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)、动力控制和驱动方面形成的原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等。虽然新能源汽车目前还处于产业化和商业化的前期探索阶段,但在未来汽车产业的主导地位毋庸置疑。
1.发展战略分析
美国基于降低石油依赖、确保能源安全的战略需求,将发展新能源汽车作为交通领域摆脱石油依赖的重要举措。从20世纪80年代起,美国分阶段提出新能源汽车发展战略:*时期以提高燃油经济性为目标,主要发展混合动力汽车;*时期追求*和零石油依赖,主要发展燃料电池汽车,前期为氢燃料电池汽车,后期还计划发展生物质燃料电池汽车,但燃料电池成本昂贵,商业化进程缓慢;奥巴马时期以实现混合动力车商业化为近期目标,将燃料电池车作为远期目标,主要发展插电式混合动力汽车,计划投资48亿美元用于动力电池以及电动汽车的研发和产业化。
日本坚持确保能源安全、提高产业竞争力的双重发展战略,制订国家目标引导新能源汽车产业的发展。日本“新国家能源战略”提出,到2030年将目前近50%的石油依赖度进一步降低到40%,改善和提高汽车燃油经济性标准,推进生物质燃料应用,促进电动汽车和燃料电池汽车应用。日本全面发展3类新能源汽车,混合动力汽车技术日趋成熟,已经实现产业化,进入商业化运营阶段,丰田、本田、日产等日本混合动力汽车不仅在国内热销,在市场上超越其他国家并稳居地位;纯电动汽车产业规划和产业化步伐也是zui快的,*全面系统地提出和实施动力电池研发计划,即用20年时间分四个阶段实现电动汽车性能、成本与传统汽车相比具有竞争力;燃料电池车快速发展,日本非常重视燃料电池和生物燃料等技术开发,在燃料电池产品的研发和产业化推进方面也于其他国家。
欧洲侧重于温室气体减排的发展战略,将发展新能源汽车作为满足二氧化碳排放限制要求的主要方式。早期欧洲新能源汽车发展的目标是以生物质燃料和天然气为主,本世纪初提出到2020年实现23%的石油替代。但近期高度关注电动汽车的发展,尤其是纯电驱动的电动汽车的发展。欧洲在发展电动汽车方面起步较晚,但是国家在规划方面做得非常系统细致,从基础研发工作做起,统筹布局研发产业化、产品市场化、基础设施建设等各方面。以2009年下半年德国发布的电动汽车计划为典型,分别提出了纯电动汽车2012年、2016年、2020年的产业化和市场化目标。
2.产业政策分析
美国形成了以税收优惠、财政补贴、研发支持、设施建设为主的新能源汽车产业政策。在税收优惠方面,通过《2007能源独立与安全法案》对汽车和零部件生产商提供支持和税收减免,通过《能源政策法案》、《2008紧急经济稳定法案》对新能源汽车消费者提供税收优惠;在财政补贴方面,通过“旧车换现金”计划,为新能源汽车消费者提供补贴,购买
充电式混合动力的车主可以享受7 500美元的现金抵扣;在研发支持方面,2009年8月,奥巴马政府宣布拨款24亿美元,用于补贴新型电动汽车及其电池、零部件的研发,来自25个州的48个项目获得了这笔资金;在设施建设方面,政府投入4亿美元支持充电站等基础设施建设。美国2010年提出到2015年实现美国道路上行驶的插电式电动汽车达到100万辆的目标,并确保在美国生产。
日本下大力气推动新能源汽车及零部件的研发和生产,逐渐形成一种以“新一代汽车战略”为主线,以税收优惠、购车补贴、支持等财税政策为支撑的电动汽车发展体系。从2009年4月1日起实施“绿色税制”,购买“下一代汽车”可以享受免除多种税赋的优惠,适用对象涵盖混合动力车、纯电动汽车、清洁柴油车、天然气车以及获得认定的低排放且燃油消耗量低的车辆。实施低排放车认定制度,各种档次轿车均可向国土交通省申请低排放车认定。
根据消费者所购车辆的排放水平给予不同的减税待遇,针对购置天然气车或混合动力车等低公害车辆的地方公共团体发放补助金。为攻克电池方面的关键性技术,日本建立了开发高性能电动汽车动力蓄电池的新能源汽车产业联盟,共同实施2009年度“革新型蓄电池科学基础研究专项”项目。《新一代汽车战略2010》计划到2020年在日本销售的新车中实现新一代汽车总销量比例达到50%的目标,并计划在2020年前在全国建成200万个普通充电站、5000个快速充电站。德国2007年《能源气候一体化纲要》将促进电动汽车发展列为联邦政府的工作目标,经济部、交通部、环保部和教研部联合成立了电动汽车工作小组。
2008年,支持电动汽车进行实验性运营,并召开“电动汽车国家战略会议”。2009年1月,出台《一揽子经济刺激计划Ⅱ》,提出2009年~2011年联邦政府为研发和推广电动汽车提供5亿欧元资金支持;9月发布发展电动汽车的纲领性文件《国家电动汽车发展计划》,将发展纯电动汽车和插电式混合动力汽车作为主要技术路线,提出了德国发展电动汽车的目标。德国对于电动汽车的资金支持主要用于技术研发,而对电动汽车的购买者暂不提供购买补贴。
法国政府规定自2008年1月1日起,对车主按所购买新车的尾气二氧化碳排放量给予相应的现金奖罚,以鼓励购买低排量环保车型;2008年10月萨科齐宣布政府将投入4亿欧元用于研发和制造清洁能源汽车;鼓励报废能耗大的旧车,并给予一定数额的现金奖励;采取配套措施,在工作场所、超市和住宅区等大幅增加充电站数量,以保证电动车的顺利运行;2009年10月1日公布了旨在发展电动汽车和充电式混合动力汽车的计划,确定了在2020年前生产200万辆清洁能源汽车的zui终目标。
英国政府投资3亿英镑支持“低碳汽车项目”。
2007年修改汽车保有税税制,按照单位二氧化碳排放量区别征税,高公害车辆可达30%,而低公害车辆为零。英国气候变化委员会提出先导计划,到2015年推广使用24万辆电动汽车,并对电动汽车进行补贴,于2014年前补贴5 000英镑/辆,花费15亿英镑建设充电设施;英国交通部2010年3月发布私人购买纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车补贴细则,单车补贴额度约为车辆推荐售价的25%,但不超过5 000英镑;启动总额3 000万英镑的充电站补助项目,*城市包括伦敦、米尔顿、东北,未来3年3座城市间将建11000个充电桩。
3.发展趋势分析
混合动力汽车继承了先进内燃机技术,结合了洁净的电力驱动方式,既充分利用现有燃料基础设施,又能包容各种代用燃料,经过长时间的发展,已成为新型动力系统汽车产业化的典型代表,开始大规模发展,进入快速增长期,具有较好的产业化前景,其中插电式混合动力汽车越来越受到重视;纯电动汽车借助各种高新技术特别是新型动力电池技术的进步,开始进入市场,随着动力电池性能的改进以及充电基础设施的不断建设,也逐渐走上产业化的道路,并有快速增长的趋势;燃料电池汽车作为一种新兴能量转换技术,具有zui高的能源效率和zui低的排放,尽管目前还存在很多需要克服的技术障碍,但其仍然被看好作为新一代汽车能源动力系统的远期解决方案,各种资助和示范验证正在进行,真正进入市场将还有一个较长的时期,是新能源汽车技术的zui终发展方向。
在电池及其管理系统领域,混合动力和纯电动车用动力电池负责储存并为电动机提供电能,其性能、成本和安全性很大程度上决定着混合动力汽车和纯电动汽车的发展进程。从当前的技术水平以及发展趋势来看,镍氢电池是目前应用的车用动力电池,由于其技术成熟度和成本上的优势,在短期内仍将是混合动力汽车的动力;锂离子电池具有无记忆性、低自放电率、高比能量、高比功率、环保等诸多优点,应用前景较好,一旦成本问题得到解决,将成为纯电动汽车和插电式混合动力汽车的主要动力选择。
在电机及其控制系统领域,永磁无刷电动机结构灵活、设计自由度大、性能较好,适合成为电动汽车、高密度、宽调速牵引驱动,已经在混合动力轿车上进行较多应用,但是受永磁材料工艺影响和限制较大,而且控制系统复杂,造价很高;开关磁阻电动机调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点,结构简单、维护修理容易、可靠性好、转速和效率高、调速范围宽、控制灵活,如果其技术瓶颈得到突破,将更适合电动汽车动力性能要求,被视为潜力的电动车电气驱动系统。
在多能源动力总成控制系统领域,电子控制技术是现代汽车技术发展的重要趋势与标志,在新能源汽车中发挥着极其重要的作用。随着汽车的智能化程度越来越高,电子控制技术应用在汽车的各个领域,包括动力牵引系统控制、车辆行驶姿态控制、车身控制和信息传送。随着集成控制技术、计算机技术和信息技术的发展,汽车电子控制技术得到了迅猛发展,尤其在控制精度、控制范围、智能化和网络化等多方面有了较大突破,已明显向集成化、智能化和网络化3个主要方向发展,已成为衡量现代汽车发展水平的重要标志。
4、对我国的启示
4.1找准我国新能源汽车发展的定位
根据国外新能源汽车发展的趋势,结合我国汽车产业和地方政府发展新能源汽车的实际,确立务实发展的思路。混合动力汽车不依赖基础设施,技术难度相对较小,而且能够取得明显的节能减排效果,可以作为近期我国汽车产业技术升级的主要选择;纯电动汽车*摆脱对石油的依赖,而且我国动力电池的研究处于行列,可以作为我国汽车产业战略转型的主要方向;燃料电池汽车成为我国汽车产业技术的未来发展目标。
4.2合理配置各种科研资源
政府要加大新能源汽车关键共性技术研发的投资力度,而且要形成持续投资,保证研发工作的正常进行。建立产学研合作研究机制,政府和企业共同出资,以专门研发机构为主,企业广泛参与,三方共同进行共性关键技术的研发。引导新能源汽车科研力量的合理配置,整合现有的新能源汽车产业联盟,集中科研力量联合攻关。
4.3支持关键零部件的同步发展
对国外新能源汽车产业政策的分析充分说明,各国统一协调整个新能源产业的发展。我国政府在加强对整车研发支持的同时,还应兼顾关键零部件的发展。利用产业规模的扩大,加强关键零部件性能的提升,支持关键零部件生产商改进设备和工艺,同时加强对大功率动力蓄电池等检测平台发展的支持。
4.4加快发展新能源汽车充电设施建设
充电站基础设施的建设要比电动汽车的发展适度超前,相当数量的充电基础设施可以保证电动汽车的正常运营,加速新能源汽车产业化发展。我国要规划和扶持充电基础设施的建设,加大新能源汽车相关基础设施方面的投入,为推广插电式混合动力汽车和纯电动汽车打好基础。完善和实施支持新能源汽车商业化运营的激励性政策,对电动汽车充电实行优惠电价。
4.5协同汽车行业整体创新能力的提升
新能源汽车的发展是我国汽车行业自主创新的重要组成部分,在大力扶持新能源汽车产业发展的同时,应高度关注传统汽车领域关键技术对新能源汽车产业发展的影响。我国政府要借助新能源汽车的发展契机和专项组织模式,有针对性地加强电子控制、总线控制和底盘技术等方面的联合攻关,并逐步完善技术开发基础数据库,从而提升我国汽车工业整体的竞争力。
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