亮相北京车展的比亚迪电动汽车F3e
国内的研发状况
我国政府一直重视清洁高效汽车技术的开发。电动汽车被列入国家863重大专项后,采取整车牵头、零部件配合、产学研相结合的模式,以开发燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车3种整车技术,以及多能源动力总成、驱动电机、动力蓄电池系统3种共性技术为重点,使其技术取得了重要进展。
目前,已有7种车型进入国家汽车产品公告程序,其中4种已获得批准。我国自主开发的混合动力汽车要求节油率达到30%以上,已在几个城市投入示范运营。东风电动车辆股份有限公司自主研发的20辆混合动力公交客车已在武汉累计运行40多万公里,载客86万人次。一汽集团研发的混合动力客车也已下线。一汽、东风、长安、奇瑞等公司研发了轻度混合(ISG/BSG)、并联、混联等多种形式的混合动力轿车。我国自主研发的燃料电池汽车主要经济技术指标达到了较高水平,累计完成6万公里以上的试验运行考核。在国际清洁汽车比赛中取得了良好的成绩。
在关键零部件技术方面,动力电池、驱动电机和燃料电池发动机都取得了较大进展:开发了5个系列的镍氢动力蓄电池产品、2个系列的锂离子动力蓄电池产品、2个系列的超级电容器产品;研制了3个系列的纯电动和燃料电池轿车用驱动电机产品,3个系列的客车用驱动电机产品;研制了3个系列的混合动力客车用主电机产品,3个系列的混合动力轿车用ISG电机,2个系列的混合动力轿车用主电机产品;研制电动汽车用DC/DC产品2个;多能源控制系统研发单位与整车企业联合开发整车控制器,配置16种不同的整车。
在“十五”电动汽车重大专项执行期间,共申请了796项国内外专利(其中发明专利413项)。到目前为止,我国已颁布纯电动汽车国家标准20项,混合动力汽车国家标准6项,混合动力汽车测试方法、试验规程报告2项,动力电池标准3项。“十五”电动汽车重大专项还在北京、天津、武汉、杭州、株洲、威海、深圳、汕头建成了8个电动汽车商业化示范城市和示范区。共有200多辆各类电动汽车参加示范运行,累计运行里程超过300万公里。
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未来发展前景
近年来,对可代替内燃机的汽车动力系统的研究受到全球的重视。在众多的技术方案中,电驱动系统由于具有效率高、能源可以不依赖燃料、在使用地点“零排放”等特点,成为最具竞争力的技术。但目前由于电池和燃料电池等关键部件的技术限制,暂时还无法实现产业化。
纯电动汽车实现了零排放,但是由于电池的功率密度和能量密度低、充电时间过长、使用寿命较短等因素,致使电动汽车续驶里程太短、价格比较高,限制了纯电动汽车的普及和推广。
混合动力电动汽车所能达到的动力性、经济性和排放指标,使其成为缓解汽车需求与环境污染及石油短缺日益尖锐矛盾的最现实的技术途径。特别是近几年,随着以丰田普锐斯为代表的一批混联式混合动力和本田Insight并联式轻度混合动力电动汽车的推出,产业化前景已初现端倪。近期的研究热点,可外接充电式混合动力汽车,将成为向未来电驱动车辆过渡的桥梁。
燃料电池汽车适应社会发展的需要,且在技术上是完全可行的。这就决定了燃料电池汽车是未来汽车发展的方向。燃料电池技术已经取得了很大的进步,耐久性和成本是目前面临的主要技术难题,如果这两个问题在未来十年内获得突破,将会迎来燃料电池汽车产业化的美好前景。
(陈全世 田光宇)
作者简介:
陈全世教授现任清华大学汽车研究所所长、汽车安全与节能国家重点实验室副主任、电动车研究室主任。
田光宇副教授为清华大学工学博士、中国汽车工程学会电动车分会秘书长、德尔福-清华研究所副所长。
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