绿色汽车“拉力赛”

　　发展了许多年的绿色汽车似乎正在驶入一场漫长的拉力赛，在技术支持下，经验与对方向的把握能力将成为率先驶向终点的决定性因素。

　　在刚刚过去的2010年，世界各大汽车厂商们都发布了以电动为主或者是全电动的汽车。刚刚从财务危机中摆脱出来的通用公司，在2010年的上海世博会上展出的EN-V电动联网概念车就曾让所有人眼前一亮，完美结合了电动汽车和智能驾驶理念的EN-V似乎让所有人提前看到了未来汽车的影子。紧接着，通用还宣布将于2011年在中国市场推出雪佛兰Volt沃蓝达增程型电动车。可以看出，通用将未来复兴的全部赌注都压在了绿色汽车之上。不仅如此，丰田、日产等一批传统汽车厂商都宣布了自己将在2011年全力推出绿色汽车的计划，如果这些汽车能够在市场上得到认可，那也许一个不再依赖石油和内燃机的时代真的即将开启。然而，也许是绿色汽车营造的幻像已经太久太美，所有人都对其抱有着怀疑的态度——绿色汽车真的准备好了吗？

　　技术决定论

　　严格说来，电动车技术其实算不上一个十分新鲜的技术。早在1834年，美国人托马斯.达文波特（ThomasDavenport）就造出了世界上第一辆电动车，比燃油汽车问世早了近半个世纪。电动车曾在1899年创造过时速100公里的纪录，当时的燃油汽车难望其项背。此后，由于技术进展缓慢，20世纪60年代电动车只占世界汽车保有量的0.1%，几乎退出历史舞台。

　　20世纪后期，石油短缺和环保呼声日高，使电动车枯木逢春。1997年美国通用的电动车“大冲击”，提速和操控俱佳，行驶中格外安静，曾给许多人留下深刻印象。但由于成本高、续航里程短的百年痼疾并没有得到根本性突破，到世纪之交，全球共销售电动车6万辆，仅占全球汽车保有量6亿辆的万分之一。

　　2003年春天，电动车出现一次全球性大退潮。通用和丰田宣布放弃电动车生产，推行电动车最卖力的美国加州，承认无法达到电动车在市场所占比例的预定目标。当地报纸评论，电动车是一种商业上的失败，因为它始终没有改变造价高、充电后行驶距离比传统汽车短的基本事实。

　　今天，许多工厂中运货的电瓶车，满街跑的电动自行车，还有高尔夫球场的电瓶车其实也都是纯电动车。而决定电动车能否大规模商业化的仍然是电池的续航能力，而这也是众多电动汽车迈不过的一道坎。这么多年以来，与汽车相关的大部分技术已经取得了长足的进步和发展。从汽车的外观制造，到发动机的改进，再到制动系统，这些技术可以说早已有了日新月异的变化。然而，对于电动汽车而言，最为核心的电池技术却一直没有取得突破性的进展。以日产汽车公司推出的Leaf汽车为例，这款汽车在发布时就号称巡航里程可以达到160公里，这个距离基本可以满足大多数日常出行的需要。然而，由于天气和驾驶条件会对行驶距离产生较大的影响，如果天气状况良好，行驶平稳而缓慢，达到这一里程问题不大。如果一旦遭遇雨雪天气，路况糟糕的话，那Leaf充一次电可能连95公里也很难行驶到。更为关键的是，为了达到这一行驶里程，Leaf的电池竟然重达300千克，价值也高达18000美元。高昂的电池成本成为了企业严重的负担，在美国，Leaf的销售价格大概为3.278万美元。看似不算太高，然而谁会愿意花几万美元买一辆只能开几十公里的汽车呢？在目前大规模修建汽车充电站还难以实现的情况下，电池技术自身的改进就成为了决定电动汽车拓展速度的决定性因素。

　　日产汽车作为电动汽车最大的支持者，其CEO卡洛斯.格森（CarlosGhson）曾断言：“制造业在不久的将来能够将电池的价格大大降低，使电动汽车能够与传统汽车进行竞争。”他认为，只要能够达到100万辆的销量就能使企业承受起电池的成本。

　　因此，许多公司为了降低电池成本最直接的做法就是增加电池的产量。然而，最新的电动车和插电式混合动力汽车用的锂电池比过去或普通混合动力车上用的镍合金混合电池更紧凑、质量更轻。通用公司内部的电池专家也认为，在笔记本、手机等数码产品上用的锂电池已经把可能降低的成本压得很低。而且，至少在短期内，生产电池所需要的猛等金属的开采量已经足够满足增长电池需要，不可能突然性增大。这样看来，在短时间内汽车产品增长的产量不可能让电池产量出现戏剧性的变化，那电池技术自身的革新就成为了唯一的选择。目前，在世界各地的实验室内，研发者们已经开始寻找如何利用更便宜的金属生产能够储存更多能量的新型电池。比如纳米硅电极技术，已经被运用到原型电池的制造中，它能够储存相当于传统锂电池两倍的能量。固态电池技术也将原来的液态电解质替换成固态电解质，省去了笨重的冷却系统。

　　新的电池技术的研发和应用，似乎让所有人看到了电动汽车“跑起来”的希望。然而，这并不是一次简单的百米冲刺，需要满足的是一次马拉松似的技术变革，短时间内大规模应用显然并不现实。

　　寻找直线距离

　　尽管电动车用磷酸铁锂电池在成本、功率密度、可靠性、使用寿命等方面仍存在诸多挑战。但对于世界大部分国家而言，纯电动汽车是大势所趋。然而，在相应的充电网络及相应标准未完善之前，HEV或PHEV等混合动力方式也许将在很长一段时间内成为市场的主导力量。

　　丰田公司可以说是最早关注到绿色汽车发展的公司之一，而它们一直把混合动力汽车看作是目前最节能、最成熟、最具备产业化能力的一种新能源技术。在丰田看来，在纯电动汽车一时无法普及的情况下，混合动力显然是最为优化的选择，而丰田也是第一个敢于在自己的旗舰车型中尝试采用混合动力的企业之一。凯美瑞曾是丰田近几年最为畅销的一款车型，曾连续几年在世界汽车销售排行榜上位居前列。而丰田就将自己混合动力技术的实验场，选择搭建在凯美瑞之上。

　　凯美瑞混合动力搭载的丰田新一代油电混合动力系统（THS-II）以混联的结构实现汽油和电力的最深度混合，再加上艾金森循环燃油技术和电子无极变速系统的应用，使其完美兼顾了强劲的动力输出和高效的节能环保：动力表现上提升了13.8%，综合功率可高达140千瓦；噪音则降低了22.2%，油耗较同级别车型降低了41.7%，二氧化碳排放量与同级别汽油版车型相比减少了40％以上，一氧化碳、NOx（氮氢氧化物）、HC（碳氢化合物）的排放量也分别大幅减少了94%、90%、76%以上。

　　目前大多数混合动力车型采用并联或串联的弱混合动力系统，电动机只是起辅助作用，而凯美瑞混合动力采用了全球独有的发动机和电动机深度混联的最佳配合方式，并导入100多千瓦的高功率电动机，革命性地提高了发动机和电动机动力的协同效应。

　　混联式驱动系统的结构形式和控制方式充分发挥了串联式和并联式的优点，能够使发动机、发电机、电动机等部件进行更多的优化匹配。在汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联方式工作；当汽车高速稳定行驶时，则以并联工作方式为主，从而在结构上保证了即使在更为复杂的工况下系统仍能工作在最优状态，因此，既有利于降低排放和油耗，也有利于动力控制。

　　即使是在汽车动力模式上，凯美瑞混合动力采用的完全不同于传统的燃油技术——“艾金森循环”技术，也试图将发动机性能提升至全新高度。“艾金森循环”是一种增大发动机膨胀比的超膨胀循环，其吸气和压缩行程比做功和排气行程要短，通过推迟进气门关闭，在压缩冲程从进气门排出部分燃气，减少进气量。通过缩小燃烧室容积，提高膨胀比，即等待爆发压力在充分降低后才进行排气，由此充分利用爆发能量，另外在减少摩擦损失的同时提升发动机的最高转数，实现了更低的油耗和更高的动力输出。丰田汽车在全球约80个国家和地区出售了16种混合动力车型，截至2011年2月底其混合动力汽车的全球销量累计突破303万辆。其中凯美瑞混合动力就达到21.19万辆。在全球最为成熟的汽车市场美国，凯美瑞混合动力上市以来一直是最畅销的混合动力车型之一。

　　同时，普锐斯也代表着丰田新型电动车的理念。在混合动力系统上进行了一些平衡的普锐斯，减小了电池组。与通用的Volt一起同时在美国发售时，其售价比Volt便宜了几千美元。虽然，其在没有汽油发动机的帮助下最高时速只比95公里多一点，而Volt最高时速可以达到160公里。但对于只需要跑短途的人来说，普锐斯的设计显然更有优势。在美国相关研究机构进行的一项测试中，插电式混合动力普锐斯的整体燃油效率是每加仑行驶39.2千米，比传统的普锐斯高出81%。而且只要有油，普锐斯行驶里程就可以不受限制。同时，一旦电池变得更加便宜，丰田就可以把插电式混合动力普锐斯上的电池组增大，从而增加车辆的电动行驶距离。丰田还准备将这项技术应用到2012年即将推出的六种混合动力车型之上，这也为丰田日后紧随市场的变化留下了改变的空间。

　　在美国能源部阿贡国家实验室工作的高级经济学家丹.圣迪尼(DanStDini)看来：“全电动汽车在节约燃料方面和插电式混合动力相比是有限的，能够跑32公里的插电式混合动力汽车和跑65公里的纯电动车相比是一个更好的选择。”因为，像Leaf这种全电动汽车对能源消耗几乎没有什么影响，消费者会想要汽油来支持更远的行驶里程。与纯电动车相比，混合动力车已经能够实现规模化量产，市场的认可度也更高。但这种汽车未来的需求量关键在于汽油价格的上涨程度和政府对于石油依赖问题的担忧程度。

　　在我国即将发布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2011-2020年）》草案中，已明确了以纯电动汽车为我国汽车工业转型的主要战略。到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车市场保有量将达到50万辆以上。尽管这些问题变数很大，但在未来很长一段时间内混合动力汽车将成为绿色汽车最为关键的市场先行者。而在世界各国的政策导向之下，对于电池的研究和制造也将进入一个新的阶段。在这样的情况下，可以预见，2011年将是新能源汽车面向市场的元年，也将是关键的一年。是沿着以往的老路昙花一现，还是真正成为全球可持续发展的先驱者，2011年的汽车市场也许将验证这一切。