汽车产业正处于第四轮的发展高潮之中。

除了以上两种新能源车以外,燃料电池汽车也算是其中的一大分支。然而,燃料电池汽车的推出时间则比其他电动车型晚很多。1889年,Mond Ludwig 和 Carl Langer设计出第一块具有实用价值的燃料电池。之后燃料电池一直处于研发状态,直到1959年燃料电池才首次作为一种全新的电力能源系统应用于电动汽车的驱动。

看今朝:新技术现状及未来趋势

在经历百余年的积淀后,新能源汽车终于昂首阔步地走到今天。纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车等都有不同程度的发展,其核心技术日臻成熟。

进入21世纪后,发达国家的非插电式混合动力汽车(HEV)已占据重要市场份额。与此同时,混动动力公交车开始在欧美发达国家公交系统中推广普及,并涌现出一批专业的混合动力公交车系统供应商。而燃料电池公交车经过戴姆勒等企业多年的努力,产品技术水平获得显著提升,初步具备商业化运营条件。目前,国际上知名的新能源客车企业主要有英国的Alexander Dennis Limited (ADL)、戴姆勒、沃尔沃、New Flyer 、Orion、三菱扶桑和日野汽车等。

另一方面,除了以上几种新能源车技术外,国外很多国家都在积极发展无轨电车事业。佛兰德斯技术研究所能源研究部主任、世界能源机构比利时代表卡罗·莫尔在此次2015国际新能源客车技术发展及应用高峰论坛上曾提到:“国外很多地方将无轨电车算作电动客车的一种,包括插电式混合动力无轨电车等。”

重庆交通大学公共交通学者王健认为,双源无轨电车的优势体现在有线网的地方充分利用线网,没有线网的地方可以利用车载电池的电力驱动车辆行驶,它兼具汽车、电车的两种特征,最大的好处是解决了城市繁华路段或十字路口不方便架设线网的难题。无轨电车加上辅助电源,在城市当中的70%~80%的地方都可以运营,这就是它在交通系统中适当的位置,“总之,就是利用线网来做运输既环保又经济。如果线网布置有困难,可以在车站充电,而且不一定每个车站都有,如果电池容量够,可以两三个车站设一个充电点。”

而对于充电模式,卡罗·莫尔指出,“我们可以选择包括快充、普通充和慢充。也可以做有线充电或感应式的无线充电。”事实上,欧洲有很多企业专门研发无线充电技术,其中以荷兰与德国合作的合资公司IPD为典型。“他们在修建感应式充电装置上花费了较多精力,当道路开通后只需要安装无线充电设施,便可以实现客车停泊在感应充电区域上的时候,进行很好的充电。”卡罗·莫尔补充道。

此外,值得一提的是,应用于国外无轨电车中的先进技术还包括轮毂电机技术,它主要是把电机埋在车轮里,车内空间更宽敞,乘客流动性更高。王健教授指出:“现在国际市场上的电车技术一般可以分为四个层次:中国属于传统的、老式的无轨电车系统,俄罗斯和东欧属于比我们高级一点的,西欧一些中小城市是带创新的高级电车,南美是BRT无轨电车创新模式。”

据了解,国外轮毂电机技术是把电机和电控两部分结合在一起,考虑公交的特性进行研发,电池属于另外一个产业,又选择了一个轮毂电机这种最有效的驱动方式,把电机埋到轮子里去,变速器、缓速器、传动轴这些传送过程中都要消耗能源的部件都没有了,电动机直接驱动车轮旋转,驱动车辆行驶。轮毂电机集驱动、制动和承载等多种功能于一体。“无传动装置直接传动的轮毂电机省去了带传动齿轮所必要的所有维护时间和维护措施,也没有受系统所制约的可能出现的齿轮箱漏油问题。在某种程度上可以说,现代与传统电动客车推进系统的本质差异在于是否使用传动装置。”王健说。

国际新能源客车技术发展及应用高峰论坛各专家答疑

“轮毂电机技术在欧洲已经商业化。可以说,第一代是中央电机驱动,第二代是轮边驱动,第三代才是轮毂驱动,而轮毂驱动将会带来电动车发展不来的模式,不远的未来,它将是新能源汽车发展的重要方向之一。”

然而,中国目前还未朝轮毂电机方向发展。对此,王健认为:“轮毂电机技术在欧洲已经商业化。可以说,第一代是中央电机驱动,第二代是轮边驱动,第三代才是轮毂驱动,而轮毂驱动将会带来电动车发展不来的模式,不远的未来,它将是新能源汽车发展的重要方向之一。”

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