廈門市環(huán)境監(jiān)測中心站的監(jiān)測表明,我市機動車尾氣對大氣污染的“貢獻率”超過40%。盡快以電動汽車取代傳統(tǒng)燃油汽車,大幅度提高新能源汽車的普及率,是解決環(huán)境污染和能源消耗問題的有效途徑。
最近,國務院辦公廳發(fā)布了《關于加快新能源汽車推廣應用的指導意見》,要求重點發(fā)展純電動汽車、插電式(含增程式)混合動力汽車和燃料電池汽車。這一決定體現(xiàn)了政府從生態(tài)平衡和治理環(huán)境污染的需求出發(fā),支持新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的決心。在此背景下,電動汽車銷量不斷增加,據(jù)估計今年銷量可達4萬輛,然而與年銷量達2000萬輛的燃油轎車相比,尚不足其百分之一,也未達到“十二五規(guī)劃”既定目標。解決當前電動汽車技術水平與消費者現(xiàn)實需求之間的矛盾,是加快推廣應用新能源汽車的當務之急。
純電動汽車的發(fā)展受動力電池性能的制約
如果期望純蓄電池電動汽車達到與傳統(tǒng)燃油車相當?shù)睦m(xù)航里程(約500公里),其動力電池系統(tǒng)的能量密度至少要達到400Wh/kg以上。目前裝車應用最廣泛的鋰離子動力電池,其單體電池的比能量不過130Wh/kg;組合成電池包后,電池系統(tǒng)的能量密度還不到90Wh/kg,尚不到目標要求的四分之一。動力電池從當前水平提高到 400Wh/Kg,還必須經(jīng)歷一個較為長期的發(fā)展過程。
在努力研究提高動力蓄電池組比能量的同時,電動汽車可否也走出單一蓄電池為動力電源的約束,引入混合動力電源以應對汽車動力電源需求多樣化的問題?有關專家建議采用多種動力電源組合的方式:增程式發(fā)電機應對非經(jīng)常性的續(xù)駛里程難題,超級電容器應對高功率難題,能量型蓄電池在電動汽車中擔負零油耗零排放的能量型角色,這三者結合便可以顯著改善當前蓄電池比能量太低、成本高、循環(huán)壽命短、充電難等問題,解除消費者對行駛里程、使用及購買成本以及汽車性能方面等的顧慮,切實促進電動汽車的發(fā)展。
配備增程式發(fā)電機滿足延長續(xù)駛里程的需求
專家建議,區(qū)分電動汽車用戶的實際續(xù)駛里程和期望續(xù)駛里程,配備較低容量的蓄電池滿足用戶經(jīng)常性續(xù)駛里程,并配套增程式發(fā)電機以應對非經(jīng)常性行駛里程。
增程式發(fā)電機的主要作用是發(fā)電,可連續(xù)工作在最佳轉速下,輸出的功率和扭矩也基本恒定;因而其效率、排放、可靠性等均處在較佳狀態(tài),能提高效率而取得節(jié)油的效果,且無需離合器、變速箱,結構簡單。增程式發(fā)電機能夠在電動汽車行駛中發(fā)電,向電動機供電以推動車輪,車速較低時電力有余則向蓄電池充電。
上述設計既可顯著減少車載蓄電池重量,減輕成本并提高能效,又可免除用戶對于續(xù)駛里程短和中途充電難的擔心。其配置的蓄電池能量只需按每日經(jīng)常性里程(如50至80公里以下)設計,純電方式行駛的里程已可滿足大約80%至90%的用戶,對于代步的用戶,基本上與純電動汽車無異。這樣不僅能夠降低購車成本,還有效減輕了車載蓄電池重量和總能量,既減少了每公里能耗,又適合于在夜間停車位或家庭車庫以電網(wǎng)的谷電進行慢充電。
采用超級電容器應對大功率需求難題
增程式發(fā)電機電動汽車所載蓄電池能量只需10kWh,就足以承擔經(jīng)常性續(xù)駛里程60公里。但是汽車在啟動加速時需要功率約為50kWh,蓄電池放電倍率達5。汽車制動時可將動能回收,向蓄電池充電,此時充電倍率更是遠高于5。高倍率的充放電,對蓄電池壽命損害極大,而且降低蓄電池比能量超過3成。如果不另外增加功率源,增程式電動汽車的動力性不好,制動能量不能很好回收,啟動加速性能不能滿足。超級電容器是高循環(huán)壽命高功率而能量不高的功率源,壽命可達10萬次至20萬次、比蓄電池高出兩個數(shù)量級、能夠承受強功率充電以回收汽車制動能量,降低每公里能耗20%以上,并提高汽車起步、加速和爬坡性能。把需要強功率充放電的任務交給具有強功率特性的超級電容器而在低功率勻速行駛時由技術較成熟的能量型蓄電池提供能量源,如此組合還可以多回收制動能量 20%。蓄電池避開高功率后,可以采用能量型蓄電池,其比能量高于功率型蓄電池,同等里程可少用電池且降低成本。(市老科協(xié))
【相關】
增程式混合動力汽車的優(yōu)點
增程式發(fā)電機可以解決用戶電盡車停的里程焦慮,且因蓄電池容量小,可減少車載蓄電池,從而降低購車成本。
配備超級電容器作為功率源,汽車的功率性能得以改善,汽車制動能回收以降低能耗而延長續(xù)駛里程;蓄電池避開頻繁的高功率充放電而延長壽命,只需配用能量型蓄電池而提高了比能量,車載蓄電池可再減少并降低成本。
經(jīng)常性市內(nèi)代步只需蓄電池供能,零耗油零排放。每年用到增程式發(fā)電機的非經(jīng)常性延長續(xù)駛里程只占總里程的20%左右,且此時耗油也比燃油汽車減半,所以全年節(jié)油平均可達90%(按權重平均),減少市內(nèi)汽車尾氣可超95%。
從技術角度看,增程式混合動力汽車能夠解決當前技術水平下電動汽車性能與市民實際需求之間的矛盾,促進電動汽車大眾市場的拓展。據(jù)了解,增程式電動轎車已引起國內(nèi)汽車企業(yè)的重視,如奇瑞、江淮、廣汽、一汽、北汽、長城、吉利都已有樣品。私人轎車擁有者,要樹立綠色出行的觀念,選擇增程式電動汽車取代傳統(tǒng)燃油轎車,在方便自己及家人的同時,也為緩解城市的環(huán)境壓力出一份力。隨著新能源汽車技術的不斷完善和消費者的觀念轉變,新能源汽車成為汽車行業(yè)的翹楚,必將指日可待!



