中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:目前,動(dòng)力鋰離子電池的比能量只約100瓦時(shí)/千克,鉛酸電池只有其三分之一,不能支持純電動(dòng)汽車的長(zhǎng)途行駛,即使大中型公共客車可以裝載較多電池,充電一次行駛150公里左右可能是合理的里程,充其量200公里。于是,問(wèn)題接踵而來(lái)———
一是車價(jià)問(wèn)題。上海的純電動(dòng)公交車用大量鋰離子電池和超級(jí)電容器,要190萬(wàn)元左右一輛,經(jīng)計(jì)算,全壽期省下的油費(fèi)和電費(fèi)差價(jià),遠(yuǎn)抵不上高昂的購(gòu)車費(fèi),需要政府大量補(bǔ)貼。
二是如果少裝電池,白天就需要快速充電或換電池,電網(wǎng)負(fù)荷加大,而且要新建許多充電站,此外,更換電池的服務(wù)設(shè)施投資也很大。
中高檔乘用車耗能高,行駛里程要求長(zhǎng),于是科技部、工業(yè)和信息化部認(rèn)為,當(dāng)前中高檔乘用車應(yīng)該是“混合動(dòng)力、插電式電動(dòng)汽車”,是“兩頭擠”的對(duì)象,逐步擠向“新一代純電動(dòng)車及燃料電池方向發(fā)展”。我們認(rèn)為,在當(dāng)前蓄電池能量密度較低和電池成本較高的狀況下,發(fā)展電動(dòng)公交車和中高檔乘用車,應(yīng)該采用“增程式”電動(dòng)模式作為策略性過(guò)渡。
增程式電動(dòng)汽車,電池先由市電充電供行駛,也可由車上的小型內(nèi)燃機(jī)在最佳工況下帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,既可不斷給電池充電,又可驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),長(zhǎng)途行駛中更顯其優(yōu)勢(shì)。這種車傳到變速箱上的動(dòng)力是完全由電動(dòng)機(jī)提供,故可劃入純電驅(qū)動(dòng)類汽車,是純電動(dòng)汽車的增程,可看成是將部分充電工作在車上進(jìn)行。也有人認(rèn)為它裝有用油的發(fā)電機(jī),應(yīng)列入串聯(lián)式類混合動(dòng)力車,其實(shí)它的內(nèi)燃機(jī)發(fā)電與電池供電是并聯(lián)的關(guān)系,與串聯(lián)式混合動(dòng)力車在運(yùn)行模式上是有區(qū)別的。
增程式電動(dòng)汽車的節(jié)油率可達(dá)50%以上,原因是內(nèi)燃機(jī)—發(fā)電機(jī)始終在最佳工況下運(yùn)行,其發(fā)電的功率足夠車輛在一定速度范圍下穩(wěn)定行駛,電池組提供足夠的電功率幫助電動(dòng)機(jī)驅(qū)使車輛起動(dòng)、加速和爬坡,從而避免了常規(guī)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)“大馬拉小車”的費(fèi)油運(yùn)行模式。此外,電池組的容量較大,能夠有效地回收車輛剎車和下坡的能量。
增程式電動(dòng)汽車與插電式混合電動(dòng)汽車的差別,在于后者的內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力直接送到變速箱,而不經(jīng)過(guò)發(fā)電—電動(dòng)的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。插電式混合電動(dòng)汽車在市內(nèi)行駛時(shí)是純電動(dòng)汽車,可行駛40—50公里,但是,長(zhǎng)距離行駛時(shí)全由內(nèi)燃機(jī)提供動(dòng)力,“大馬拉小車”的運(yùn)行模式耗油仍較高;而且兩種動(dòng)力耦合,系統(tǒng)復(fù)雜,加工要求高,故優(yōu)勢(shì)不大。
目前國(guó)內(nèi)已有兩種不同電池組的增程式電動(dòng)公交車。第一類是以鉛酸電池加電容器為能源。典型代表是北京科凌電動(dòng)車有限公司的大客車。這種車用作城市公交,是考慮行駛平均速度極少超過(guò)50公里/小時(shí),11米客車的功率僅需30千瓦左右,如果配一個(gè)有動(dòng)態(tài)控制功能的30—40千瓦發(fā)電機(jī)組在車上補(bǔ)給電能,城市電動(dòng)公交車就能連續(xù)運(yùn)行,并可降低電池的用量,延長(zhǎng)電池壽命,還可使用定型的發(fā)電機(jī)組,降低一次性投資。
這種車配用5萬(wàn)元鉛酸電池和10萬(wàn)元超級(jí)電容器,制造成本約80萬(wàn)元,鉛酸電池使用壽命可達(dá)5年以上;平均車速50公里/小時(shí),100公里油耗不足19升。與同規(guī)格的燃油公交車在上述工況下平均100公里油耗40升左右相比,節(jié)油率大于50%。
第二類是以全鋰離子電池為能源。典型代表是杭州賽恩斯科技有限公司的大客車。這種12米客車的電池組由26650型小容量磷酸鐵鋰電池串并聯(lián)組成。由于所用鋰離子電池有足夠的比功率,故可免用超級(jí)電容器。該車配一個(gè)1.9升排量的發(fā)動(dòng)機(jī),連接一個(gè)發(fā)電機(jī)組補(bǔ)給電能,城市電動(dòng)公交車就能連續(xù)長(zhǎng)距離運(yùn)行。長(zhǎng)途行駛的耗油量為每100公里20升—22升,與同規(guī)格的燃油車的耗油量每100公里48升相比,節(jié)油率也大于50%。
上述兩車的內(nèi)燃機(jī)功率只相當(dāng)于常規(guī)轎車的小型內(nèi)燃機(jī),功率小并且是在基本恒功率下運(yùn)行,能量轉(zhuǎn)換效率大幅提高,油耗和排放自然大降。增程式電動(dòng)汽車的電池容量只需純電動(dòng)車的40%左右,成本大幅度下降;它可在原有停車場(chǎng)的原有車位上利用電網(wǎng)夜間的谷電充電,既夠白天全天使用,又有利于延長(zhǎng)電池壽命。不需白天快速充電,也不必更換電池,不僅免去新辟充電站的占地和換電池設(shè)施的建設(shè),而且不需新增白天特大負(fù)荷的供電設(shè)施,還幫助電網(wǎng)“分散調(diào)峰”。
由此可見,增程式電動(dòng)汽車與其他過(guò)渡車種相比,在能源利用效率、價(jià)格、使用的方便性等方面均具有明顯優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)有汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)設(shè)備和加油、維修等保障體系仍有用武之地。
“增程式”能源模式完全可以用于中高檔乘用車,預(yù)計(jì)可用500—800毫升排量的內(nèi)燃機(jī),100公里耗油可能在3升左右。
各種能源模式應(yīng)在公平競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)展。國(guó)家對(duì)電動(dòng)車的補(bǔ)助應(yīng)以節(jié)油量為依據(jù)———相同節(jié)油量,補(bǔ)助應(yīng)相同,而不應(yīng)以車輛的制作成本高低作為補(bǔ)助的依據(jù)。
因此,應(yīng)該充分利用增程式電動(dòng)汽車強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì),力促其作為過(guò)渡車種迅速發(fā)展。我國(guó)電動(dòng)車技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)戰(zhàn)略也應(yīng)以大力發(fā)展“純電驅(qū)動(dòng)”的微小型、低速、短程乘用車為突破口,以增程式的大中型公共客車和中高檔乘用車為主要過(guò)渡車種,向新一代純電動(dòng)車方向跨越式發(fā)展。