新能源汽车

更新时间:2022-06-25

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。2020年11月,国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,要求深入实施发展新能源汽车国家战略,推动中国新能源汽车产业高质量可持续发展,加快建设汽车强国。截至2021年5月底,据中国汽车工业协会,我国新能源汽车保有量约580万辆,约占全球新能源汽车总量的50%

基本信息

中文名新能源汽车
外文名new energy automobile
类别汽车
制动方式四轮碟刹
作用采用非常规车用燃料作为动力来源
分类纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车等
电池种类铅酸蓄电池、锂离子电池、镍氢蓄电池等

定义

按照范围的大小,新能源汽车可以分为广义和狭义新能源汽车。

广义新能源汽车,又称代用燃料汽车,包括纯电动汽车、燃料电池电动汽车这类全部使用非石油燃料的汽车,也包括混合动力电动车、乙醇汽油汽车等部分使用非石油燃料的汽车。目前存在的所有新能源汽车都包括在这一概念里,具体分为六大类:混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、醇醚燃料汽车、天然气汽车等。

狭义新能源汽车可以参考国家《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》的规定:新能源汽车是指是指采用非常规的车用燃料作为动力来源,综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的具有新技术、新结构、技术原理先进的汽车。

发展历程

从1834年第一辆电动汽车诞生,到2011年新能源汽车在国际各大车展中唱起主角,新能源汽车已经走过了将近180年的历程。经过近两个世纪的曲折发展,新能源汽车无论在种类、技术、市场占有率上都得到空前的突破,作为电动汽车的细分,混合动力汽车和纯电动汽车、燃料电池汽车主导着新能源汽车的发展进程,受到了比其他类型汽车更多的重视。新能源汽车百年历程可以大体分为电动汽车诞生、电动汽车重获重视、混合动力等其它车型的发展、以及纯电动车市场化发展四个阶段。

第一阶段:电动汽车诞生。1834年英国人Thomas Davenport 发明的第一辆蓄电池汽车是世界上最早的电动汽车。到了20世纪初,美国汽车市场上电动汽车、内燃机汽车和蒸汽机汽车各占三分之一的份额,1910年,随着内燃机汽车开始采用大规模流水线生产,成本大幅降低,而电动汽车由于续航里程短、充电站等基础设施不完善,使得电动汽车一度退出市场。

第二阶段:电动汽车重获重视。进入20世纪60年代,美国政府由于数千万辆汽车对城市空气的严重污染,重新对电动汽车加以重视。20世纪70年代初,欧佩克石油禁运危机之后,汽油价格一路飙升,西方对电动汽车的兴趣也愈加浓厚。政府对电动汽车研发增加拨款,各地纷纷建立研发基地,导致了第二轮电动汽车研发高潮的到来。

第三阶段:混合动力等其它车型的发展。随着人们对可持续发展认识的提高,越来越多的知名公司投入到混合动力和纯电动汽车的研发上面。随着混合动力汽车车型的不断增多,产销规模的逐渐增大,许多车型表现出了良好的节能与环保性能,这标志着混合动力汽车市场已经成熟。国外汽车厂商于1965年设计出了世界上首款氢能汽车,中国也在1980年成功地造出了第一辆氢能汽车。

第四阶段:纯电动车市场化发展。1994年1月,当时世界上最好的电动车进入测试阶段。4年之后,技术上逐渐成熟的电动车进入了试运行阶段。到1996年美国已经开始制造并销售电动汽车。这是一家大型制造公司用现代化批量生产的方式推出的第一款电动汽车。2008年11月,纯电动汽车迎来新的春天。包括欧美和中国在内的主要汽车市场国家纷纷将纯电动汽车列为未来发展的主导方向。

发达国家新能源汽车发展现状

关于新能源汽车,欧美各国在十九世纪中期就已经开始关注,并进行了相关探索,在氢燃料、生物燃料等技术方面也已经有产品推出。金融危机肆虐之下,节能环保新能源成为各个国家的战略选择。市场推广方面,新能源汽车的产销步入了快速发展的新阶段。政策规划上,近年来,美、日、德等汽车工业强国先后发布了关于推动包括混合动力汽车在内的新能源汽车产业发展的国家计划。美国奥巴马政府实施绿色新政,计划到2015年普及100万辆插电式混合动力电动汽车。日本把发展新能源汽车作为“低碳革命”的核心内容,并计划到2020年普及包括混合动力汽车在内的“下一代汽车”达到1350万。德国政府在2008年11月提出未来10年普及100万辆插电式混合动力汽车和纯电动汽车,并宣称该计划的实施,标志德国将进入新能源汽车时代。显然,作为新能源汽车技术发展最早、最先进的美日欧国家成了新能源汽车产业发展的风向标,因此通过美日欧来了解新能源汽车产业发展现状是必然选择。

中国新能源汽车产业发展现状

中国新能源汽车发展势头强劲,在车型配套、技术研发和新能源汽车消费市场方面发展迅速,在企业、技术和市场领域都有所突破。

企业发展现状

中国本土的整车制造商发展新能源汽车有两种模式,一种是只能通过自身拥有的资源寻求道路。各大车企对新能源汽车的研发早已有之,而大规模地推出概念车和试运营则出现在2009年《规划》的出台之后,各个汽车生厂商都投入到了新能源汽车争夺战中,各汽车产业大省吉林、安徽、广东、湖南等地政府也纷纷跑马圈地,并出台政策鼓励当地大型车企建立新能源汽车基地,试图获得政策给予的大力支持。目前全国已有近百家汽车企业投入到新能源汽车的研发当中。不仅是汽车生产厂家,能源供应商、配套设施建设企业和技术研发企业也投入到新能源汽车配套建设的热潮之中。由国资委牵头,中央企业组建的新能源汽车央企大联盟于2010年8月18日成立,各大集团的纷纷介入标志着技术口径将更加统一,企业集中度将进一步加大。

技术发展现状

中国从“十五”时期开始实施新能源汽车科技规划,“十五”和“十一五”期间,中国先后投入20.4亿元科研经费,实施“863”计划、电动汽车重大科技专项、节能与新能源汽车重大项目;10年间,共设立相关课题500多项,持续鼓励自主研发电动汽车和其它节能新能源汽车发展,形成了以纯电动车、油电混合动力、燃料电池三条技术路线为“三纵”,以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”的电动汽车研发格局。经过两个五年计划科技攻关,中国在新能源汽车领域取得了重大进步,已经建立起自主知识产权的电动汽车动力系统技术平台和整车集成技术,开发出系列化规模应用产品,总体水平位于国际前列。

在推动电动汽车研发进展的同时,中国还积极推进“人才、专利、标准”战略,力求在未来竞争中取得话语权。仅在科技计划执行中,已申请专利2881项,其中发明专项1635项,颁布电动汽车国家标准和行业标准42项。然而,在新能源技术上中国与国外还未处在同一起跑线上,在汽车锂电池、驱动电机、动力控制系统等关键零部件上,中国与发达国家的差距还很大。

市场发展现状

中国传统汽车工业市场状况良好,表现在汽车产销量增长迅速。中国汽车工业协会发布2010年国产汽车产销统计。2010年中国汽车产销双超1800万辆,高于2009年的1300万辆,同比增长创历年最高,乘用车产销第二次超过1000万辆,商用车总体呈良好表现。2010年汽车工业的迅猛发展,使中国蝉联世界第一汽车生产和消费国。新能源汽车市场正在慢慢启动,截止到2011年1月,中国已售出新能源汽车共33万辆,其中80%为混合电动车,同时国外新能源汽车在中国的累计销量为16万辆。另外部分汽车企业研发出的新能源汽车已经陆续投放到试点城市做推广。

2020年,由中国汽车工程学会德国汽车工业协会联合编著的《中德电动汽车合作发展报告》正式发布。报告显示,近年来,中国新能源汽车发展迅速,自2015年起,连续五年产销量居世界首位,2019年销售120.6万辆。截至2020年6月底,中国新能源汽车保有量已达417万辆,占国内汽车保有总量的1.16%;中国充电桩保有量共132.1万台,其中公共充电桩55.8万台,私人充电桩76.3万台。德国方面,电动汽车也进入高速发展期,已于2019年上半年成为欧洲最大的电动汽车市场。在全球范围,2020年全球新能源汽车销量约为220万辆,较2018年增长10%,市场占有率为2.5%,创下历史新高。

截至2021年5月底,据中国汽车工业协会,中国新能源汽车保有量约580万辆,约占全球新能源汽车总量的50%。2021年后5年至8年,中国将有大量国IV标准及以下的在用车辆逐步面临淘汰替换,给新能源汽车市场带来较大的发展空间。未来5年电动汽车产销增速预计将保持在40%以上。

2021年11月,由社会科学文献出版社正式出版发行的《汽车大数据应用研究报告(2021)》分析了中国新能源汽车发展现状及趋势。报告指出,发展新能源汽车产业对实现碳达峰碳中和目标具有重要的作用,新能源汽车发展迎来新的机遇。预计到2025年我国新能源汽车年销量预计为530万辆,新能源汽车保有量将达2000万辆。

2021年12月27日起,新能源汽车专属保险将正式上线。

新能源汽车配套环境

截至2021年4月,全国已累计建设充电站6.5万座、换电站644座,各类充电桩187万个,建成覆盖176个城市、超过5万公里的高速公路快充网络。

2021年12月,山东首个8英寸高功率芯片生产项目完成全线设备调试在济南比亚迪半导体有限公司顺利通线。该项目实现了完全国产化,补齐了芯片产业应用领域一块重要短板,有助于解决“卡脖子”难题,缓解缺芯造成的新能源汽车产能不足问题。

2022年6月14日,中共中央宣传部举行“中国这十年”系列主题新闻发布会,工业和信息化部副部长辛国斌在会上指出,中国新能源汽车产销量连续7年位居世界首位。

产品类型

新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。

纯电动汽车

纯电动汽车(Battery Electric Vehicles,BEV)是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车,它利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电动机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车行驶。纯电动汽车的可充电电池主要有铅酸电池、镍镉电池镍氢电池锂离子电池等,这些电池可以提供纯电动汽车动力。同时,纯电动汽车也通过电池来储存电能,驱动电机运转,让车辆正常行驶。

混合动力汽车

混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle,HEV),它的主要驱动系统由至少两个能同时运转的单个驱动系统组合 而成的汽车,混合动力汽车的行驶功率主要取决于混合动力汽车的车辆行驶状态:一种是由单个驱动系统单独提供;第二种是通过多个驱动系统共同提供。

燃料电池电动汽车

燃料电池电动汽车(Fuel Cell Electric Vehicle,FCEV),在催化剂的作用下,燃料电池电动车用氢气甲醇、天然气、汽油等作为反应物与空气中的氧在电池中燃烧,进而电能为汽车提供动力源。本质上来说,燃料电池电动车也属于电动汽车之一,在很多性能和设计方面和电动汽车都有很多相似之处,将其分为两类是由于燃料电池电动车是将氢、甲醇、天然气、汽油等通过化学反应能转化成电能,而纯电动车是靠充电补充电能。

氢发动机汽车

氢动力车(Hydrogen Powered Vehicle,简称 HPV),主要是以氢动力燃料电池为燃料,氢动力车新能源汽车中最环境友好型的汽车,可以实现零污、零排放。然而,氢动力车生产成本过多,氢动力车的成本比传统燃油汽车的成本多出20%,并且氢动力汽车的电池成本很高,在实际生产中受到储存及运输条件的限制,很难实际应用。

增程式电动汽车

增程式电动车(Extended Range Electric Vehicle,简称 EREV)与电动汽车相似,通过电池向电机提供动能,驱动电机运转,从而推动车辆行驶。然而,增程式电动车在车身 中配有一个汽油或柴油发动机,在增程式电动车电池电量过低的情况下,驾驶员可以利用这个发动机为增程式电动车进 行电量补充。

甲醇汽车

用甲醇代替石油燃料的汽车。

气动汽车

压缩空气动力汽车(Airpoweerdvehiele一APV),简称气动汽车,利用高压压缩空气为动力源,将压缩空气存储的压力能转化为其他形式的机械能,从而驱动汽车运行。从理论上来说,液态空气和液氮等吸热膨胀作功为动力的其他气体动力汽车,也应属于气动汽车的范畴。

飞轮储能汽车

车辆减速滑行或制动减速过程中车辆的部分动能或者重力势能转化成其他形式的能量存储到高速飞轮之中以备车辆驱动使用的过程。飞轮使用磁悬浮方式,在70000r/min的高速下旋转。在混合动力汽车上作为辅助,优点是可提高能源使用效率、重量轻储能高、能量进出反应快、维护少寿命长,缺点是成本高、机动车转向会受飞轮陀螺效应的影响。

超级电容汽车

超级电容器是利用双电层原理的电容器。在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下,在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷,以平衡电解液的内电场,这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上,以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上,这个电荷分布层叫做双电层,因此电容量非常大。(2010上海世博会园区世博专线已使用此车)超级电容与蓄电池组成的混合电源完全可以满足车辆行驶时的能量需求,并且可以缓冲瞬时大功率对储能系统的冲击,延长蓄电池的使用寿命。并且,超级电容可以瞬时大电流充电,能够更高效的回馈能量

国家政策

2011年

有关省、自治区、直辖市、计划单列市财政厅(局)、科技厅(科委、局)、工业和信息化主管部门、发展改革委

节能与新能源汽车示范推广试点启动以来,各项工作进展顺利,有效促进了中国节能与新能源汽车技术和产业发展。为进一步做好试点工作,现提出如下要求:

一、对试点城市的工作要求

试点城市政府是节能与新能源汽车示范推广试点工作的责任主体和实施主体,要认真落实《财政部科技部关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》(财建【2009】6号)、《财政部科技部工业和信息化部国家发展改革委关于扩大公共服务领域节能与新能源汽车示范推广有关工作的通知》(财建【2010】227号)、《财政部科技部工业和信息化部国家发展改革委关于增加公共服务领域节能与新能源汽车示范推广试点城市的通知》(财建【2010】434号)、《财政部科技部工业和信息化部国家发展改革委关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》(财建【2010】230号)等文件要求,加快研究制定相关配套政策措施,切实做好试点组织工作。

(一)建立健全试点工作组织机构。试点工作要由政府主要领导同志负责,建立责任制,由专人负责日常组织管理和协调工作。

(二)按照示范推广实施方案和年度工作计划,加大自主创新产品示范推广力度,确保实现年度车辆推广目标。

(三)建立健全示范运行安全监督管理机制,落实各环节安全责任主体,定期进行安全检查,相关情况及时上报。

(四)研究制定新能源汽车示范推广鼓励政策。在落实好中央试点政策的同时,要积极研究针对新能源汽车落实免除车牌拍卖、摇号、限行等限制措施,并出台停车费、电价、道路通行费等扶持政策,广泛调动政府、企事业单位和个人购买、使用节能与新能源汽车的积极性。

(五)大力推进基础设施建设。制定充电基础设施建设规划,为个人新能源汽车用户在其住宅小区停车位或工作场所停车位配套建设充电桩,该类充电桩与新能源车辆的配比不得低于1:1;对购买新能源汽车的用户提供充电设施建设的服务;此外,在政府机关和商场、医院等公共设施及社会公共停车场,适当设置专用停车位并配套充电桩;同时,城市要调配资源建设少而精且覆盖示范运行区域的快速充电网络。

(六)严格执行国家和行业标准。汽车企业、关键零部件企业、充电基础设施企业要严格执行充电接口、通信协议等相关国家和行业标准,并按照国家和行业最新颁布标准及时调整。

(七)建立公平竞争的市场秩序。2011年年底前各试点城市要主动清理已有的相关地方性政策法规,涉及外地产品在招投标、享受地方优惠政策等环节的歧视性政策要予以废止。试点城市要公开发布示范运行产品需求信息,采用招标方式,促进生产企业发挥技术、质量、价格、服务优势,有序参与市场竞争。要支持建立行业协会、各类企事业和社会中介服务等多方面力量组成的新能源汽车推广联盟开展工作。

(八)加强示范运行的监控和评价。对示范运行车辆、动力电池和配套基础设施日常运行状态进行监控,采集、统计和分析运行数据,规范数据档案管理,定期进行技术状态和运行效果评估。

(九)加强中央财政补助资金的使用管理,做好中央财政预拨付资金申请及年度清算工作。各试点城市要及时对车辆生产企业或用户兑付补助资金,不得延误。积极落实地方财政相关配套资金,优化资金投向,重点支持充电设施和使用等环境建设。

(十)按时上报四部委试点工作进展情况。在月末结束5日内上报上个月示范运行相关数据;在季度结束5日内上报试点工作进展及问题建议;年度结束15日内上报年度试点工作总结。

二、对示范产品生产企业的要求

整车和关键零部件企业要抓住试点有利时机,加快产品研发和技术改进,增强上下游配套能力,完善售后服务,努力提高产品水平和市场份额,尽快降低生产成本,加快产业化和市场化。

(一)整车企业要按照《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》(工产业【2009】第44号公告)的要求,组织新能源汽车产品的申报和生产。示范推广的节能与新能源汽车必须纳入《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》。

(二)整车及零部件和充电设施生产等相关企业,要向社会公开相关产品的性能参数和使用信息,如纯电动汽车和插电式混合动力汽车的一次充电续驶里程、混合动力汽车的节油率、动力电池的充电方式、时间、寿命等,以及上述产品的保修、保换条款,确保用户全面了解和正确使用相关产品。

(三)整车企业要保证上市销售产品技术参数、配置和性能指标等与主管部门批准发布的产品状态相一致。

(四)整车及零部件和充电设施生产等相关企业,要建立完善的售后服务保障体系,加强相关技术人员培训,合理布局服务网络,信守产品保修等售后服务承诺。

(五)整车或电池租赁企业要建立动力电池回收处理体系,落实动力电池回收责任,制定相关的回收服务承诺,建立相应的处理能力。

(六)整车及动力电池和充电设施生产等相关企业,要建立健全示范运行产品技术跟踪体系,建立产品运行数据库,掌握产品技术状态,及时做好技术改进工作。企业要加强产品标准的研究制定,要加强相关试验、研究能力建设。

三、试点工作的评估与考核

节能与新能源汽车示范推广已进入新阶段,切实规范和加强对试点工作的管理,提高示范的水平和质量,是今后试点组织工作的重中之重。

(一)加强对试点工作的监督和动态评估管理。定期对试点城市工作成效、年度计划执行、鼓励政策制定、基础设施建设、标准执行、市场开放、示范跟踪评价、科技创新以及财政资金使用管理等进行检查评估。年度末,对各试点城市工作进展情况进行年度考评总结。对未能通过年终考评的试点城市,或未按照有关要求开展工作的城市,取消其试点城市资格。

(二)加强对示范产品和企业的动态管理。严格执行新能源汽车企业及产品准入管理制度。对《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》实行动态管理,对进入目录的产品,定期进行市场销售量核查,对一年内未销售的产品,取消该目录。要对目录产品在试点城市的实际运行状态进行抽样测试,凡产品配置、技术状态与目录严重不符的,取消该产品目录。对进入目录的企业,如清退目录产品达到50%以上的,取消该企业参与试点的资格。

(三)成立试点工作咨询督导专家组,负责对各试点城市示范推广工作进行咨询和检查督导。由科技部电动汽车重大项目管理办公室,协助四部委和咨询督导专家组开展日常工作。

(四)试点工作推进过程中,四部委将依据各自职能分工,进一步加强试点工作协调联动机制,细化和完善相关政策,加强对试点工作指导、督查和服务。加强试点城市经验交流,组织试点城市与企业间供需见面交流活动,积极推进自主创新产品示范推广。

2014年

四、免缴车辆购置税

新华社电国务院总理李克强2014年7月9日主持召开国务院常务会议,部署加快发展现代保险服务业,决定免征新能源汽车车辆购置税,围绕推进简政放权,通过相关法律修正案草案和行政法规修改决定。

会议强调,发展新能源汽车是中国交通能源战略转型、推进生态文明建设的重要举措。支持新能源汽车这一战略性新兴产业发展,对于实施创新驱动,促进节能减排和污染防治,拉动国内市场需求、培育新的增长点,实现产业发展和环境保护“双赢”,具有重要意义。

会议决定,自2014年9月1日至2017年底,对获得许可在中国境内销售(包括进口)的纯电动以及符合条件的插电式(含增程式)混合动力、燃料电池三类新能源汽车,免征车辆购置税。有关部门要抓紧制定公布车型目录。让更多人选择绿色出行,为可持续发展增添能量。

如何"照进现实"

2014年是中国新能源汽车政策出台最多的一年,从新能源汽车购置税的减免,到有关新能源汽车充电设施的支持政策,再到新能源汽车采购的倾斜规定等等,为新能源汽车的发展提供了良好的环境。

2017年

免征车辆购置税

2017年12月27日,财政部、国家税务总局、工业和信息化部、科技部联合发布公告,自2018年1月1日至2020年12月31日,对获得许可在中国境内销售的纯电动、插电式(含增程式)混合动力、燃料电池三类新能源汽车,免征车辆购置税。

2019年

中国新能源汽车评价规程发布

2019年8月18日,中国新能源汽车评价规程管理中心正式发布了测试评价规程和摸底研究性测评结果。该评价体系以国内市场主流车型为测评对象,融合单车测评和大数据评价两个方面,开展“能耗、安全、体验”三大维度的测试评价。

2020年

2020年10月,国务院常务会会议通过了《新能源汽车产业发展规划》。《规划》表明,2021年起国家生态文明试验区、大气污染防治重点区域新增或更新公交、出租、物流配送等公共领域车辆,新能源汽车比例不低于80%。

2020年11月,国务院办公厅印发《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,要求深入实施发展新能源汽车国家战略,推动中国新能源汽车产业高质量可持续发展,加快建设汽车强国。

2021年

2021年5月13日,工信部、财政部、税务总局调整免征车辆购置税新能源汽车产品技术要求,插电式(含增程式)混合动力乘用车纯电动续驶里程应满足有条件的等效全电里程调整为不低于43公里。免征车辆购置税新能源汽车产品的其他技术要求继续适用第172号规定。

2021年7月12日,工信部发布《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》(第四十四批),理想ONE小鹏P5等在列。

2021年8月,市场监管总局发布公告规范新能源汽车检测收费。

2021年12月14日,随着新能源汽车普及度的不断增加,其风险特征逐渐暴露,已经与传统燃油车有了很大区别。中国保险行业协会举行新闻发布会,正式公布了《新能源汽车商业保险专属条款(试行)》。

主要特点

混合动力汽车

混合动力汽车有串联式、并联式和混合式3种布置形式。

一、串联式是指发动机带动发电机发电,其电能通过电动机控制器直接输送到电动机,由电动机产生电磁力矩驱动汽车。性能特点有:

(1)发动机工作状态不受汽车行驶工况的影响,始终在其最佳的工作区域内稳定运行,因此,发动机具有良好的经济性和低的排放指标。

(2)由于有电池进行驱动功率“调峰”,发动机的功率只需满足汽车在某一速度下稳定运行工况所需的功率,因此可选择功率较小的发动机。

(3)发动机与驱动桥之间无机械连接,因此,对发动机的转速无任何要求,发动机的选择范围较大,比如可选用高速燃气轮机等效率高的原动机。

(4)发动机与电动机之间无机械连接,整车的结构布置自由度较大。

(5)发动机的输出需全部转化为电能再变为驱动汽车的机械能,需要功率足够大的发电机和电动机。

(6)要起到良好的发电机输出功率平衡作用,又要避免电池出现过充电或过放电,就需要较大的电池容量。

(7)发电机将机械能量转变为电能、电动机将电能转变为机械能、电池的充电和放电都有能量损失,因此,发动机输出的能量利用率比较低。

二、并联式是指发动机通过机械传动装置与驱动桥连接,电动机通过动力复合装置也与驱动桥相连,汽车可由发动机和电动机共同驱动或各自单独驱动,其性能特点有:

(1)发动机通过机械传动机构直接驱动汽车,无机—电能量转换损失,因此发动机输出能量的利用率相对较高,当汽车的行驶工况使发动机在其最佳的工作范围内运行时,并联式的HEV燃油经济性比串联式的高。

(2)有电动机进行“调峰”作用,发动机的功率也可适当减小。

(3)当电动机只是作为辅助驱动系统时,功率可以比较小。

(4)如果装备发电机,发电机的功率也可较小。

(5)由于有发电机补充电能,比较小的电池容量即可满足使用要求。

(6)由于并联式驱动系统的发动机运行工况要受汽车行驶工况的影响,因此在汽车行驶工况变化较多、较大时,发动机就会比较多地在其不良工况下运行。因此,发动机的排污比串联式的高。

(7)由于发动机与驱动桥之间直接机械连接,需要通过变速装置来适应汽车行驶工况的变化,此外,发动机与电动机并联驱动,还需要动力复合装置,因此,并联式驱动系统其传动机构较为复杂。

三、混联式驱动系统是串联式与并联式的综合,是指发动机发出的功率一部分通过机械传动输送给驱动桥,另一部分则驱动发电机发电。混联式驱动系统的结构形式和控制方式充分发挥了串联式和并联式的优点,能够使发动机、发电机、电动机等部件进行更多的优化匹配,从而在结构上保证了在更复杂的工况下使系统工作在最优状,因此更容易实现排放和油耗的控制目标。

缺点:系统结构相对复杂;长距离高速行驶省油效果不明显。

纯电动汽车

优点:

(1)零排放。纯电动汽车使用电能,在行驶中无废气排出,不污染环境。

(2)能源利用率高。有研究表明,同样的原油经过粗炼,送至电厂发电,经充入电池,再由电池驱动汽车,其能量利用效率比经过精炼变为汽油,再经汽油机驱动汽车的要高。

(3)结构简单。因使用单一的电能源,省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统,相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统,其结构大为简化。

(4)噪声小。在行驶过程中振动及噪声小,车厢内外十分安静。

(5)原料广。使用的电力可以从多种一次能源获得,如煤、核能、水力等,解除了人们对石油资源日见枯竭的担心。

(6)移峰填谷。对于发电企业和电力公司来说,电动汽车的电池可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电,可以平抑电网的峰谷差,使发电设备日夜都能充分利用,从而大大提高经济效益。

缺点:

(1)续驶里程短。每次充电所能行驶的里程短,装载与汽油质量相同的铅酸蓄电池的纯电动汽车,其续驶里程仅为燃油汽车的1/70。

(2)成本高。蓄电池及电机控制器价格昂贵是成本高的主要原因。

(3)充电时间长。1次充电完成需要6~10h,虽然有快速充电设备,采用大电流充电,一般也需要10~20分钟,可充到电量的70%左右,但快速充电有损电池的使用寿命。

(4)维护费用较高。纯电动汽车的维修保养成本较高,而且目前没有授权服务站。

(5)蓄电池寿命短。目前电池技术有待革新,动力蓄电池的寿命短,几年就得更换。

燃料电池汽车

与传统汽车相比,燃料电池汽车具有以下优点:

1、零排放或近似零排放。燃料电池通过电化学的方法,将氢和氧结合,直接产生电和热,排出水,而不污染环境。

2、燃料的多样化。

3、燃油电池的转化效率高(60%左右),整车燃油经济性良好。

缺点:燃料电池成本高昂,同时使用成本(氢)也昂贵。

动力源

从全球新能源汽车的发展来看,其动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池、超级电容器,其中超级电容器大多以辅助动力源的形式出现。主要原因是这些电池技术还不完全成熟或缺点明显,与传统汽车相比不管是从成本上、动力还是续航里程上都有不少差距,这也是制约新能源汽车的发展的重要原因。

铅酸蓄电池

在所有电池技术中,铅酸蓄电池的发展历史最长久。该电池用金属铅作为负极,用氧化铅作为正极。电池在放电过程中,正负两极都会有硫酸铅生成,硫酸电解质溶液中既作为反应过程的反应物,也是反应过程的生成物。在过去的十来年里,关于铅酸蓄电池的研究和发展主要集中在混合动力电动汽车的应用上。

镍氢蓄电池

镍氢电池工作是基于氧化镍阳极和氢金属负极释放和吸收OH。在过去镍氢电池被视为电动汽车上的一种很好的临时选择,鉴于锂离子电池存在着严重的安全问题。但是其50~70Wh/kg的能量密度并不能满足电动汽车150~200Wh/kg的能量密度需求。同时镍氢电池中镍的较大成分占比限制了其未来的价格降低。因此,镍氢电池并未作为一个可靠选择。

锂离子电池

锂离子电池是如今电动汽车上使用得最多的动力电池技术,这归功于它的高能量密度和单体电池中增长的功率,使得这类电池以具有竞争力的价格发展出更小的质量和密度。目前,这些动力电池可以供电动汽车行使大约150km。锂离子电池的电极中插入了锂,也就是说,电极材料是锂离子的载体。研究表明电动汽车上使用的锂离子电池功率(800~2000W/kg和能量密度(100~250Wh/kg)都有所增加。

超级电容器

如果电池既需要提供较长时间的存储能量,又需要为发动机的起动或车辆起步提供短时间内的脉冲功率,则电池的设计需采用折中的解决方案。在每个电池单体中均需采用更的电极以增加总表面积。以此增加的电流分布在较大的电极面积上,可保持电池电压降满足系统要求。如果功率需求可由其他设备提供,电池可以使用更厚重的电极,在低倍率下达到能量存储要求的同时获得更好的耐久性。一种比较理想的方法是由超级电容器提供脉冲功率,电池仅提供能量存储。超级电容器可以在较低的倍率下再充电,为下一次功率输出做准备,或者利用制动能量回收充电。通过超级电容器充电后,电池可以在一个较宽的电池荷电状态(SOC)范围内工作,因为起动所需的功率已经存储在超级电容器中。将电池和超级电容器结合使用,必然需要较为复杂的充电系统,因为电池和超级电容器的充、放电特性有着显著区别,所以其充电截止电压差别较大。因此,可能需要某种DC/DC变换器或者是开关器件对同一直流总线上的2个设备进行控制。

发展挑战

综合考虑多项因素,《新能源汽车产业规划》透露出短期发展混合动力车,并以此为过渡,长期发展纯电动汽车的信号。根据现实情况,能进入到量产规模的新能源车只有混动和纯电动两类车。

产业规模效应弱

从传统汽车工业到新能源汽车兴起,中国汽车产业始终没有摆脱散而乱的普遍现状,产业内规模经济效应不明显。中国领土幅员辽阔,各地企业形态差异较大,市场监管力度有限,虽然进行过多次产业结构调整、企业资源整合,但是不能从根本上形成美国式的3家汽车厂商市场占有率90%以上的规模效应。新能源汽车研发需要大量的资金和技术人才投入,在缺乏产业规模效应的条件下,各家企业各自“闭门造车”容易形成技术标准不一致、产业发展步伐不统一等问题,这不利于新能源汽车产业的格局形成和后续发展。此外,新能源汽车产业面临逐利、争补贴而引发的一哄而上和“产能过剩”。北京、广州、重庆、湖北、上海等地都已相继成立了地域性的汽车产业联盟。联盟内的成员密切配合,但联盟之间则鲜有往来,并形成了诸侯割据的局面。

成本价格过高

汽车成本决定价格,价格决定市场,目前在中国市场上的新能源汽车中,国产纯电动汽车的价格都不高,购买纯电动车对消费者来说已经不存在价格问题,价格偏高的是混合动力车。

据了解,2009年,美国市场的混合动力车销售量为29.03万,占美国所有车型销量的2.8%。国内混合动力车汽车产业化和市场推广方面与先进汽车国家相比差距明显,主要还是因为价格过高,抑制了许多人的购买欲望。正如瓦格纳所说,如何能把混合动力车的成本降低到普通用户能够负担的水平,这才是混合动力车所要面临的问题,毕竟价格也是市场的决定性因素之一。

目前国内市场在售的混合动力车型中混合动力汽车的售价平均要比相同排量的内燃机驱动汽车至少高出30%。如果一辆传统轿车售价为10万,相同排量的混合动力车13万,按轿车年行驶里程3万公里计算,如果油价为10元/升,那么混合动力车的节能效益能达到2万,需要4.3年,油价越低回收期越长,而普通消费者可接受回收期为1.5年。

电池续航时间短

相比混合动力汽车,纯电动汽车的大规模推广看起来前途更加光明。不仅仅因为纯电动车近乎零排放的环保标准,更大原因在于其价格便宜、使用成本低,在价格上已经能与传统汽车相媲美。纯电动车售价大多不超过10万元,有些甚至低于同排量的燃油汽车。由于完全采用电力供能系统,纯电动汽车使用成本较混合动力车低。按某款纯电动车公布的数据,百公里行驶耗电12度,依照0.5元的电价算,百公里使用成本才6元。而其原形车汽油车百公里耗油7.6升,按目前6.2元的油价,成本是46.5元。相比之下,电动车的使用成本才是传统汽油汽车的八分之一。加之纯电动车比同级别的汽油车至少节约了4/5的使用成本,纯电动车一上市就受到广大消费者的推崇,所以能得到政府最高规模补贴,以及成为中国未来新能源汽车发展产业化目标也就无可厚非。

然而中国纯电动车的发展仍然差强人意。原因在于中国电动汽车技术与国外技术相比仍有差距,尤其在纯电动车电池、电机等核心技术方面还未取得突破性进展,表现在电池续航里程上与国外的差距比传统汽车要大得多。国内电动车单次充满续航里程仅有100公里左右,而国外纯电动车动辄续航240公里,高一点配置的续航能力都在300公里以上。所以说,中国的电动车满足上下班代步需要还行,对于欧美喜欢自驾游等长距离需要的顾客来说还有一段差距。

其他挑战

目前中国新能源汽车产业发展的其它挑战主要来自替代品、跨国厂商技术优势和寻租活动。在替代品的挑战方面,目前中国传统汽车产业处于快速成长期,行业利润率较高,对新能源汽车的需求并不迫切,除少数厂商外,国内汽车企业发展新能源汽车的意愿比国外同行偏低。跨国汽车厂商在新能源汽车技术上相对成熟,其中部分厂商已经有较为成熟的产品投放于中国市场,国内汽车企业在竞争中处于不利地位,加剧了跨国汽车厂商对中国汽车产业的垄断。此外,由于新能源汽车产业发展需要政策的大力扶持和大量的财政投入,国家政策和相应的优惠措施如补贴、减税等可能会引发汽车厂商的寻租活动,导致国家的优惠政策和资金投入无法有效得到实施和发挥作用。

此外,纯电动车还存在电池问题和充电便捷性问题。电动车首先要解决的就是电池的问题,电池问题在于重量和使用寿命。电动车充电便捷性也是关乎其能否量产的重要因素。普通油箱容量50升的轿车加满一箱油在5、6分钟之间。而电动车的充电时间能否控制在几分钟内是不确定的,某款电动车在专用充电站充电10分钟才能充70%,在家用220V插座充满则需要6-7个小时。国内很多人的车子都停在地下停车场或者小区的停车位,很少有配套的充电插头。在加油站里设充电站是一个好的方式,但是电池充电时间要有保障,反复充电之后电池的使用寿命长短也是未知数。

政府管理

市场监管发布公告

近期,市场监管总局组织对北京市、上海市、重庆市等11个城市机动车检测收费情况进行了抽查,发现部分城市在纯电动汽车检测收费中不列明具体服务项目和收费标准,将不应收取的“尾气检测费”打包进年检费一并收取。为贯彻落实党中央决策部署,规范新能源汽车检测收费,维护机动车检测服务市场秩序,减轻群众负担,现将有关事项公告如下:

一、各机动车检测机构要严格按照《价格法》《关于商品和服务实行明码标价的规定》等有关规定,规范价格收费行为。对于可分解为多个项目和标准的服务,应当明确标示每一个项目和标准,禁止混合标价或者捆绑销售。对机动车检测不区分环保检测、安全检测等具体服务项目,采取打包收费、“一口价”等收费形式的,属于捆绑销售,违反明码标价相关规定。

二、各机动车检测机构要根据新能源汽车结构特点,设立真实合理的检测收费项目,列明服务内容,做到明码标价、诚信经营,不得就未真实提供的服务收取费用。

三、市场监管部门要加强对机动车检测检验收费行为的监督检查,严肃查处哄抬价格串通涨价、不明码标价等价格违法行为。

四、行业协会要加大指导力度,发挥好政策宣传、沟通协作、指导引导作用,强化行业自律。

五、鼓励和支持群众积极监督价格违法行为,及时通过全国12315平台或者热线投诉举报。

2021年10月,深圳市发改委发布《关于新能源汽车停车收费减免优惠有关事项的通知(征求意见稿)》。


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