新能源汽車的未來和發展方向

汽車工業時代，汽車作為人類主要的移動出行工具，與我們的日常生產生活息息相關。然而，以汽油和柴油為動力的傳統能源汽車造成了嚴重的汙染，對人類的生存環境構成了威脅。隨著汽車工業科學技術的快速發展，汽車不再局限於傳統的燃油汽車，而是朝著綠色低碳環保的新能源方向發展，前景廣闊。

隨著我國社會經濟的不斷進步和發展，居民生活水平的不斷提高，對汽車的需求越來越大。到2020年，中國機動車保有量達到3.72億輛，駕駛人達到4.5億人。近年來，人類賴以生存的環境汙染越來越嚴重，汽車尾氣的汙染占了相當大的比例。目前世界上汽車使用的能源基本都是常規燃料，汙染物排放量大。數量龐大的汽車對生態環境保護提出了新的挑戰。中國作為世界上最大的汽車生產國和消費國，節能減排任務十分艱巨。隨著我國提出“2030年二氧化碳排放峰值，2060年碳中和”的目標，對汽車企業和汽車尾氣排放提出了更高的要求。

從全球來看，世界石油資源短缺，傳統汽車產業面臨嚴峻挑戰。因此，大力發展新型節能環保汽車是汽車工業實現節能減排和節約資源的最有效途徑，也是當前亟待解決的任務。

目前，世界各國都在加緊新能源汽車的研發和應用。國內不少有識之士認為，新能源汽車的發展無疑是中國自主品牌變道超車的好機會。目前，新能源汽車研究項目已被列入我國重大科技課題，向新能源汽車目標邁進的戰略越來越受到重視。近期，我國出臺了壹系列支持電動汽車產業發展的政策，並成立了電動汽車發展聯盟。2021 7月1日，國家市場監督管理總局、生態環境部制定發布《機動車排放召回管理規定》，也將督促機動車行業更加重視排放技術和相關標準，倒逼企業主動進行轉型升級和技術革命。特別值得壹提的是，電動汽車作為汽車產業的未來，經歷了長期的發展，純電動汽車的技術已經逐漸成熟。中國已成為全球最大、增長最快的電動汽車市場。目前，中國已投資至少600億美元支持新興的電動汽車行業，並鼓勵400多家公司進入電動汽車行業。

1，新能源汽車概念。新能源汽車是指以非常規車用燃料為動力源，集成車輛動力控制和驅動的先進技術，形成技術原理先進、技術新、結構新的汽車。新能源汽車包括混合動力汽車(HEV)、純電動汽車(BEV，包括太陽能汽車)、燃料電池電動汽車(FCEV)、氫發動機汽車、燃氣汽車、醇醚汽車等。

2.中國新能源汽車發展現狀。目前，僅從技術角度來看，中國品牌新能源汽車已經實現了全面超越。無論是建模技術，還是電池、電機、電控等新能源汽車核心技術，以及智能網聯、智能駕駛艙等智能技術，都超越了合資品牌的技術水平，引領了全球新能源汽車的發展。2020年，比亞迪推出了刀片電池和超級混動DM-i兩項顛覆性技術，通過刀片電池解決了市場上最受關註的安全痛點，通過超級混動DM-I加速了新能源汽車對燃油汽車的替代，當然，新能源汽車的發展仍然會有壹個很長的過渡階段，從插電式混動到純電動。在所有新能源汽車中，純能源驅動的純電動汽車是最有可能在中國廣泛應用的。純電動汽車以電力驅動為主，以電池作為儲能的動力源，通過電池向電機提供電能，驅動電機運轉，從而推動汽車向前行駛。純電動汽車的電機相當於傳統汽車的發動機，電池相當於原來的油箱。它的動力系統很簡單:電池組-電機-汽車傳動系統。

3.從供給側、需求側、國家政策三個方面分析發展現狀。供給方面:壹是續航裏程問題在逐步改善。2014年大部分續航能力是100-200km，到2020年大部分續航能力可以達到400-600km，已經基本滿足了普通客戶的出行需求。二是充電時間在縮短，整車成本在降低。電池技術在不斷進步。到2020年，大部分EV車型都實現了0.5h快充，充電便利性大幅提升。動力電池的價格逐年下降。最新數據顯示，2020年動力電池價格為0.81元/Wh，僅為2015年的36%。而且我國新能源汽車沒有購置稅，預計2025年完成與燃油車的平價購買。第三是配套設備的不斷完善。隨著新能源汽車數量的增加，充電樁的數量也越來越多。2020年，我國公共和私人充電樁數量將達到168.10000個，約為2016的7.8倍，呈快速增長趨勢。

需求方面:第壹，性能優越。電氣化可以帶來更好的加速性能，為客戶提供更安靜、更舒適的乘坐環境。第二，使用成本降低。相比燃油，電能更便宜，用車成本明顯降低。

國家政策方面:雙積分政策的實施及其逐步收緊，使得各汽車廠商紛紛投入新能源汽車的研發和生產。

新能源汽車的核心技術是“三電”，包括電驅動、電池和電控。目前在電驅動和電子控制方面還存在技術難點，但經過科研工作者的不斷努力，已經在不斷完善和發展。“三電”中最難的問題還是電池。公認的電池有磷酸亞鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、三元、高鎳三元等。受電池技術和充電技術水平的限制，存在壹些制約因素，如能量密度、續航裏程、充電速度和充電站的建設等。目前混合動力已經達到市場水平，幾乎每個汽車廠商都有相應的車型或者處於研發階段，價格也處於市場可以接受的水平，當然比傳統內燃機略高。但這只是壹種過渡技術。純電動汽車是終極方向。

純電動汽車將給傳統汽車行業帶來革命性的變化，現有的汽車技術、發動機、變速箱、懸掛系統、四驅機構甚至電控系統都將發生翻天覆地的變化。目前我國正在深入研究磷酸鐵鋰電池，很多企業也在深入研究氫燃料電池。比亞迪純電動汽車在中國的研發現在處於世界領先地位。雖然目前市場上的新能源汽車電池壽命有限，但是隨著電池技術的不斷發展，電池壽命問題將會得到解決。

2020年9月，第十六屆北京國際汽車展覽會開幕，首發車82輛，概念車36輛，新能源160輛。新能源汽車占比近40%，成為本屆車展最大亮點。中外車企在本屆車展上同臺展出了新能源汽車的最新研發成果，中國品牌車企甚至高調宣布了自己的新能源汽車戰略，這不僅展示了中國車企未來的發展重點，也表明了中國新能源汽車在研發方面具備了與跨國車企同臺競技的實力。據悉，中國汽車企業在本屆北京車展上推出了以廣汽集團為代表的純電動敞篷概念跑車。業內普遍認為，2030年中國新能源汽車市場份額有望達到70%，而中國汽車品牌市場份額有望達到60%。

新能源汽車的發展和應用促進了產業升級和企業轉型，新能源汽車產業也成為我國國民經濟的重要支柱產業。在國家和地方助推新能源汽車措施的保護下，傳統車企正在改變軌跡，積極改善能源結構，推廣使用可再生能源汽車，形成新能源汽車產業鏈，推動新能源汽車大幅增長。新能源汽車時代，讓每壹輛新能源汽車下線，終將成為人類的綠色夢想。(作者:華北理工大學機械工程學院車輛工程張2018)

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