中國綠網訊 汽車大大拓展了人們的活動半徑,也不斷改變著人們的生產生活方式。隨著移動互聯、大數據、人工智能等科技的發展,共享經濟、電子商務等新興運營模式的興起,汽車的應用場景和自身形態發生明顯變化。未來汽車什么樣?又將如何更好地服務人類的生產生活?
長久以來,汽車主要依賴燃燒汽油、柴油等化石燃料,由內燃機驅動。伴隨人們對環保、低碳的重視程度不斷提升,新能源汽車發展步伐也明顯加快。首先,儲能式電動汽車越來越普及,其中包括純電、混合動力和增程式電動汽車等。同時,燃料電池汽車進入新一輪發展階段,其驅動系統實際也是電驅動。相比內燃機驅動,電驅動系統可實現電能與機械能之間的高效轉化,具有結構相對簡單、功率密度高、動力響應快、噪聲振動小等優點;同時能夠進行雙向能量轉化,具備機械能回收能力,可以有效減少車輛制動時能量的浪費。
電驅動系統主要由電動機、電控單元、供能系統(如動力電池)三部分組成,就是所謂的“三電”。電動機負責將電能轉化為機械能驅動車輛,在“三電”中技術最為成熟。電控單元除了根據駕駛員的操縱指令驅動電機工作外,還肩負電池充放電管理、功率分配、制動能量回收、熱管理等任務。電驅動系統的正常工作離不開供能系統持續、穩定、高效地供應電能。由于供能機理、安全性限制等原因,供能系統成為“三電”中最薄弱的一環,也最受消費者關注。以車用動力電池為例,受其工作過程電化學反應復雜等限制,動力電池的存儲容量、充電時間、工作溫度、使用壽命等性能指標都存在瓶頸,且各項指標相互制約。因此動力電池的綜合性能提升一直是新能源汽車技術的焦點。
為解決電動汽車“里程焦慮”等問題,鋰電池制造工藝逐步提高,石墨烯電池、鈉離子電池等新型電池不斷出現,旨在提高電池的能量密度與充放電性能;輕量化和結構優化正在不斷減少用電量;電池熱管理技術的不斷突破提高了電池的低溫性能;充電技術的不斷發展顯著提升了電池的充電速度。科技的發展使新能源汽車的短板逐漸得以彌補。按目前技術的發展速度,相信在不遠的未來,電動汽車的續駛里程、充電時間、使用壽命、低溫性能等都會顯著改善,越來越好地滿足人們的出行需求。
此外,車載供能系統將朝向多元化發展。隨著制氫、儲氫技術的發展,氫燃料電池系統有望在汽車領域實現廣泛應用。氫燃料電池通過氫氣和氧氣進行電化學反應提供電能,具有能量密度高、加注迅速、零碳排放等突出特點,不但適用于市內通勤,也可用于重載長途運輸。當然,目前條件下氫燃料電池系統還需要顯著提高性價比和建立足夠的基礎設施及法律法規體系才能更大規模推廣應用。然而,無論是儲能式電動汽車還是氫燃料電池汽車,要實現真正的低碳還需要保證電和氫的源頭清潔綠色,如通過風、光、水等可再生能源發電和制氫。
汽車產業是我國國民經濟的重要支柱,其產業鏈長、技術涉及面廣、跨領域關聯度大。通過“七新”,即新能源、新功能(智能化)、新材料、新結構、新工藝、新裝備和新模式的聯動發展,將更好助力我國汽車交通科技實現自立自強,保障產業安全、可持續發展。當前,新一輪科技革命和產業變革正在深刻影響著汽車產業,汽車發展和能源、交通、環境、城市發展正全面深度融合。未來,汽車交通出行將持續邁向綠色化和智能化,為人們提供更加便利、高效、綠色、安全的出行服務,助力人們創造更美好的生活。 (嚴冬綜合)