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「分析」新能源車輛發(fā)展規(guī)律初步探討

現(xiàn)在大家都在討論汽車后續(xù)的發(fā)展方向。目前,大家討論關(guān)鍵詞有:電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化、輕量化、氫能化、換電模式等等。鮮有認(rèn)真研究汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律,探尋出汽車發(fā)展必然性趨勢。到目前為止,聰明的專家學(xué)者、果敢又富有執(zhí)行力的汽車高管,看汽車發(fā)展方向及趨勢,如霧里看花聞花香而不見花美,又如盲人摸象各執(zhí)一端莫衷一是。所有人均不能給一個明確而具體、權(quán)威性和令人信服的趨勢判斷。媒體和學(xué)術(shù)界經(jīng)常出現(xiàn)的觀點也是人云亦云,給大眾的印像是新能源汽車發(fā)展技術(shù)路線是"條條大路能通北京,大家都在彎道超車",但是卻回避走哪一個路徑是最近,造成當(dāng)前中國的汽車產(chǎn)業(yè)全部駛?cè)霃澋?,忽視了兩點之間直線最近的最簡單常識,誤入歧途,耽誤了發(fā)展。


對汽車后續(xù)發(fā)展方向及路徑的討論,實質(zhì)上是對汽車發(fā)展規(guī)律的認(rèn)識。汽車發(fā)展規(guī)律具有必然性,單個人對汽車發(fā)展規(guī)律的認(rèn)識必定有局限性的。當(dāng)人們對汽車發(fā)展規(guī)律認(rèn)識到位了,就能少些許盲目性。筆者按從汽車發(fā)展規(guī)律性研究的角度,對研究汽車的發(fā)展方向(汽車發(fā)展的必然性)予以即研究、得到基本結(jié)論:未來發(fā)展新能源汽車的直線超車路徑是,短途純電,長途增程的LY混動車,及人工為主、智能為輔的漸進式車輛智能化。

(1) 事物發(fā)展的必然性

是指事物發(fā)展、變化中的不可避免和一定不移的趨勢。必然性(跟"偶然性"相對)是由事物的本質(zhì)決定的,認(rèn)識事物的必然性,就是認(rèn)識事物的本質(zhì)。而新能源汽車的本質(zhì)就是能源利用方式的優(yōu)選。

車是人和物體的位置轉(zhuǎn)移工具,滿足人的出行需求,實現(xiàn)貨物運送是車的基本屬性。由人力車發(fā)展到馬車(牛車)、再發(fā)展到機動車(蒸汽車、電動車、內(nèi)燃機車)自然有其規(guī)律所遵循,發(fā)展的必然性原因是客觀的。

圖 1 車輛演變的規(guī)律是什么?

驅(qū)動汽車運動的必須是機械力(機械能),給汽車機械能的裝置是能量源,當(dāng)前產(chǎn)業(yè)化主流的動力源有兩種內(nèi)燃動力和電動動力兩種。燃料化學(xué)能通過燃燒釋放內(nèi)能,內(nèi)燃機做功也可以用來發(fā)電,用于驅(qū)動電動機的。電動動力的能量源則是來自電能。人力、馬(牛)力由肌肉推動車輛,是生物能的持續(xù)輸出,蒸汽機、內(nèi)燃機和電動機的輸出持續(xù)的機械能。所有的能源儲能介質(zhì),如汽柴油、甲醇、氫能、太陽能、風(fēng)能和電能都不能直接驅(qū)動汽車運動,必須有能源轉(zhuǎn)換裝置,對汽車而言,電池、汽柴油等是能源儲能部件。發(fā)電機、內(nèi)燃機和傳動機構(gòu)是能源轉(zhuǎn)化部件。

內(nèi)燃機和電動機之間還存在混動,混動車都可以看成是增程車型。市面上各種混動車型、不同的是油電供能比例的不同。根據(jù)油電比例的不同,電動化車輛可以有一個新的劃分方式。100%油供能稱為油氣電動化車輛。100%電供能稱為電池車。而短途純電長途增程則稱為增程車。增程車分兩種。第一種是偏油氣車:以滿足城市通勤、短途出行(通常小于60~100公里)的大功率油氣發(fā)動機增程車。第二種是偏電池車:當(dāng)純電續(xù)航里程較長(如160~500公里)、根據(jù)每次出行的里程需求確定純電續(xù)航、當(dāng)出行距離超過純電距離、選擇小功率發(fā)動機作為增程動力,增程發(fā)電在電池電量較充足的情況就與電池一起供能。

必需認(rèn)識到的是,增程車的使用小功率內(nèi)燃機+發(fā)電機作為轉(zhuǎn)換部件,其轉(zhuǎn)換效率要比大規(guī)模電站效率低很多,但是因增程車中,偏電池車在每次出行中電能提供能源占比更高,在短途的時候甚至達到100%,而長途的時候,有電池提供能量。整體能源利用效率也比燃油車高。這樣還有一個好處是能夠恰當(dāng)?shù)靥岣吡四茉创鎯Σ考哪芰棵芏取?/section>

(2) 電能來自清潔可持續(xù)的新能源,用電的車輛離新能源最近

目前新能源類別比較多,車輛不是新能源,而是新能源的利用方式。大部分的新能源,如生物質(zhì)、光伏、水電、風(fēng)電其能源的輸出都以電能為主,故未來的車輛必須是以電能為主導(dǎo),才能實現(xiàn)能源來源清潔可持續(xù)。

圖 2 光伏水電生物質(zhì)等電力來源是清潔可持續(xù)的


(3) 汽車電動化推進十分艱難的緣由


圖 3 混動車要集中純電池和內(nèi)燃機車的優(yōu)點


(4) 發(fā)展新能源汽車的基本途徑



(5) 儲能電池能滿足驅(qū)動電機的要求嗎?


(6) 最佳的新能源車輛發(fā)展技術(shù)路徑是車輛能更好地利用能源


我們先看一種全新的增程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖 4 新型增程車典型圖


圖 5 電動化貨車無人牽引機和有人牽引機
圖 6 可低速短途行駛的貨車車身和牽引機的對接示意圖
圖 7 一臺完整的大貨車
圖 8 兩個車身和一個無人牽引機、一個有人牽引機組成的大貨車
圖 9 三個車身和兩個無人牽引機、一個有人牽引機組成的大貨車

如圖5~9所示。



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