电动汽车,你慢行

作者:王 峰 发布时间:2012-01-17
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在当前全球气候变暖以及能源紧缺的背景下,绿色环保已然成为全球产业发展的一大趋势.

在当前全球气候变暖以及能源紧缺的背景下,绿色环保已然成为全球产业发展的一大趋势。在交通出行方式中,更多更好的新能源汽车的开发,无疑将成为保护环境、节约资源、降低CO2排放和实现绿色出行的必然出路。目前新能源汽车根据能源来源可以分为很多种,其中发展前景比较好、实践价值比较高的当属混合动力(强混合及轻混合)和纯电动汽车。从技术实现的难度来看,业内普遍的共识是先发展混合动力汽车,适度发展电动汽车直至全面推广纯电动汽车。业界发展的思路很清晰,但从今年我国政府不断提出的新能源汽车发展规划上看,似乎纯电动汽车已经成为了惟一的发展方向。这一点从一些城市开始试点纯电动汽车的应用就可以看出。比如说北京市在举办2008年奥运会期间,推出了一大批纯电动行驶的公交车,由于“新鲜、环保”而收获些许好评。然而,今天在北京的大街上你还能见到几辆?3年的使用寿命,这是我们想要的吗?

中国汽车工业经过若干年的高速发展之后,已经成为了世界第一大生产国,但距离汽车强国还有很大差距。其中,核心技术的缺失让我们受制于人。以中日合资企业为例,今天每销售一辆车,70%的利润要交给日方。中国汽车工业的发展目标是建立汽车强国,更有人提出电动汽车的发展是中国“弯道超车”的绝好机会。可是,弯道超车是需要绝技的,我们的“绝技”在哪里?

以电池为核心

电池是电动汽车的“心脏”,也是未来占领产业发展制高点的关键技术。我们强大的汽车工业需要自己的蓄电池。这在电动汽车的研发中具有决定性的意义和作用。当前,锂离子电池被视为电动汽车蓄电池的标准,它有着很高的效率,但能源密度较低,充电成本较高。

在电池性能优化方面,减轻重量、降低成本、缩短充电时间和延长使用寿命都是我们需要攻克的难关。目前国外在尝试用三维纳米结构的陶瓷类材料(氧化物和硫族化合物)制造电极,可以比传统的石墨电极和钴电极吸收更多的锂离子,因此也能存储更多的电能。另外,在加速充电问题方面,复合材料的电极可以加速电极吸收和释放锂离子的速度,从而缩短充电时间。

除了采用新的材料外,也有一些电池研究机构别出心裁,富于创新精神地开发了液流电池。这种电池把化学能单独存放在贮存容器中,使整个蓄电池拥有很长的使用寿命。这种蓄电池的优点是可以在充电站如同给车辆加油一样简单方便地更换电解液。

用更加长远的眼光看,现在还处于研发初级阶段的锂-硫蓄电池技术、锂-空气蓄电池技术,有可能在未来某个时间得到广泛应用,这种电池在能源密度方面有着质的飞跃。

所以说,在有关电动汽车蓄电池的研发中,若只注重蓄电池电容量一个问题将是目光短浅的,经济上也是致命的。真正地实现一种新的、高价值的、安全的而且人们可以支付得起的新技术的工业化应用一般都要经过若干年的时间。相对于计算机和手机的更新换代速度,汽车的更新换代将会是完全不同的情况。汽车应有很长的使用寿命,有着很高的功能可靠性和使用安全性。

以安全为核心

谁要买汽车,就是要买一种没有缺陷的安全可靠的产品。电动汽车对于消费者来说是新鲜的事物,在新技术的研发和应用中首先要关注安全问题,并解决这一问题。也许有人已经注意到,相比中国、日本和美国等国家纷纷上马电动汽车项目,德国似乎还在沉迷于已经取得的内燃机技术的辉煌。实际上,对于德国来说,电动汽车研发和经济性的一个重要标准是其安全性。

1. 锂离子蓄电池的安全性问题

锂离子电池使用无水电解液作为有机电解液(如高氯酸锂),这种液体属于刺激性、可燃的管制物。

虽然新的替代电解液已经被研发出来,如含有二氧化硅或者二氧化钛的液体电解液(“湿沙”),它们的接触性能比电解液要好得多,但同样易燃。

2. 陌生的电磁环境所带来的安全隐患

国外报道显示,在德国的一个电动汽车项目试验中,发生了伺服转向系统失灵的问题。经过分析,研究人员发现是电磁环境作怪。

只要有电就会有电磁环境。由于电动汽车有着明显更大的电流和更高的电压,因此汽车零部件之间就存在着相互导电或者被电流击穿的潜在危险。而且高电压、大电流所形成的电场和磁场也对电磁兼容性有影响。今天的车载娱乐、通信和安全电子设施带来了无法计量的电磁环境。这些未知的电磁环境在电动汽车中,是否会和代替原来发动机、发电机和12V电网的高压电技术设备产生干扰,国内外都还没有统一的测试标准。到目前为止,都是由汽车零部件供应商们进行电磁兼容性检测,汽车生产厂家们则是对整个系统的电磁兼容性进行检查。为了使电动汽车系统的标准成龙配套还需要其他更多有效的标准。

迄今为止的电磁兼容性检测标准仅涉及到汽车的驱动装置和整个车辆系统。这也就是说:所进行的电磁兼容性检测状态和抗电磁干扰、磁场强度干扰的性能仅与当前的技术水平相互适应。还没有能够在“有负载情况下”的电磁兼容性测试方法。而电动汽车恰恰是在有负载的情况下有着更多的电磁干扰。而且在为电动汽车充电时也提出了很高的技术要求:充电站插头与汽车之间的气隙间有着很强的磁场。将来甚至有可能要求电动汽车在电气屏障的保护下实现非触点接触式的充电。

3. 车身安全性问题

传统汽车的车身供电电网采用12V电压,可是在电动汽车上,这种电压将超过400V。这就给车身零部件之间的绝缘性能、电网的供电安全性能提出了极高的要求。另外,车身结构安全性问题、电池散热问题以及雨天或者涉水行驶时电池的保护问题等都是迫切需要解决的安全性问题。

感言

我国将纯电动汽车作为汽车工业发展的新起点,这本也可以,毕竟每个国家的国情是不一样的,面对发展何种新能源汽车,各国理应采取因地制宜的发展路线,只是难免让人觉得有“未会走,先要跑”的嫌疑。而现在国内风起云涌的电动汽车建设项目也不免让人产生“大跃进”的担忧。而且虽然电动汽车是绿色环保的,但电池本身的制造和回收处理是要污染环境的。在我国废旧电池回收制度还不健全的现状下,电动汽车的大批量使用会带来大量的电池生产和淘汰,当量达到一定程度的时候,电动汽车究竟是环保的,还是污染的,也就不确定了。

现在的问题不是电动汽车是否能够出现在市场上,而是以何种形式出现在市场上。可以说电动汽车产业囊括了从蓄电池生产到能源供应、充电基础设施直至移动通信服务的所有环节。因此,现阶段在盲目生产电动汽车前,我们不如先静下心来好好研究一下未来电动汽车产业链的各个环节,确定一下自己的位置,也许会发现我们还需要做很多的准备和组织工作。

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