新能源汽车发展前景分析

2023-08-20 理论教育版权反馈

【摘要】：下面仅就普通混合动力汽车、插电式混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车四种车型的推广普及前景进行分析。在价格上的明显劣势会严重制约普通混合动力汽车的发展，部分汽车厂商可能会放弃成本较高的中混、强混混合动力车型的研发。综合考虑技术成熟度、使用的便利性和经济性三个因素，目前插入式混合动力车的商用前景最为明朗。充电网络建设滞后影响了电动汽车使用的便利性，是目前制约纯电动汽车发展的最主要因素。

决定电动汽车普及速度的主要因素有技术成熟度、使用的便利性和经济性等。电动汽车必须在以上三方面具有与燃油汽车相当的竞争力，才可能实现大规模的推广应用。国家出台私人购买电动汽车的补贴政策以后，电动汽车与燃油汽车的竞争力对比发生了显著变化。下面仅就普通混合动力汽车、插电式混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池电动汽车四种车型的推广普及前景进行分析。

1.普通混合动力汽车

（1）技术成熟度

在目前的新能源汽车研究领域中，普通混合动力汽车技术最为成熟并已成功实现了商业化。虽然从长远看混合动力汽车（如图9-1-1 所示），只是新能源汽车发展过程中的一种过渡产品，但近几年普通混合动力汽车在日本和美国市场销售良好。日本的汽车商主要致力于开发混合动力汽车和燃料电池汽车，其中丰田公司的Prius、本田公司Insight 两款混合动力汽车已率先实现产业化。但是，从产品生产制造和使用的全生命周期看，Prius的节能环保效果并不明显，且仍然依赖石油。

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图9-1-1　混合动力汽车

（2）使用的便利性

普通混合动力汽车是利用回收汽车发动机在制动、怠速时的能量来给蓄电池充电，汽车不需要也不能外接充电。因此普通混合动力车使用起来像燃油汽车一样方便，而且汽车驾驶性能也与燃油汽车相差不大。由于不需要充电，因此普通混合动力车的便利性在新能源车中是最好的。

（3）经济性

目前国内市场销售的新能源汽车主要是混合动力车，比如丰田Prius、思域Hybrid，由于销售价格过高，销量一直很低。

比如丰田Prius 装载了1.5 L 发动机，价格高达28 万～ 30 万元人民币，几乎是同级别燃油汽车的两倍。即使汽车油耗低到5 L/100 km，这样的价格也很难让消费者接受。2010年6 月出台的补贴政策，对普通混合动力车的补贴标准仅仅是3 000 元/辆，远远低于插电式混合动力车和纯电动汽车的补贴标准，对提高普通混合动力车的经济性几乎没有帮助，这一政策对致力于发展混合动力车的汽车厂商是一个沉重打击。由于混合动力汽车安装了蓄电池，而且有两个动力系统，生产成本要高于同级别的燃油汽车。而且混合动力汽车的核心技术掌握在外国厂商手里，汽车价格在短期内很难大幅下降，这将导致普通混合动力汽车的综合成本（包含购置和使用成本）要高于燃油汽车。在价格上的明显劣势会严重制约普通混合动力汽车的发展，部分汽车厂商可能会放弃成本较高的中混、强混混合动力车型的研发。

2.插电式混合动力汽车

（1）技术成熟度

得益于近几年锂电池和铁电池在容量和安全性等方面的技术突破，插电式混合动力汽车和纯电动汽车技术发展迅速。特别是插电式混合动力汽车（如图9-1-2 所示），在纯电动模式下的续驶里程已经能够满足大部分消费者日常驾车出行的需求，而小排量发动机可以在电池动力不足时发电和在高速行驶时提供补充动力，这就保证了在充电基础设施尚不完善的情况下使用者仍可行驶较长里程。比亚迪于2008 年上市销售的F3DM 就是一款比较有代表性的插电式混合动力汽车，该车可以通过按键在纯电动和混合动力两种模式之间切换。其搭载的铁电池在纯电动状态下续驶里程达到100 km，总行驶里程超过60 万km，汽车使用寿命达到10 年。在动力方面，比亚迪F3DM 搭载功率为50 kW/L 的全铝发动机，配合75 kW 的电机，输出功率达到了125 kW。在充电性能上，比亚迪双模电动汽车能够实现专业设备快充，10 分钟即可充满50%，同时可以采用家庭普通插座充电，7 小时可完全充满。插电式混合动力车面临的技术问题与纯电动汽车类似，还需要在电池容量、寿命、成本方面进一步提高。此外，插电式混合动力车对发动机和变速箱控制、双动力源的优化的要求较高，技术上比纯电动汽车要复杂一些。单纯从技术角度来看，插电式混合动力车的技术已经比较成熟，但是目前国内只有几家领先企业掌握了插电式混合动力车的核心技术，其他大部分汽车生产企业还处于研发阶段，这是插电式混合动力车短期内大规模普及的制约因素。

（2）使用的便利性

与纯电动汽车类似，插电式混合动力车需要通过充电站或充电桩为蓄电池充电，对充电网络依赖性较大。正是为了解决充电设施建设滞后所带来的问题，插电式混合动力车安装了两个动力源，可以在电池动力不足时发电和在高速行驶时由发动机提供补充动力，避免了无法及时充电带来的麻烦。

综合来看，虽然插电式混合动力车使用的便利性不如燃油汽车，但优于纯电动汽车，基本达到了消费者可接受的范围。

（3）经济性

插电式混合动力汽车初始购置成本较高，但使用成本低，全生命周期的总成本已经降到低于燃油汽车的水平，而在达到规模生产后，购置成本还会大大降低。按照最新的补贴标准，插电式混合动力汽车相对于普通的汽油车，每百千米费用可节省将近一半。因此，由于国家政策的倾斜，目前插电式混合动力车的综合成本低于燃油车，在经济性上已经具有明显的优势。

综合考虑技术成熟度、使用的便利性和经济性三个因素，目前插入式混合动力车的商用前景最为明朗。尤其是在国家补贴政策的强力支持下，近期插入式混合动力车很可能成为增长速度最快的新能源汽车。

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图9-1-2　插电式混合动力汽车

3.纯电动汽车

从技术角度看，实际上纯电动汽车的技术难度小于插电式混合动力汽车，目前国内即将上市的纯电动汽车的各项性能指标已经可以满足一般用户的需求，技术已经基本成熟。但是纯电动汽车还不能满足高端用户的需求，所以还需要进一步改进完善电池性能，在容量、寿命、充电时间方面不断取得新的技术突破。

（2）使用的便利性

纯电动汽车完全依靠外接充电设施为其提供能源，对配套充电设施的依赖性最大。在我国目前充电网络建设还不健全的情况下，用户充电很不方便。在现有电池充电技术下，充电时间较长也会让消费者感觉不方便。基础设施的缺乏使电动汽车往往陷入先有蛋还是先有鸡的争论之中。由于充电站建设之初很难盈利，所以，充电网络的建设和完善是一个漫长的过程。充电网络建设滞后影响了电动汽车使用的便利性，是目前制约纯电动汽车发展的最主要因素。

未来1～2 年内，省会城市和示范试点城市的充电站建设会有所加快，但其他城市充电网络的建设还比较慢，特别是高速公路只有极少的充电站且分布不均，所以纯电动汽车可能会在低端市场和部分城市逐步开始推广应用，但大规模普及的前景还有待观望。

（3）经济性

据对纯电动汽车与燃油汽车经济性的有关研究，考虑电池购置成本和运营成本，当汽油6 元/L 时，只要电池使用寿命超过1 600 个充放电循环，纯电动汽车的运营经济性即优于燃油汽车。这表明即使是在当前较低的燃油价格和较高的电池价格下，采用纯电动汽车运营经济型已经优于燃油汽车，已经具备推广应用的经济性。如果汽油价格上升或电池性能提高，纯电动汽车经济性的优势将更加显著。

总之，在示范试点城市，随着充电网络的建设完善，纯电动汽车的发展速度会比较快，尤其在低端市场纯电动车的份额会显著提高，纯电动汽车在公交、出租等特定的市场也有很大的发展空间。但由于充电因素的制约，在高端市场普及难度较大。

4.燃料电池电动汽车

燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置，它可以直接将储存在燃料与氧化剂中的化学能转化为电能。燃料电池的化学反应过程不会产生有害物质，因此燃料电池汽车是无污染汽车；燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3 倍，因此从能源的利用和环境保护方面看，燃料电池电动汽车（如图9-1-3 所示）是一种理想的车辆。

目前，氢是燃料电池的唯一燃料。氢气的产生、储存、保管、运输和灌装或重整，都比较复杂，对安全性要求很高。虽然燃料电池电动汽车近些年来取得了很大进展，但从目前各大汽车公司推出的制造成本上百万美元的燃料电池概念车来看，目前，燃料电池的推广还需要解决以下问题。首先，续驶里程过短，由于氢气储存困难，即使用传统油箱三倍以上的体积储存氢气，也只能保证汽油动力汽车一半的续驶里程。其次，氢气的售价并不廉价，因此燃料电池汽车的运行成本并不令人乐观，加氢站等基础网络设施建设几乎为零。

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图9-1-3　燃料电池汽车

汽车业界普遍认同的一个观点是，燃料电池技术是内燃机技术最好的替代物，代表了汽车未来的发展方向。但如果将发展燃料电池汽车的几个制约因素考虑进来，则会发现燃料电池汽车目前和今后一段时间尚不具备商业化的条件。最乐观的预测，以纯氢为燃料的燃料电池汽车的商业化生产还需15 年以上的时间，即使在一定程度上实现了商业化，也会是以一种高成本的方式。我们将以上对四种电动汽车推广普及前景的分析汇总，得到如下几点结论。

① 普通混合动力汽车在目前的新能源汽车中技术最成熟并已成功实现了商业化。由于不需要充电，普通混合动力汽车的使用便利性在新能源车中是最好的。目前，普通混合动力汽车的综合成本要高于燃油汽车，在经济性方面的明显劣势会严重影响普通混合动力汽车的发展。

② 插电式混合动力汽车的技术已经比较成熟，但是目前国内只有几家领先企业掌握了插电式混合动力汽车的核心技术，其他大部分汽车生产企业还处于研发阶段。插电式混合动力汽车使用的便利性不如燃油汽车，但优于纯电动汽车，基本达到了消费者可接受的范围。由于国家政策的倾斜，目前插电式混合动力汽车的综合成本已经低于燃油车。在国家补贴政策的强力支持下，近期插入式混合动力汽车很可能成为增长速度最快的新能源汽车。

③ 纯电动汽车的技术难度小于插电式混合动力汽车。目前国内即将上市的纯电动汽车的各项性能指标已经可以满足一般用户的需求，技术已经基本成熟。在低端市场，纯电动汽车的经济性优势十分明显。充电网络建设滞后影响了纯电动汽车使用的便利性，是目前制约纯电动汽车发展的最主要因素。预计在示范试点城市，随着充电网络的建设完善，纯电动汽车的发展速度会比较快，尤其在低端市场纯电动汽车的份额会显著提高。但由于充电因素的制约，在高端市场普及难度很大。

④ 燃料电池技术是内燃机技术最好的替代物，代表了汽车未来的发展方向。但燃料电池汽车目前和今后一段时间尚不具备商业化的条件。以纯氢为燃料的燃料电池汽车的商业化生产还需要若干年的时间。

新能源汽车发展前景分析

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