中國儲能網(wǎng)訊:目前,動力鋰離子電池的比能量只約100瓦時/千克,鉛酸電池只有其三分之一,不能支持純電動汽車的長途行駛,即使大中型公共客車可以裝載較多電池,充電一次行駛150公里左右可能是合理的里程,充其量200公里。于是,問題接踵而來———
一是車價問題。上海的純電動公交車用大量鋰離子電池和超級電容器,要190萬元左右一輛,經計算,全壽期省下的油費和電費差價,遠抵不上高昂的購車費,需要政府大量補貼。
二是如果少裝電池,白天就需要快速充電或換電池,電網(wǎng)負荷加大,而且要新建許多充電站,此外,更換電池的服務設施投資也很大。
中高檔乘用車耗能高,行駛里程要求長,于是科技部、工業(yè)和信息化部認為,當前中高檔乘用車應該是“混合動力、插電式電動汽車”,是“兩頭擠”的對象,逐步擠向“新一代純電動車及燃料電池方向發(fā)展”。我們認為,在當前蓄電池能量密度較低和電池成本較高的狀況下,發(fā)展電動公交車和中高檔乘用車,應該采用“增程式”電動模式作為策略性過渡。
增程式電動汽車,電池先由市電充電供行駛,也可由車上的小型內燃機在最佳工況下帶動發(fā)電機發(fā)電,既可不斷給電池充電,又可驅動電動機,長途行駛中更顯其優(yōu)勢。這種車傳到變速箱上的動力是完全由電動機提供,故可劃入純電驅動類汽車,是純電動汽車的增程,可看成是將部分充電工作在車上進行。也有人認為它裝有用油的發(fā)電機,應列入串聯(lián)式類混合動力車,其實它的內燃機發(fā)電與電池供電是并聯(lián)的關系,與串聯(lián)式混合動力車在運行模式上是有區(qū)別的。
增程式電動汽車的節(jié)油率可達50%以上,原因是內燃機—發(fā)電機始終在最佳工況下運行,其發(fā)電的功率足夠車輛在一定速度范圍下穩(wěn)定行駛,電池組提供足夠的電功率幫助電動機驅使車輛起動、加速和爬坡,從而避免了常規(guī)汽車發(fā)動機“大馬拉小車”的費油運行模式。此外,電池組的容量較大,能夠有效地回收車輛剎車和下坡的能量。
增程式電動汽車與插電式混合電動汽車的差別,在于后者的內燃機動力直接送到變速箱,而不經過發(fā)電—電動的轉換環(huán)節(jié)。插電式混合電動汽車在市內行駛時是純電動汽車,可行駛40—50公里,但是,長距離行駛時全由內燃機提供動力,“大馬拉小車”的運行模式耗油仍較高;而且兩種動力耦合,系統(tǒng)復雜,加工要求高,故優(yōu)勢不大。
目前國內已有兩種不同電池組的增程式電動公交車。第一類是以鉛酸電池加電容器為能源。典型代表是北京科凌電動車有限公司的大客車。這種車用作城市公交,是考慮行駛平均速度極少超過50公里/小時,11米客車的功率僅需30千瓦左右,如果配一個有動態(tài)控制功能的30—40千瓦發(fā)電機組在車上補給電能,城市電動公交車就能連續(xù)運行,并可降低電池的用量,延長電池壽命,還可使用定型的發(fā)電機組,降低一次性投資。
這種車配用5萬元鉛酸電池和10萬元超級電容器,制造成本約80萬元,鉛酸電池使用壽命可達5年以上;平均車速50公里/小時,100公里油耗不足19升。與同規(guī)格的燃油公交車在上述工況下平均100公里油耗40升左右相比,節(jié)油率大于50%。
第二類是以全鋰離子電池為能源。典型代表是杭州賽恩斯科技有限公司的大客車。這種12米客車的電池組由26650型小容量磷酸鐵鋰電池串并聯(lián)組成。由于所用鋰離子電池有足夠的比功率,故可免用超級電容器。該車配一個1.9升排量的發(fā)動機,連接一個發(fā)電機組補給電能,城市電動公交車就能連續(xù)長距離運行。長途行駛的耗油量為每100公里20升—22升,與同規(guī)格的燃油車的耗油量每100公里48升相比,節(jié)油率也大于50%。
上述兩車的內燃機功率只相當于常規(guī)轎車的小型內燃機,功率小并且是在基本恒功率下運行,能量轉換效率大幅提高,油耗和排放自然大降。增程式電動汽車的電池容量只需純電動車的40%左右,成本大幅度下降;它可在原有停車場的原有車位上利用電網(wǎng)夜間的谷電充電,既夠白天全天使用,又有利于延長電池壽命。不需白天快速充電,也不必更換電池,不僅免去新辟充電站的占地和換電池設施的建設,而且不需新增白天特大負荷的供電設施,還幫助電網(wǎng)“分散調峰”。
由此可見,增程式電動汽車與其他過渡車種相比,在能源利用效率、價格、使用的方便性等方面均具有明顯優(yōu)勢?,F(xiàn)有汽車發(fā)動機生產設備和加油、維修等保障體系仍有用武之地。
“增程式”能源模式完全可以用于中高檔乘用車,預計可用500—800毫升排量的內燃機,100公里耗油可能在3升左右。
各種能源模式應在公平競爭中發(fā)展。國家對電動車的補助應以節(jié)油量為依據(jù)———相同節(jié)油量,補助應相同,而不應以車輛的制作成本高低作為補助的依據(jù)。
因此,應該充分利用增程式電動汽車強大的優(yōu)勢,力促其作為過渡車種迅速發(fā)展。我國電動車技術路線和產業(yè)化推進戰(zhàn)略也應以大力發(fā)展“純電驅動”的微小型、低速、短程乘用車為突破口,以增程式的大中型公共客車和中高檔乘用車為主要過渡車種,向新一代純電動車方向跨越式發(fā)展。