发布机构: 发布日期: 2021-08-16 17:29:06

张洪霞:“双碳”背景下的新能源汽车技术变革

工业革命以来,人类向大气排放了大量的二氧化碳等温室气体,导致全球气候变暖,进而带来了诸如海平面上升、气候变化、森林火灾等系列环境问题。2015年12月,《联合国气候变化框架公约》近200个缔约方在巴黎气候变化大会上达成《巴黎协定》,确立了2020年后全球应对气候变化制度的总体框架。2020年9月,我国承诺2030年实现“碳达峰”、2060年实现“碳中和”,积极为应对全球气候变化贡献自己的力量。

汽车作为碳排放的大户,每燃烧1升汽油约排放2千克温室气体,有效控制汽车行业碳排放总量,对控制温室气体排放非常重要。各国政府陆续提出降低汽油车的比例以及禁售燃油车的计划(如图1所示),并形成了以电动化为主线的低碳化新能源汽车发展战略。

 

图1 全球主要国家燃油车禁售计划

据统计,截至2021年6月,全国机动车保有量达3.84亿辆,其中汽车2.92亿辆,这之中新能源汽车保有量为603万辆,占汽车总量的2.06%。《中国汽车低碳行动计划研究报告(2021)》指出,汽油车占所有机动车排放量的98%。通过多年发展,我国形成了纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCEV)三大新能源汽车技术体系(如图2所示)。

 

图2 新能源汽车技术体系示意图(图片来源于百度图片)

一、纯电动汽车

纯电动汽车以车载电池为动力,是目前新能源汽车的主要力量,市场保有量约占新能源汽车总量的80%。近年来,我国新能源汽车产业快速发展,技术水平大幅提升。但伴随纯电动汽车市场规模扩大,也暴露了其安全隐患、续航缩水、充电耗时等技术弊端。针对市场反馈,《节能与新能源汽车技术路线图2.0》明确要求2030年新能源汽车起火事故率小于0.1次/万辆、乘用车(A级)综合工况电耗小于10.5kW·h/100km(CLTC),技术路线同时对充电基础设施的普及率、智能化、安全性等进行了详细规划。

二、混合动力汽车

基于节能和新能源汽车技术的持续进步,汽车油耗不断降低,各国政府制定了一系列限制燃油消耗的强制性国家法规。我国于2020年完成了第4阶段汽车节能目标,并提出到2030年乘用车新车油耗降到3.2L/100km的目标。混合动力车较常规燃油车可以降低整车燃油消耗和有害物排放30%以上,是满足未来油耗和排放法规的主流技术路线。混合动力汽车是指使用一种或多种动力源的车辆,一般都是由内燃机和电动机组成,电力与化石燃料的结合既对环境有了一定的保护,又使其相对于纯电动汽车具有更强的经济性和适应性。国际能源署预测到2030年,仍将有90%的乘用车为燃油车。我国计划2035年混合动力新车占传统能源乘用车的100%。

三、燃料电池汽车

氢是一种洁净的二次能源载体,来源途径多,能方便地转化成电能和热能,是一种可有效连接可再生能源与传统化石能源的桥梁,是未来能源的重要组成部分。氢燃料电池作为一种新兴的能量转换装置,尽管目前还存在很多需要克服的技术障碍,但其作为新一代汽车能源动力系统的远期解决方案仍然被看好。2020年我国燃料电池汽车保有量约8000辆,预计2030~2035年达到100万辆左右。

从百花齐放的新能源汽车技术体系中不难发现,面对“碳中和”目标,汽车产业行动已开始。尽管现阶段我国新能源汽车保有量占汽车总量的规模较小,但相信随着整车产品力不断提升、充换电基础网络不断完善、售后服务模式不断扩充,新能源汽车将迎来新一轮的快速增长,助力产业实现低碳化、数字化、绿色化融合发展。

 

供稿:张洪霞  山西成功汽车制造有限公司高级工程师

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