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混合动力汽车:新能源成功之“桥”

2010年05月26日08:3821世纪经济报道程振彪我要评论(0)
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混合动力汽车将先进的内燃机、电机、能量储存装置和电控系统结合起来,其综合了传统发动机驱动和电动的优点,克服了纯电动汽车在动力电池、续驶里程等方面的缺陷,在提供与当下传统内燃机几乎相同动力性的同时,燃油经济性获得明显改善,排放大大降低。

如果按照内燃机使用燃料的不同,混合动力系统主要有如下形式:即(汽、柴)油/电混合、气/电混合。由于燃料电池电动汽车的研发,当前在国际及中国又出现了一种崭新形式的、包含两种不同动力系统的汽车,即以燃料电池发动机/蓄电池为动力的电动汽车。此种汽车,按照驱动形式,可成为完全的电动汽车。若从包含两种不同形式的动力系统角度上看,那么亦可以叫做混合动力汽车。当然,它已经不是传统意义上的混合动力汽车了。

众所周知,发展新能源汽车需要完备的基础设施,而此又不是在短时间内可以完成的,是一个缓慢、渐次的过程。混合动力汽车技术方案构思的高明之处在于,兼顾传统汽车和(纯)电动汽车的优越性,保证传统汽车依赖石油向新型能源时代以较低的代价平稳过渡。并且,在过渡时期,混合动力汽车更适宜及时吸收传统汽柴油汽车技术进步成果和电动汽车技术攻关取得的新成果。由此,也就能不间断的自我完善,提高使用的适用性。既然该过渡大约有半个世纪之久,则混合动力汽车作为一种“桥”的存在,在未来一个较长的时期内就将具有重大价值和重要意义,而非某些人所说的是权宜之计。

混合动力汽车按混合方式不同,可以分为串联式、并联式和混联式三种。按照混合度(即电机功率与燃油机功率之比或使用电的比例与使用燃油或燃气的比例)的不同,有可以分为微混合、轻度混合、中度混合、重度混合等。业界普遍认为,混合动力汽车的基本技术已经成熟,并达到使用阶段,发展前景甚为确定,总体上看呈明朗化趋势。

自20世纪90年代初期以来,世界各发达国家及大型汽车公司竞相研发混合动力汽车技术,尤以日本汽车企业的成绩最为突出。据称,在2000~2005年间,全球混合动力汽车产量增长了近6倍之多,而在增加的产量中,丰田本田占有很高的比例。紧随丰田和本田,通用、福特以及欧洲多数大型汽车公司也纷纷向市场推出各种类型的混合动力汽车。

现阶段,在世界范围内,以美国市场对混合动力汽车的需求最强劲。2006年,这一类汽车总销量达到25.6万辆,与上一年相比,增长了23%。至2010年,美国市场的混合动力汽车销量将大幅增加到177.5万辆。

高效率的混合动力

按照欧盟分析,在燃用各种不同燃料或使用不同能源的汽车当中,以混合动力汽车的燃料总效率(WTW)为最高,其次为天然气合成油(GTL),天然气和LPG汽车排第三名。就混合动力汽车在形式阶段的能源利用效率而言,其节能效果也十分突出。混合动力汽车拥有两套动力系统,虽然有使机构复杂的消极一面,但更加有使两套系统优势叠加的积极一面。正因为是两套动力系统,因此就可以将每一种系统都设计得更小、更紧凑一些,使之优化到最佳状态,由于混合动力汽车的内燃机动力部分,通常采用的是较小排量、性能更优的发动机,多数时间是在高效率区间的稳定状态下运行,燃油经济性较高,再结合采取制动能量回收等措施,该种汽车与传统燃油汽车相比,能量利用率可以提高40%以上。

据有关研究称,当前在美、日市场上投入使用的混合动力轿车和SUV等,与同类型的传统汽车相比,日常使用时,节油率在20%~40%不等。在中国,经过测试普锐斯(图库 论坛)混合动力轿车与装用汽油机的Corolla相比,在百公里油耗上普锐斯平均节油率为40%。

事实证明,混合动力汽车的燃油率几乎与汽车功率的混合度成正比上升。因此,从长远看,研发全混合式汽车是必然趋势,尤其是外接充电式混合动力汽车(PHEV),其以工薪阶层市区上下班逮捕工具为主要市场目标。近年来,在西方发达国家备受青睐,节油率可达50%~60%。

相较于传统汽车,混合动力汽车环保优势较大。丰田与本田在美国正式上市的混合动力轿车,其排放均达到该国超低排放标准要求,即相对于传统汽车而言,降低排放80%以上。按照瑞士联邦材料测试与研究实验室的测试结果,开发清洁高效的混合动力汽车与同类型汽车相比,可节油20%,二氧化碳排放减少45%。外接充电式混合动力汽车减排效果非常突出。若将1.4万美元的传统乘用车改为PHEV,二氧化碳较原来下降40%,氮氧化物减少35%。

中国按照863重大科技专项安排而研发制造的各类型混合动力汽车,环保性也比较明显。依照目前的试验和示范运行结果,降低排放35%~50%不等,可满足欧3标准要求。

商业推广之难

现今,虽然混合动力汽车技术已经比较成熟,但由于两套动力系统比较复杂,再加上需要安装与之相匹配的控制系统等,成本增加较多,其以比较优越的节油性能而节省的费用仍不足以抵消所增加的购置费用。

考虑到中国汽车消费者对车辆售价的敏感性,可以认为,在近期如果没有政府的优惠政策以及对排放法规强制性的执行和监督,则私人使用的混合动力乘用车是难以推广普及的。因此,各大汽车企业混合动力汽车的研制和市场目标皆集中到城市公交车上,这一策略是合乎中国当前的实际情况的。率先发展和推广普及混合动力公交车有以下三种可能性与优势。

首先,是市场需求潜力巨大。据统计,中国城镇居民日常出行约70%首选乘坐公交车。目前,中国公交车的年产量和保有量均已居世界第一位,市场容量非常大。

汽车,是最有可能得到政策的支持。迄今,中国城市公交车大多数是由政府补助公交企业而进行采购,其是否符合节能减排要求,将是政府考虑的一个重要采购原则。

再者,从技术角度讲,在市区工况下,公交车频繁起步,加速、制动和停车,要额外消耗许多燃油。有统计显示,这一类汽车有近50%的燃料是因为车辆频繁制动所消耗的。这就为混合动力公交车节能减排找到了用武之地。换言之,公交车装备混合动力汽车是比较划算、比较可行的。因此,公交车可作为中国推广应用混合电动车的突破口之一。以此为今后推广应用电动汽车打基础。

[责任编辑:skyliu]
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