探索与创
新能源汽车技术发展现状和趋势研究
张佳佳
(商丘职业技术学院河南商丘476000)
摘 要:本文从当前新能源汽车主要技术、新能源技术优劣缺点、政府推动新能源汽车发展、中国与发达国家技术差异、中国新能源汽车技术进展等方面介绍了新能源汽车技术发展的现状,并分析了新能源汽车技术当前面临的挑战,又从不同新能源技术的未来发展前景、新能源技术自动化共享化发展、政府持续推动新能源技术发展、新能源技术未来发展目标路径等方面解析新能源汽车技术的未来发展趋势。
关键词:新能源技术汽车行业发展现状发展趋势
中图分类号:U469.7文献标识码: A文章编号:1674-098X(2022)08(c)-0237-04 Research on the Current Situation of Development and Trend of
New Energy Vehicle Technology
ZHANG Jiajia
(Shangqiu Polytechninc, Shangqiu, Henan Province, 476000 China) Abstract: This paper introduces the development status of new energy vehicle technology from the following as-pects: main technologies of new energy vehicles, advantages and disadvantages of new energy technologies, govern-ment promotion of new energy vehicle development, technical differences between China and developed countries, and technical progress of new energy vehicles in China. It also analyzes the current challenges faced by the new en-ergy vehicle technology, and analyzes the future development trend of the new energy vehicle technology from the perspectives of the future development prospects of different new energy technologies, the development of new en-ergy technology automation sharing, the continuous promotion of new energy technology development by the gov-ernment, and the future development goal path of new energy technology, for reference only.
Key Words: New energy technology; Automotive industry; Development status; Development trend
基于气候经济影响背景之下,新能源汽车技术的发展已成为市场关注和研究的主流,其主要是通过非常规燃料作为动力,结合车辆内部控制和驱动技术,从而改变传统汽车结构和原理。1992年,我国科学家钱学森就向邹家华副总理提出要直接进入新能源汽车制造,实现技术上的弯道超车,但由于当时受技术和资源所限,未得到良好的发展,近几年我国新能源汽车技术才得以创新变革。
1  新能源汽车技术发展现状要点分析
1.1  当前新能源汽车主要技术
新形势之下,随着科技的发展,新能源汽车技术在短时间得到了较为快速的进步,并在原有的电动技术之上,又衍生出了诸多新能源动力燃料替代品。目前,市场上所出现的新能源技术分别有纯电动技术、混合动力技术、氢燃料技术、燃料电池电动技术、生物燃料技术、燃气技术。
当前,纯电动技术仍然是新能源汽车行业的主流,其主要的动力源为充电式蓄电池。混合动力电动技术在纯电动技术上又实现了完善,它由蓄电池和内燃机混合组成,当汽车电量不足且在没有充电桩的情况之下,可依靠小型内燃机进行发电提供动力。氢燃料技术则是以氢作为主要的动力燃料,并可实现零尾气排放,但由于其制造成本过高,当前还无法大批量生产。
DOI:10.16660/jki.1674-098X.2204-5640-3678
作者简介:张佳佳(1987—),男,本科,讲师,研究方向为汽车服务工程。
索与创新
燃料电池电动技术主要是通过燃料的制取和储存为汽车提供动力,在氢燃料领域占领着较为重要的位置。生物燃料则可有效替代传统的燃料,但由于燃料性质问题,很容易对管路造成腐蚀,这种腐蚀状况会直接影响到燃油动力问题。燃气技术主要是通过液化石油和天然气提供动力,当前在许多的公共交通工具之中已有大范围的应用[1]。
1.2  新能源技术优势缺点分析
当前,新能源汽车技术最大的优势在于“能源替代”上,随着经济的发展,人类对于自然资源的过度开采,使得环境和生态平衡遭到的破坏,人类自身的生存也受到了极大的威胁。在此背景之下,如果仍不注意对自然资源和环境的保护,则会出现天气极端化,对经济产生重创,因此,新能源技术的出现代替了原有的石油、天然气,从而实现了自然资源的节约。
而当前新能源汽车技术主要是采用纯电动技术,这种技术的动力供给为电池,是较为常见的磷酸铁锂技术所研发。我国锂资源较为丰富,并且境内生产厂家约有300多个,因此,在实现新能源技术发展上具有较强的优势。就缺点而言,电能相比燃油消耗要更快,并且锂电池的最大特点就是在较为低温的环境中容易发生断电现象,因此,燃料电动车作为纯电动车的补给,当前在我国发展还具有较大的挑战,且核心敏感技术都在国外,中国缺乏该类技术优势。另外,氢电池模板成本较高,我国当前在新能源技术政策板块上缺乏扶持。
1.3  政府推动新能源汽车发展
新能源汽车技术的发展很大一部分受政府和市场供需关系的影响,在新能源汽车技术发展初期,我国颁布了相应的行业政策补贴,使得在产量和技术研发上实现了较大的飞跃。自2019年开始,由于补贴政策出现下滑趋势,新能源汽车销售量比同期下降了4%,再加之下半年的国五切换国六也将燃油车价格拉至最低,因此对整体行业有着较大的冲击,在12月份才逐渐开始回流[2]。而2020年受疫情影响,新能源汽车出现走下坡路趋势,使得技术研发方面也出现较长时间的停滞。
为进一步转变当前发展局势,国家在2020年又相继颁布了一些强制性标准,使得企业进入新能源领域的门槛降低,但在产品的要求上又要求更高,因此,我国新能源汽车技术在2020年下半年开始有明显的回流趋势。根据同年10月份所颁布的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》内容来看,预计15年之内新能源汽车技术仍是政府扶持的主流技术。1.4  中国与发达国家技术差异
我国新能源技术的发展与其他发达国家所走的技术路线是截然不同的。以当前汽车行业较为强势的美国、日本与德国为例,美国主打的技术路线是纯电动和增程式混合动力汽车,具有代表性的汽车企业为特斯拉,开发汽车的技术人员绝大部分都是来自硅谷的程序员,在汽车的结构和内部设计中突出了科技性和智能性。而日本的技术路线则是以混合动力、纯电动及燃料电池汽车为主。德国则是以纯电动和插电式混动汽车为主。我国的新能源汽车技术路线主要是以纯电动、插电混合动力汽车、兼顾燃料电池汽
车为主。在技术路线的确定上,中国经历了几代的不断试错与自我革新,在纯电动汽车方面,公共交通工具体现最为明显,世界上第一辆纯电动公交车就诞生于深圳,并在后续推出了纯电动化出租车,最后实现了规模化生产。当前,燃料电池汽车发展虽已确定目标,仍存在极大的挑战。
1.5  中国新能源汽车技术进展
我国当前新能源技术进展从纯电动汽车方面而言,当前开发的重点在于电动化底盘的开发,较过去而言,更注重新能源汽车的整体性,与国外发展相比仍存在半代产品的现象,虽在产量上已赶超发达国家,但在技术上仍存在2~3年的差距。就能耗和动力性能方面而言,当前已成新能源汽车技术的显性指标。日产车型
LEAF的车重高达1.5t,而百公里能耗仅有11.4kW·h;我国一汽所产的150车型车重虽轻了400kg,但是电耗方面却较高。在动力加速和车辆的操控品质与舒适性方面,与发达国家仍存在较大差异,因此,我国在新能源汽车技术能耗与动力性能方面仍需进一步优化。但我国在公共交通上新能源技术一直处于领先水平,并实现了规模化生产,在全球范围内应用也最广。
1.6  新能源汽车技术市场分析
当前,新能源汽车技术的发展已从政策化转变为市场化,一是以前行业技术的发展主要依靠政策的扶持,
而当部分扶持政策取消之后,市场则出现了极大的波动,技术研发也出现了极度的不稳定性,所以,政策化逐渐转变为市场化是技术发展的必然所趋。二是在新能源汽车政府补贴下滑的这一时段里,插电混动汽车则迎来了高增长点,比较同期增长了118%,领先纯电动汽车50%,因此,在市场需求的驱动之下,新能源汽车技术当前会进一步迎合市场,转变过去的技术研发与生产格局。而当前新能源汽车的核心技术的主要关注点在动力电池发展方面,全国政协在2020年5月份就新能源汽车的电池安全问题作了专题性的研究,并与安全质检总局形成了新能源汽车电池安全会议,
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我国研究电池安全的技术重点放在了本征安全、主动安全及被动安全之上,因此这也是未来新能源汽车技术发展的主要方向[3]。
2  新能源汽车技术当前面临挑战分析
2.1  技术市场环境逐渐复杂
随着气候经济对于汽车行业的影响及人们对新能源汽车认识的逐渐深化,行业环境也逐渐复杂,主要表现为:行业一哄而上,加剧产能过剩。部分汽车企业为响应政府号召,在技术不够成熟、生产没有长远
的规划的情况下,便进入市场,这样就会使整车和动力电池产能过程问题的严重加剧,也会进一步干扰新能源汽车技术的发展。从上述现状中可以看出,新能源汽车技术的发展一是受政府政策引导所影响,二是受市场供需关系所影响。在巨额的补贴诱惑之下,新能源汽车所面临的挑战如下:其一是受到低技术水平企业的影响,采用低质低价的方式扰乱了行业秩序,并导致产业的盲目扩张,容易出现泡沫经济的趋势,并不利于我国新能源技术的进一步发展;其二是部分企业则会不择手段地骗取高额的补贴费用,例如,我国深圳五洲龙汽车股份有限公司利用尚未完工的汽车项目提前办理了机动车行驶证,并采用这种方式骗取了上亿元的补贴费用。
2.2  核心元件技术依赖进口
第一,由于我国当前还没有自主研发和生产的能力,大部分的汽车基础技术元件需要从国外进口。第二,在燃料电池电堆的技术科研水平上仍与国外有着较大的差距,如质子交换膜、高压储氢瓶、碳纸及各类高压精密阀门等。而各大高等职业院校则是技术人才输出的主要机构,在新能源汽车技术的教学上仍处于起步水平:一是师资力量的缺乏;二是受到条件及环境的限制,学校教授的技术只能停留在基础的维修方面。因此,我国新能源元件与核心技术过度依赖进口,在短时间之内都无法实现扭转。
2.3  电池技术仍然不够成熟
一是由于大部分的新能源汽车都采用锂电池,而众所周知,锂电池在长时间高效作业之下所放射的电能
容易伴随过热等问题的发生,因此就容易引发爆炸事故的发生。二是电池不偏于基础燃料,当电能低于通量的5%时,电池的容量就会逐步衰退,也就是所说的寿命逐步减短。三是技术壁垒和利润瓶颈问题仍然存在,导致其回收利用的难度也逐渐加大,虽我国已经设立了部分新能源汽车废旧动力蓄电池回收点,但是其运营的范围只是将淘汰下来的电池进行拆解,再进行分类资源回收,部分拆解下来的采用可回收利用率较低,并且存在极大的危险,因此相对应的回收成本就会提高,因此这种利润与运营无法形成正比的局面,也就导致了废旧汽车电池出现不利于环保的现象,这也不符合发展新能源技术行业的指导思想,因此在这一板块仍然面临较大的问题。
3  新能源汽车技术未来发展趋势解析
3.1  不同新能源技术未来发展前景
在未来,纯电动汽车的发展前景依然广阔,一是由于当前汽车企业技术的生产水平无法满足实际市场需求,因此,为进一步迎合市场,我国电动汽车技术发展仍有较大的进步空间。二是在研发的过程中仍要结合燃料电池动力汽车与混合动力电动汽车并驱发展,时间会较为漫长,纯电动汽车作为行业的终极目标,未来技术革新与发展指日可待。三是混合动力技术的发展空间较大,混合动力技术具有较强的潜力,并且此项技术在我国的需求量也较大,具有灵活性的技术特质,能够为用户带来更加优质的服务,因此,解决客观条件的限制,实现未来发展,也是市场化要求所趋[4]。
3.2  新能源技术自动化共享化发展
在未来,新能源汽车技术走向自动驾驶是主流,当前,像特斯拉这种代表性新能源汽车企业也在自动驾驶技术研究方面投入了大量的精力,物联网技术的发展已经使得部分新能源汽车率先实现了车联网、智能化及自动化。在设计方面,在原有隐形门把手和封闭式前脸的基础之上,还会加大对于U型灯、全景天窗、智能可控配件的研发,依靠移动终端或主屏幕操作界面便可全部掌控,结合语音识别技术,能够提高车内配件的自动性能,也为安全性提供了保障。
基于我国国情发展,加快实现共享化将是未来出行的关键一步,随着新能源市场的迅速崛起,规模化投入使用才是其终极目标,而共享出行交通工具的投产及使用也是未来新能源技术的最好归宿。一是共享交通工具在后期的维保方面开销会极大,而新能源汽车能够利用自身的能源优势,降低后期的运营成本,从而提高经济利益。二是共享交通工具的出现能够进一步实现经济和自然资源的可持续发展。
3.3  政府持续推动新能源技术发展
政府所出台的相关政策将仍会是未来几年新能源汽车发展的生命线,从我国所颁布的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》来看,在未来的15年之内,新能源汽车仍会是我国的战略目标行业之一,而这也将进一步影响着新能源技术的发展。在政策的激励之下,未来的15年之内,新能源汽车技术的发展将是我国由汽车大国转为汽车强国的必要条件,前者注重的是生产,而后者则注重的是技术上的
领先优势。在政府政策推动之下,未来新能源汽车技术更趋向于质量
索与创新
发展,并要加大与新兴科技产业的融合,形成跨领域、跨行业互融共生的局面。另外,市场的主导性也是不可忽视的一环,要根据当前的服务生产体系,决定未来的产业技术发展方向,并协同创新驱动,深入研究创新技术体系,将现有资源尽快转变成较大规模的产业优势。未来,国内新能源技术的市场会更加开放,这样才能在技术中不断注入新鲜血液,从信息共享转为高水平协同发展,并会积极投身于国际市场竞争之中。3.4  新能源技术未来发展目标路径
新能源汽车在未来的发展目标仍是汽车行业的主体产品,其技术要为达到“2030碳达峰”及“2060碳中和”要求服务,并且,此项目标在计划节点必须要完全实现或者提前完成。基于气候经济与能源发展的影响之下,在未来,碳市场的变化会和股票、证券及货币市场一样迎来较大的变局,由于受到市场供需关系的影响,在未来,新能源汽车技术的发展前景将会更加广阔。而我国实现此目标的途径只有依靠纯电动车电池的研发及存储电量技术和研发燃料电池车来完成,一是据国网电动汽车公司所估算,假如我国2024—2025年的新能源车辆达到3亿,则车上的总电池存储量可达到200亿kW·h,而我国现在每天所需要消耗的电量总和即可达到200亿kW·h,因此,存储能只能依靠以上两项技术完成[5]。二是可再生
能源需要大量的氢能经过大规模周期储能才能够完成,因此,这也将是氢能燃料电池未来发展立足的基本点,新能源汽车技术的发展即为革命。
3.5  新能源技术产业链将逐步扩大
新能源汽车技术产业在未来所涉及的范围将越来越广。一是受到科技发展推动,像电路系统、电子信息工程、IT产业等会被融入其中,加之新能源在动力燃料的研发上更趋向于用人造加工能源进行替代,因此,技术产业链越来越广阔也是发展所趋。二是在2022年3月所举行的中国电动汽车协会论坛之中,多部委相关负责人也提出了关于产业技术发展与优化布局的诸多建议,在未来,将现有的新能源技术产业进行整合并实现未来的长久稳定发展,是全国坚持下的一盘棋。在发展中,将会以聚集抱团式向国际市场进发,重点在于长三角、珠三角、京津冀及成渝等地区。基于当前所确定的发展范围,在未来,会以圆圈式向外分布,我国的新能源汽车技术将会通过地方政策推动及产业投资管理的方式促成良好的发展局面。3.6  对新能源汽车技术未来的建议
第一,加大对于核心技术的研发,提高产品市场需求量。企业应加大对于技术人才的培养,并实现科学技术的革新,掌握行业核心竞争力,推动中国新能源汽车技术与国际市场形成势均力敌的局面,保证我国市场经济的效益。
第二,进一步完善产品质量,实现产品长久稳定的发展。针对当前新能源汽车电池所存在的安全隐患问
题,要加大对于其整改和优化,并要建立健全的售后服务体系,根据顾客当前所反馈的意见问题,进行调整。。
第三,加强充电基础设备的互联互通性,并提高蓄电池的蓄电能力和回收再利用技术[6]。建立信息共享平台,解决当前充电桩较少并且充电难的问题,加大充电结构物理性与电器连接,并实现充电支付服务的互联互通,在降低运营成本的同时,更要提高充电桩等基础设施的自然资源利用率。
第四,政府加大对于财政补贴的合理规划,实现新能源汽车技术产业的快速发展。
4  结语
综上所述,新能源汽车技术的发展与市场供需关系有着紧密的联系,只有多方协同推广新能源汽车,才能够带动技术上的革新。当前,虽然我国新能源技术得到了一定的发展,但是,与部分发达国家相比,还存在一定的差距,因此,要重视对技术中出现的问题加以改善和总结,优化整体产业链,提高汽车能源利用率,为我国的经济与自然资源可持续发展作出应用贡献。参考文献
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