新能源汽车的分类、发展历程及前景（三）

◆文/吉林 尹力卉 左晨旭

新能源汽车的分类、发展历程及前景（三）

◆文/吉林 尹力卉 左晨旭

尹力卉

北京开放大学特聘“新能源汽车”课程辅导教师，长春职业技术学院教授，中鑫之宝汽车服务有限公司副总工程师。在汽车维修企业工作了28年，多次参加全国大型军事演习，负责演习车辆的保障和维修。作为培训的主讲老师和教材编写主审，参与教育部的教师培训和职业教育的教材编写。2003年以来，出版论著和教材30多本。育的教材编以

（接2015年第12期）

第一代普锐斯2000年初开始投放北美市场，并将月产由1 000辆调升到2 000辆，三年内销售了4.5万辆，产品出现了供不应求的局面。

2003年丰田推出代号XW20的第二代普锐斯，尝到甜头的日本人此时认识到美国市场的核心地位，因此第二代普锐斯首批投放了美国和日本市场。第二代普锐斯2006年进入中国市场。

第二代普锐斯实现了混动系统的技术升级，汽油机依旧是第一代普锐斯上的那台1.5L 1NZ-FXE VVT-i发动机，动力继续小幅提升至56kW，扭矩上涨到115Nm。混动部分最大功率50kW，峰值扭矩400Nm。第二代普锐斯虽然没有使用当时价格高昂的锂离子电池，依旧是镍氢电池，但是通过电池的小型化和轻量化，成功地将系统能耗降低，获得了更出色的节能效果，综合油耗降低至5.2L/100km，图8所示为第二代普锐斯的镍氢电池。

图8　第二代普锐斯的镍氢电池

第三代普锐斯于2009年率先在日本上市，并迅速受到消费者的青睐，连续多月蝉联日本单一车型销量冠军，并获得2011年日本十大畅销车冠军头衔。 一汽丰田第三代普锐斯于2012年2月正式上市，此次上市共推出三款车型。新车搭载一台1.8L直列4缸汽油发动机，配合混合动力系统（图9）。一汽丰田第三代普锐斯的最大功率可以达到134kW，百公里（千米）综合油耗仅有4.7L。

图9　第三代普锐斯1.8L直列4缸汽油发动机

2007年8月16日，Lexus（雷克萨斯）旗下LS旗舰系列的顶级车型，全球首款全混合动力搭载V8发动的LS600h正式登陆中国，这是继RX400h后，雷克萨斯导入中国的又一“绿色”车型，其新款LS600hL于2009年12月登陆中国。欧洲的汽车公司最近开始在混合动力汽车方面积极跟进，2005年9月法兰克福车展上，奥迪已经展示了Q5混合动力汽车，并计划推向市场。其他车厂也在混合动力汽车方面有所动作。

混合动力汽车虽然已产业化，但较高的车价使其在一段时期内难以普及。价格上比同排量汽车高出较大比例，等于消费者预付了较大一笔“油钱”给制造公司，环保却不经济。一些国家政府为了鼓励国民购买这类环保的混合动力车而给予消费者一定的经济补助和政策优惠。有评论说，混合动力汽车在相当长的一段时期内是有钱并具有环保意识人士的玩具，而非普通民众的交通工具。

在能源和环保的压力下，世界各大汽车公司无不涉足电动汽车领域，但是由于技术和经济上存在的各种困难，纯电动汽车还有相当长的路要走才有可能实现商品化，而混合动力汽车技术相对更为成熟，由于采用了精湛的机电耦合技术和智能化的整车控制策略，从而可实现整车的高性能、低能耗和低排放。随着石油资源的枯竭、人们环保意识的提高，纯电动汽车及混合动力汽车将成为新世纪前几十年汽车发展的主流，而混合动力则是目前至石油资源完全枯竭之前的理想过渡新能源汽车。

日本、美国等多家汽车公司已经向市场推出各种混合动力汽车产品，世界主要地区混合动力汽车销售量不断增加。据美通社亚洲（Strategy Analytics）发布的最新汽车电子研究报告显示 “混合动力汽车市场预测：对环保和燃料成本的顾虑将刺激市场需求”。

我国也非常重视混合动力汽车的研究与开发，有关工作开始于20世纪90年代。在“十五”期间，科技部组织北京理工大学、清华大学、东风汽车公司等国内多家企业、高校和科研机构进行联合攻关，确定了以燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车车型为“三纵”，多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系统三种共性技术为“三横”的“三纵三横”研发布局。

目前我国各大汽车集团都在进行混合动力汽车的研发，多数以混合动力电动客车为主，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。而随着国家汽车产业振兴规划支持新能源汽车发展等政策的出台，新能源汽车成为未来汽车的主要发展方向，国家一向给予支持和鼓励。如“汽车产业发展政策”、“‘十一五’汽车产业发展规划”等政策和文件都鼓励清洁汽车、代用燃料及汽车节油技术的发展。之后，节能与新能源汽车的研发又被列入“863”计划重大项目。

四、我国新能源汽车的发展现状

进入21世纪以来，我国在新能源汽车方面，通过自主研制，开发出混合动力、插电式混合动力、纯电动和燃料电池汽车等各类整车产品，但总体的技术水平与国外相比尚存在较大差距，特别是产品工程化能力亟待加强。此外，在整车设计开发流程、底盘开发及整车、发动机、变速器的匹配技术等汽车共性技术方面，我国新能源汽车的技术水平与国外先进水平也存在较大差距。图10所示为我国新能源汽车产业发展线路全景图。

图10　中国新能源汽车产业发展路线全景图

20世纪80年代伊始，我国就已经针对新能源汽车开展了研究工作。2004年，科技部又启动了“十五”国家科技攻关计划“生物燃料油技术开发”项目。目前，这些技术在我国已经取得了预期的成果，有些已在大规模地推广应用，并实现了商业化、产业化，有些尚在研发阶段。另外，在“十一五”期间，科技部还组织了国家“863”节能与新能源汽车重大专项。

2009年12月底，由南方电网投资建设的国内最大电动汽车充电站在深圳启用，首批投入使用了两座电动汽车充电站和134个充电桩。之后，南方电网又相继在杭州、上海等地建立充电站试点。

目前，着眼于新能源汽车方面的主要有比亚迪、一汽、上汽、东风、长安五大汽车集团。这五大集团中，发展最快的当数深圳比亚迪集团。比亚迪集团展出了全球首款搭载铁电池的电动大巴K9、商业运营的纯电动车E6、不依赖专业充电站的双模电动车F3DM，这三款车被誉为比亚迪“三剑客”，代表了中国电动车发展的最高水平。

据权威机构预计，到2030年世界将全面进入新能源汽车发展阶段。2012年7月9日，我国《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》出台。规划提出，到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆；到2020年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆，累计产销量超过500万辆，燃料电池汽车、车用氢能源产业与国际同步发展。到2015年，当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至6.9升/百公里（千米），节能型乘用车燃料消耗量降至5.9升/百公里以下。到2020年，当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至5.0升/百公里，节能型乘用车燃料消耗量降至4.5升/百公里以下；商用车新车燃料消耗量接近国际先进水平。

规划提出的主要目标还包括：新能源汽车、动力电池及关键零部件技术整体上达到国际先进水平，形成一批具有较强竞争力的节能与新能源汽车企业等等。这标志着在国家层面直接支持新能源汽车产业的政策框架浮出水面。

1.混合动力汽车发展现状

我国混合动力汽车的发展既受发动机与自动变速器等汽车共性技术基础落后的制约，又存在机电耦合驱动系统及电动附件产品等混合动力专用技术开发强度不够的问题。如国内动力耦合方案常采用变速器及离合器，而国外有的则已采用复杂的行星齿轮结构。国外在混合动力专用发动机技术、机电耦合系统的控制技术等方面相对成熟，而我国在这些方面，还处于初级发展阶段。

总体看来，我国混合动力汽车技术不断提高，产品技术方案不断丰富。目前，长安、东风、华晨、奇瑞、一汽、吉利等企业纷纷加入混合动力乘用车关键技术研发，初步掌握了动力系统集成设计、怠速启停与加速助力、制动能量回馈、政策控制系统开发等关键技术。

2.插电式混合动力汽车发展现状

插电式混合动力汽车整体上处于研发阶段，产品种类较少。我国插电式混合动力汽车研发起步较晚，但近几年逐步得到国内整车企业的关注，主要集中于乘用车研发。目前登上公告的插电式混合动力汽车市场企业主要有比亚迪、一汽和吉利，其他企业仍处于研发中，典型的产品是比亚迪F3DM。

3.纯电动汽车发展现状

纯电动汽车现在已成为国内整车企业电动汽车研发重点，基本掌握了整车控制、动力系统匹配与集成设计等关键技术，总体上开发进入量产车开发阶段。目前我国已推出49款纯电动乘用车和113款商用车公告车型。

在纯电动轿车方面，主要整车企业均将电动汽车纳入企业产品规划，肉骨不短加大，比亚迪、东风、长安、奇瑞，吉利、北汽、上汽、江淮等主要汽车企业均研制开发出纯电动轿车，但高性能纯电动轿车产品在可靠性和工程化能力上仍落后于国外先进产品。在整车方面，国外是全新结构车型，但国内主要以改装车为主；在性能参数上，整车基本性能与国外产品接近，但动力电池方面，国内以磷酸铁锂为主，与国外相比有一定差距。此外，在整车产品可靠性、故障率、传统共性技术方面仍有较大差别。

4.燃料电池汽车发展现状

我国燃料电池汽车动力系统技术平台研发与国外几乎同步开展，目前燃料电池汽车技术取得了一定进展，仍处于研发和试验考核阶段，而本田FCXCLarity早在2008年已开展了小批量租赁。燃料电池乘用车方面，代表车型有上汽CSA7000FCV和奇瑞东方之子（Eastar）。

综上所述，我国新能源汽车产业的发展拥有充足的自然资源和丰富的劳动力支持，现代通讯、信息、交通网路等基础设施相对完善，企业自主研发能力不断提高，已在电池、电机、电子控制和系统集成等关键技术方面取得重大进步。但从总体上看，我国新能源汽车许多关键技术仍有待突破，社会配套体系仍有待完善，产品成本仍有待降低，消费者信心仍有待提高，市场占有率仍有待进一步扩大。因此，有必要采取以下切实可行的策略和建议来促进新能源汽车产业的发展，提高产业竞争力。

五. 我国新能源汽车的发展前景

新能源汽车是中国汽车行业跨越发展的难得机遇。新能源汽车产业承载着我国汽车工业“弯道超车”的历史使命，不管是各级政府，还是业界对于该产业的发展都非常重视。此外，新能源汽车的产业竞争力也对其发展起着至关重要的作用。

中国幅员辽阔，劳动力充足。新能源汽车产业的发展离不开稀土、锂、镁、石墨等自然资源，而我国充足的自然资源储备能充分满足新能源汽车产业的发展。而且，我国的现代通讯、信息、交通等基础设施近年来不断更新换代，许多大城市的基础设施已达到国际先进水平。通过与外资汽车企业合资办厂，学习到了先进的技术和管理理念，积累了宝贵经验，培养了许多高端科研人才。

从国家需求的角度来看，中国早已成为世界最大汽车市场。然而汽车拥有量的几何式增长不仅使城市拥堵，并且令城市空气质量恶化。此外，汽车拥有量的迅速增加使得我国的燃油供求矛盾更加突出。从个人需求的角度来看，汽车已成为现代生活必不可少的一部分。消费者购买汽车首先考虑汽车的购置费，其次考虑的是汽车的使用成本。在使用成本中，汽油价格是消费者考虑的首要因素。近年来汽油价格一直维持在高位波动，而新能源汽车与传统汽车相比的一个最大特点就是其使用清洁能源，大幅减少对汽油的依赖，降低了消费者的使用成本。

新能源汽车产业有三大核心技术，分别是电池、电机和系统控制策略。其中，动力电池技术最为关键，是新能源汽车发展的核心支持产业，它直接决定新能源汽车发展的步伐，是新能源汽车实现大规模生产并商业化的瓶颈所在。

21世纪初，我国动力锂离子电池产业凭借低廉的制造成本，充足的原材料供应，世界最大的消费市场及相对完整的产业链，得到了快速的发展。但是，在以动力锂电池所用隔离膜为代表的关键技术上，我国仍有需要继续进行研发，实现进一步突破，降低锂电池生产成本，扩大规模化效益，提高锂电池产业的竞争力。

目前在新能源汽车领域，美国、欧洲、日本无论在技术研发或者市场销量方面都处于领先地位。近年来，我国的车企也都加大对新能源汽车的研发力度，根据自身情况和国情制定了新能源汽车的发展战略，力图在这一领域赶超发达国家。但是，与发达国家的新能源汽车企业相比，我国企业还未能完全掌握汽车节能的关键技术，诸多核心零部件仍需从外国进口，导致产品造价高，难以实现产业化和市场化。

（全文完）