学习目标
理解新能源汽车发展的必要性和战略意义。
职业素养要求
1.严格执行汽车检修规范,养成严谨科学的工作态度。
2.养成总结训练结果的习惯,为下次训练积累经验。
3.养成团结协作的精神。
4.严格执行5S现场管理。
任务与思考
1.特斯拉Model S 0~100km/h加速只需__________s,一次充电续驶里程可达__________km。
2.新能源汽车“三纵三横”发展策略中,“三纵”指的是纯电动汽车、__________和__________,“三横”指的是电机、电池和__________。
3.比亚迪e6最大的亮点,即采用__________驱动。
知识学习
随着全球经济的发展,能源和环境问题日益突出,降低车用化石能源消耗、减少汽车二氧化碳及各种污染物排放,是全球应对能源和环境问题最重要的举措之一。新能源汽车是汽车工业的时代产物。从国家层面讲,汽车工业较为发达的国家都以不同形式阐述了新能源汽车发展计划及技术路线,如日本政府先后发布了《下一代汽车战略2010》和《纯电动和插电式混合动力汽车指导方针》,美国政府发布了《电动车普及大挑战蓝图》,德国政府发布了《国家电动汽车发展计划》等,这些计划为各国新能源汽车发展起到了明确的技术引领作用。
作为我国战略性新兴产业之一,新能源汽车的发展承载着缓解石油资源短缺压力、解决日益严重的环境污染问题、实现我国汽车产业结构调整和转型升级的任务。我国政府高度重视新能源汽车技术和产业发展,先后发布了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》《中国制造2025》《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》等一系列战略规划和推进政策,为我国新能源汽车发展明确了方向。
1.发展新能源汽车产业是推动经济发展方向转变、促进经济增长的战略需要
进入21世纪以来,全球能源与环境的问题异常严峻,新能源汽车技术的应用,能降低我们对石油的依赖程度,减少二氧化碳排放,取得明显的节能与环保效益。电动汽车产业化和运营商业化的发展,也为发展电动汽车关键零部件产业、电池和材料产业以及电力资源的合理利用提供了机会。另外,电动汽车的生产和推广使用将提供数以万计的就业机会,为城市带来新的经济增长点,同时还能推进下游行业的转型,带动一大批相关行业的快速发展,进而推动整个经济发展模式的转变,促进国民经济的可持续发展。
新能源汽车的引进将使整个汽车的价值链发生变化,电动汽车产业链的建设一般需要三个环节:研发、汽车制造和利用(包括充电基站)。现在,在我们的传统产业里面,价值链上的利润主要是集中在上游,在石油开采、石油供应方面。当新能源汽车占主导地位时,它的价值链会发生变化,是在汽车及其部件、电力供应以及诸多围绕着新能源汽车而服务的那些产业发展,它的增值是在下游。新能源汽车是一个新的产品,它的生态系统不仅仅包括原始设备制造商和消费者,还有很多其他角色。比如说汽车经销商、零售商、服务中心、电池制造商,还有很重要的角色是电力工业、充电网络,这是它的整个生态系统。在推进新能源汽车生产的时候,也是一个推进其上下游产业链发展的过程,产生协同、辐射效应,进一步带动地区经济的发展。
车用燃料电池、蓄电池和电机是适应高效、清洁、经济、安全的新能源体系要求的技术,它们的发展将带动相关能耗设备的高效化和清洁化,加快我国新能源技术的发展步伐。新能源汽车同时为我国的能源安全和环境的改善作出贡献,由于电动汽车的电力可以从多种一次能源获得,如煤炭、核能、水能、风能、光和热等,解除人们对石油资源日渐枯竭的担心。在常规能源发电的基础上,随着电动汽车产业的发展必然会带动相关新能源发电产业的发展,充电站未来将更多采用光伏屋顶发电系统作为补充,远期利好光伏行业的发展,为解决国内光伏产业产能过剩和促进国内光伏产业的发展提供了广阔的市场,进一步带动地方就业,促进当地经济发展。
2.发展新能源汽车产业是智能电网建设的重要内容
传统的电力系统实际用电负荷的波动性与发电机组预定工况下所要求的用电负荷稳定性之间存在固有矛盾,如何处理电力系统的峰谷差一直是电网企业头疼的问题。我国电力装机已突破8亿kW,并将继续快速增长,但目前电站的年利用小时数仅为5000h,也就是说,许多机组是为了应对电力系统短时间的峰值负荷而建设的,如果措施得法,建设6亿kW的装机容量就够用了。电动汽车作为分布式储能装置,可以通过协调控制其充放电过程,使电动汽车不仅能通过电网充电,还能将电反馈给电网,使之在系统负荷高峰时放电、低谷时充电,实现系统的削峰填谷。同时通过电动汽车充放电优化控制,可以平抑风力和太阳能发电的波动,提高新能源发电的利用效益和电网接纳新能源发电接入的能力。比如,在晚上用电低谷时期,可以对电动汽车进行充电,将能量储存在电池里,然后在白天用电高峰期,由车辆向电网并网放电,将储备的电反馈给电网,这在一定程度上减轻了电网的供电负担,从而实现削峰填谷。现在我国高峰电力使用如此紧张,若以后电动汽车普及,依靠每家的电动汽车,也能在一定程度上起到稳定电力的作用。那电动汽车将不仅是一个交通工具,更是一个利于民生的电力传导工具。那么峰谷差的问题就可以迎刃而解了。按照这样的设想建立起来的电网,将具有一定的自我调节能力。电力系统的发、输、配、售、用以及调度等各个环节将会形成有效的互动,成为一个智能化的有机整体,从而极大地提高电力系统的安全性和可靠性。可以预计,作为智能电网建设的重要组成部分,新能源汽车将带来电力系统的一场革命。
3.新能源汽车产业是汽车产业发展的必由之路
电动汽车在本质上是一种零排放汽车,一般无直接排放污染物,间接的污染物主要产生于发电环节以及电池废弃物。如果从发电环节来看,风能、水能、核能的大力发展均可以给我们带来可观的清洁能源。单从污染严重的火力发电来看,其对大气污染的控制难度也大大低于燃油汽车。对于电池废弃物,目前回收技术日益成熟,并且当前也逐渐开发出了污染低、安全性好的新型蓄电池。从直接和间接污染来看,电动汽车都是现阶段最理想的“清洁车辆”。相关资料显示,电动汽车与燃油汽车相比,噪声要低5dB以上,所以大规模推广电动汽车也有利于城市噪声污染的治理。
普通燃油汽车的汽油和柴油热效率分别为30%和40%,如果考虑到燃料的开采、炼制和运输,它们的热效率分别为17%和20%,而实际能量利用率分别为15%和17%。电动汽车如果使用煤炭发电,并从发电到转化为车轮滚动的全过程来看,电池充电效率为90%,传动效率为80%,煤炭的发电效率为34%,输电效率为94%,则总效率可达23%。即使用重油发电,其总能量利用率也可达20%。如果电动汽车的电能来自其他更高效的发电方式,能量利用率将会更高。因此,电动汽车既可达到节能减排的目的,又可减少石油消耗。
4.发展新能源汽车产业是汽车产业发展的必由之路
汽车产业的发展始终伴随着石油消耗和大气环境污染的双重危机。汽车的迅速普及,在改善居民生活的同时也产生了诸如能源、环保等方面的问题。石油资源短缺与日益增长的汽车保有量之间的矛盾日益强化。汽车尾气排放是造成环境污染和全球温室气体排放的主要来源之一,随着汽车排放法规的日益严格,传统汽车将无法满足严格的环保要求,汽车产业转型已是大势所趋。
我国现已成为世界第一汽车生产和消费大国,但我国汽车产业的整体技术水平距世界先进水平还有很大的差距,一些关键技术和零部件都被国外企业垄断。相对于传统汽车技术,我国在新能源汽车领域与发达国家的差距较小。我国节能与新能源汽车产业的发展应选择一种“过渡”和“转型”并行互动、协调发展的战略,全面提升传统汽车技术水平,发展节能汽车,解决近中期能源和环境问题,为新能源汽车发展奠定基础;同时,积极开发新一代能源动力系统,瞄准未来汽车竞争制高点,大力发展新能源汽车,加速能源动力系统转型进程,重点突破动力蓄电池、驱动电机、电控等核心技术,推动纯电动汽车、插电式混合动力汽车的产业化,实现我国汽车产业的跨越式发展。
汽车产业的持续健康发展必须突破石油资源短缺、环境污染、影响气候变化的瓶颈,新能源汽车便成为当前国际公认的主要发展方向,是我国从汽车大国到汽车强国的必由之路。在各类新能源汽车当中,纯电动汽车和插电式混合动力汽车成为近十年内实现大规模生产、替代传统汽车能源动力系统的关注焦点。此外,纯电动汽车、插电式混合动力汽车与智能电网、可再生能源紧密结合,对促进我国电力的转型升级具有重要意义。
1)汽车已经成为我国石油资源的消耗大户。 近年来,随着我国经济社会的持续发展,汽车消费潜力不断释放,汽车产销量增长迅猛,汽车已经成为我国石油资源的消耗大户。随着汽车保有量的继续增长,全球各国都面临能源紧缺的问题,石油资源在我国还相对匮乏,我国对石油进口依存度较高,我国石油资源短缺的挑战将更加严峻。发展新能源汽车对调节、优化道路交通领域能源结构,缓解我国对进口石油的高度依赖,保障国家能源安全,具有非常重要的战略意义,同时也是汽车持续较快增长的根本保障。要想实现我国汽车工业的持续发展,满足老百姓用车的梦想,就必须寻找能够与石油数量级相当的汽车新能源。
2)环境与发展是世界各国普遍关注的焦点问题。 我国经济发展已经并将长期受到环境污染、气候变化带来的严重制约,不少中心城市的空气污染、PM2.5排放已经超过环境容量的极限,一些城市开始实施限制汽车购买和使用的政策,我国汽车产业的发展遇到了环境的瓶颈。发展不仅是满足当代人的需要,还要考虑和不损害后代人的生存条件。因此,保护人类赖以生存的环境成为世界共同关心的问题。为了人类的可持续发展,防治汽车污染已经成了刻不容缓的全球性问题,这就需要我们共同努力从科技创新、节能减排等方面来防治汽车污染。从环境角度说,现在城市空气污染的25%来自汽车。使用石油作为燃料的汽车,无法根本解决有害物质排放的问题,开发低碳燃料、清洁能源的汽车已成为现代汽车产业发展的当务之急。
3)新能源汽车产业是我国确定的七大战略性新兴产业之一。 新能源汽车产业是未来国际汽车竞争的焦点,同时更是我国汽车产业转型升级、实现汽车强国梦想的必经之路和难得的战略机遇,近年我国在传统汽车工业技术上已取得长足进步,但由于起步晚、基础薄弱等原因,目前我国尚不是汽车强国,与发达国家相比,尤其是欧美、日本等汽车强国,我们还有很大差距。随着新能源汽车技术的快速发展,汽车行业处于新一轮技术变革的时刻,如果我们不抓住这个机遇,我国汽车工业将面临新的一次落后,汽车核心技术将又一次掌握在他国手中。在《中国制造2025》的指引下完成科学的顶层设计和全面布局,从而凝聚全行业、全社会的力量,突破核心关键技术,抢占汽车技术国际制高点,推动新能源产业健康、有序、快速发展,实现汽车强国战略目标意义重大。
4)新能源汽车尤其是纯电动汽车和插电式混合动力汽车既是交通工具,又是分布式电能储备装置,它与智能电网的有机融合,具有实现削峰填谷的重要作用,可以提升发电设备的利用效率,同时在重大灾害期间还可以作为电力供给的重要补充。更重要的是,大力发展纯电动汽车和插电式混合动力汽车,能够更加有效地利用风能、太阳能等可再生资源,有助于我国电力能源结构的清洁化和智能电网的建设。
5)充电技术和充电基础设施是支撑纯电动汽车和混合动力汽车产业发展的必要条件。突破充电装备关键核心技术、多能源融合的电网智能控制技术,建设基于互联网的智能化服务体系,对实现汽车强国战略目标具有重要的支撑作用。