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尽快以电动汽车取代传统私人燃油轿车

编者:9月中旬,中国科学院学部主办”电动汽车对动力电源的需求及其对策”主题论坛。中国科学院田昭武院士、中国工程院陈立泉院士、郭孔辉院士、陈清泉院士、杨裕生院士等20余位电动汽车及动力电源领域的学者出席论坛,贡献了自己的研究结论。第一电动网对此发表了《能量密度300Wh/kg 下一代动力电池何处寻》一文。田昭武院士读后认为,此文只谈到汽车动力蓄电池的需求,没有涉及”对策”,因而撰文给出了他的”对策”。

【第一电动网】(专栏作家 田昭武)传统私人燃油轿车市场必须尽快以电动汽车替代,主要理由有以下四点。

石油危机

中国汽车工业协会公告,今年1-9月累计轿车产量为870万台,主要为传统普通私人燃油轿车。按此估计,每年新增传统普通私人燃油轿车超过千万辆。为此每年新增油耗超过千万吨,将很快抵消于多年来向俄罗斯争取到的输油量,或相当于中缅多年建设的输油管路的每年数量,严重加深石油危机。如不及时节流,油气开源难以为继。

环境危机

燃油汽车造成的城市污染和雾霾已经严重威胁人民健康和经济发展,也严重影响中国的国际形象。

调动大型企业的积极性

几年来,虽然通过政策推动电动公交车和公务电动乘用车市场,又开发低速短程电动汽车解决私家轿车的低档次的需求方面成功地从低端切入,但能替代传统燃油汽车数量都有限。只有普通私人电动轿车这个潜在市场产量大,最能调动大型企业的积极性,抢占大市场份额,而不仅仅是听从政府部署。

完成国家指标

汽车按其各种细分市场而言,以普通私家轿车所占保有量最高。(中国汽车保有量已经超过1.2亿辆,其中,私人汽车保有量9309万辆,民用轿车保有量5989万辆,私家轿车5308万辆。)以电动汽车取代这个最大细分市场的燃油汽车,才能完成2020年500万辆新能源汽车指标的紧迫任务。

中国科学院院士田昭武

各种类型的电动汽车和混合动力汽车的优劣

然而,几年来市场恰恰证明普通私人乘用车市场最难推出,占新能源汽车市场很低的份额,其关键在于用户顾虑续驶里程短、充电难、尤其是售价高和蓄电池寿命没有把握,只靠政府号召和补贴优惠还是不够的。解决普通私人轿车难题,必须剖析并比较各种类型的电动汽车和混合动力汽车的优劣,找出当前最合理可行的技术路线。

1. 纯蓄电池电动汽车虽然有零排放的优势,但是前提是特高比能量而又廉价安全的新型蓄电池。目前还在实验室研究阶段,提供动力电池的前景没有把握,对石油和环境危机而言,远水难救近火。

2. 轻、中度混合动力汽车,只是节能汽车,节油率太低,不属于新能源汽车。即使全面覆盖,对上述危机只是杯水车薪,不能高效地解决石油与环境危机。

3. 插电式并联或混联混合动力汽车,结构复杂,技术难度门槛最高且售价最高,而发动机核心技术基本上接近燃油汽车,仍受制于外国。

4. 低速短程电动汽车可解决私家轿车的低档次的需求部分,风靡近郊农村和和小城市,做出贡献。但一部分属于电动摩托升级,没有解决私家轿车大部分(中档以上),有待提高才能达到普通私人轿车的要求。

5. 电动公交车和公务电动乘用车容易通过政策推动,但市场不如普通私家轿车大。

6. 增程式电动汽车是在纯电动汽车的基础上开发的电动汽车,需要增程时利用增程器(车载发电机模块)提供电力驱动或充电。当前增程式电动汽车最能解除普通私家轿车用户的顾虑。因为车载蓄电池只需负责每日经常性续驶里程(50km或略高),蓄电池少而售价低且提高安全性,现有的多种商业化蓄电池已可以满足。增程式保证了续驶里程,无电尽车停之忧。只需夜间利用谷电充电了不依赖快速充电站网的建设。

市内增程式电动轿车的优势

1. 增程式发动机工作于恒定的小功率,效率高于燃油汽车。只用于非经常里程,约为全里程之20%,且启用时每公里耗油仅为燃油汽车之一半(节油约50%)。

2. 增程式发动机/发电机模块的工作里程(非经常里程)短:约为全里程之20%。其余80%为经常里程,由蓄电池驱动,零油耗,零排放。

3. 全里程耗油降为燃油汽车之10%(经常里程与非经常里程的权重平均),所以节油率达到90%,最接近于纯蓄电池电动汽车。而且市区环境污染降为5%以下(因为非经常里程三分之二以上不在市区内)

4. 增程式发动机/发电机模块寿命指标可较短:以工作小时计,只需全车寿命指标之20%。

5. 技术门槛低于传统燃油汽车发动机,核心技术不受制于外国。

6. 因为车载电池少,可利用谷电在夜间充电(相当于家电的功率),不依赖昂贵而不能及时建成的快速大功率充电网络基础建设。

因此,笔者认为,以电动汽车取代传统私人燃油轿车市场应当早日实现,可以早日实现。

作者为中国科学院院士,曾任厦门大学校长,电化学家,中国现代电化学的奠基人之一。

来源:第一电动网

作者:田昭武

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