电动车的发展瓶颈
近几年,我国对纯电动车的研发投入不断加大,一些技术难点正逐步被克服,但是仍有很多业内专家对当前的电动车技术及其产业化前景存有质疑,归纳起来电动车的发展瓶颈主要有以下几个方面:
一、电动车电池
电动汽车对电池的要求极高,必须具有高比能量、高比功率、快速充电和深度放电的性能,而且要求成本尽量低、使用寿命尽量长。目前,铅酸电池作为比较成熟的技术,因其成本较低,而且能够高倍率放电,依然是唯一可供大批量生产的电动车用电池。但是铅酸电池的比能量、比功率和能量密度都很低,以此为动力源的电动车不可能拥有良好的车速及续航里程。其它较成熟的电池,如镍镉电池和镍氢电池,虽然性能好于铅酸电池,但含有重金属,价格较高,且用完遗弃后对环境会造成严重污染,都不适宜大批量生产。
目前,越来越多的研究人员考虑采用锂离子电池作为电动车的动力电池。锂离子电池具有以下优点:工作电压高(是镍镉电池、氢镍电池的3倍)、比能量大(可达165WH/㎏,是氢镍电池的3倍)、体积小、质量轻、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染等。在锂离子电池中,磷酸铁锂电池较被看好,这种电池虽然比能量不及钴酸锂电池,但是其安全性高,单体电池的循环次数能达到2000次,放电稳定,价格相对便宜(相比于钴酸锂电池),可能成为未来电动车动力的新选择。然而,即使是这种比较便宜的铁锂电池,其成本依然十分高昂。假如一款成熟的电动轿车按整备质量1.5吨、最高时速130Km/h,一次充电续驶里程200Km(60Km/h等速)来计算,所需的磷酸铁锂电池(76AH、工作电压320V)将重达350Kg,仅仅电池的价格就大约在10万RMB左右!即使在电池上取得重大突破的汽车公司,对外也承认他们的双模电动车要比现有的同级别车型价格高出7~8万元。那么有多少消费者愿意花15万去买一款相当于夏利的动力的紧凑型车呢?这正是全世界电动车无法形成气候的根本原因之一。总之,目前尚无一种高性价比的电池能够同时满足电动车产业化的性能与成本需要。
二、其它技术瓶颈
1、电池使用寿命短而更换成本高:现在国内多数锂电池生产厂家提出免费质保期限只有一年,2008奥运会唯一指定锂电池供应商中信国安的锂电池,免费质保期限也只有二年。如前所述,即使是一辆性能相当普通的电动车,电池成本也要8~10万RMB,如果一年或二年后消费者要自费更换电池,其费用将是多么巨大!
2、电池适应性差:除了快速充电问题很难解决外,电池在低温条件下容量将明显降低,在高温条件下(50℃)又需要泠却才能正常工作,而这也是要消耗自身能量的。此外,随着使用时间的延长,电池的各种性能将逐渐下降,其结果将造成电动车整车性能(车速、加速性、一次充电的续驶里程)不断下降。
3、充电便利性问题:对于无车库的城市车主,在家充电并不方便;即便可以用家用220伏电压充电,安全上也存在一定隐患。为根本解决这一问题,唯一的办法是在小区、停车场建充电站,类似网络的普及不是短期内能够实现的。
4、电量耗尽问题:目前凭借电压判断电量的方式并不准确,这也是世界性的技术难题。一旦误判导致电量耗尽而抛锚,电动车将比内燃机汽车麻烦得多。
5、电动车空调问题:电动空调的耗电功率在3~4kw,一般开启空调,电动车的续驶里程至少要减少三分之一,换言之,原来能行驶90公里的电动车,当使用空调时最多只能行驶60公里。
6、能量回收困难:在考虑行车安全的前提下,电动车在减速及制动时可以回收的能量很有限,目前最多只能回收这部分能量的20%。这对于需要不断起停的城市工况,会对续航里程造成很大影响。
三、运行经济性
纯电动汽车不使用燃油,不受油价飞涨的影响,电力相对燃油较为便宜。但是由于电动汽车需要改变整个动力体系,这就需要承担额外的成本来换装电机、电池,特别是电池和电机控制系统的成本很高,必将带动整车销售价格的提高。为了满足车速和续航里程的需要,又必须增加电池容量,这样整车重量和成本还要增加。与此同时,现有内燃机的节能技术也在不断进步,如果没有政府的特殊政策扶植或一定数额的经济补贴,用户选择购买价格昂贵的电动汽车就不见得划算了。
四、基础设施建设
电动汽车商业化的基础设施包括充电站网络、车辆维修服务网络、多种形式的电池营销、服务网络等。建立一定数量的公用充电站并配备专用电缆及插座等是实现电动汽车产业化的关键。在一个城市内至少要建设十几个到数十个公用充电站,才能满足市区内的出租汽车、私家车、商务车快速充电的需要。此外停车场和社区内也要设立充电设备。
上述这些基础设施装备需要系统规划和巨额投资。以北京奥运会为例,50辆电动大巴的快速充电站总计占地5000平方米,共花费近亿元,另有服务人员40人。显然如果电动车实现大规模产业化,这些费用恐怕还是要分摊到电动车用户头上,这样折算下来,那时的电费就不会像现在大家想的那么便宜了。
五、电力供应问题
电动车未来的发展也取决于电力供应是否充足。有专家指出,电动车对于像法国等核电充足的国家来说可能比较合适,因为核电是恒定发电的,电动车可以集中在夜间用电量小时充电,既省电又可平抑电网的峰谷差。但是我国的核电比例很小,且工农业均发展迅速,总体电量并不富余,这也将成为限制我国电动车发展的重要因素。
早在2007年6月,《国家电网公司“十一五”节能减排综合性工作方案》中就已规划,预计到“十一五”末,国家电网公司经营区域内电动公交车运行线路将达到420条,电动公交车达到4200辆,电动出租车达到535辆。这个数目与我国已接近每年一千万辆的汽车产销量相比是微乎其微的,而且这个建网计划也没有把未来商业化前景更大的电动轿车列入服务对象,这说明国家对电动车的“普及”前景也是有客观预计的。
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