电动汽车的研究是从单独依靠蓄电池供电的纯电动汽车开始的,但是由于动力电池的性能和价格还没有取得重大突破,因此,纯电动汽车的发展没有达到预期的目的。混合动力电动汽车正是在纯电动汽车开发过程中为有利于市场化而产生的一种新的车型。它将现有内燃机与一定容量的储能器件(主要是高性能电池或超级电容器)通过先进控制系统相组合,可以大幅度降低油耗,减少污染物排放。国外普遍认为它是投资少、选择余地大、易于满足未来排放标准和节能目标、市场接受度高的主流清洁车型,从而引起各大汽车公司的关注。
日本、美国开展了混合动力电动汽车的研究。混合动力电动轿车多采用并联和混联的结构型式不同,混合动力电动公共汽车的结构型式以串联为主。
1997年12月,丰田首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力汽车“PRIUS”,该轿车于2000年7月开始出口北美,同年9月开始出口欧洲。现在已经在全世界20多个国家上市销售。为适应美国市场的需求,丰田公司已推出第二代PRIUS,2000年11月底前已售出5万辆,动力更强劲。
在2001年的6月和8月,丰田公司相继推出了“ESTIMA”混合动力汽车和搭载软混合动力系统(MILD HYBRID)的“皇冠(CROWN)”轿车。“ESTIMA”的混合动力系统采用了全世界首次批量生产的电动4轮驱动及4轮驱动力/制动力绞合控制系统,它给混合动力汽车的行驶性能带来了革新性的改进。另外软混合动力系统在全世界首次使用了42V电源系统。所有这些都表明丰田在普及混合动力系统的低燃耗、低排放和改进行驶性能方面已经走在了全世界的前列,而丰田混合动力汽车在全世界所有混合动力汽车总数当中约占比例为90%。
据丰田调查统计,截止到2002年3月底,丰田汽车公司生产的混合动力车在日本国内和海外的累计销量已经分别突破了10万3千辆和10万辆。丰田公司的混和动力汽车累计销售情况见表1。
丰田公司公布了在2005年销售高级SUV “RX330”的油电混合车的计划。
表1 丰田公司混和动力汽车的累计销量(单位:辆)
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1997 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
2002.1~3 |
合计 |
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Prius |
323 |
17653 |
15243 |
19011 |
29459 |
7402 |
89091 |
|
其中日本国内 |
323 |
17653 |
15243 |
12513 |
11003 |
1859 |
58594 |
|
日本国外 |
|
|
|
6498 |
18456 |
5543 |
30497 |
|
混合动力ESTIMA |
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|
|
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5886 |
5804 |
11726 |
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软混合动力系统皇冠 |
|
|
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|
1574 |
520 |
2094 |
|
混合动力柯斯达 |
|
|
12 |
15 |
9 |
8 |
56 |
|
合计 |
323 |
17656 |
15255 |
19026 |
36928 |
13770 |
102967 |
本田公司开发的Insight两种混合动力电动汽车已开始投放市场,在美国市场上去年也已售出3500辆,供不应求。2002年4月本田公司在美国市场上投放了Civic混合动力汽车,当时估计每月的销量为2000辆,售价在20000美元/辆(还没有相关正式的官方统计数据),本田公司对Civic进行了准确的市场定位:
表2 本田公司Civic混合动力汽车市场定位
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Insight 用户 |
Prius用户 |
Civic Hybrid用户 |
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用户平均年龄 |
50 |
53 |
35-45 |
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男性用户比例 |
74% |
71% |
70% |
|
已婚用户比例 |
65% |
79% |
65% |
|
用户年平均收入 |
$83100 |
$83280 |
$65000 |
|
拥有大学以上学历的用户比例 |
72% |
74% |
72 |
本田公司同时计划在2003年进行燃料电池汽车的小规模商业化生产。
美国三大汽车公司在电动汽车产业化方面比之来自日本的同行逊色不少,三大汽车公司仅在1990~2000年期间,小批量生产、销售过纯电动汽车,而混合动力和燃料电池汽车目前还未能实现大规模产业化。
美国能源部与三大汽车公司于1993年签订了混合动力电动汽车开发合同,其中通用汽车公司投入1.48亿美元,福特投入1.38亿美元,克莱斯勒投入8480万美元,进行为期5年的研制开发工作,三大公司于1998年北美国际汽车展上分别展出了样车。在此基础上,现已推出三款混合动力概念车GM Precept、Ford Prodigy、Daimlerchrysler Dodge ESX3,三款车均接近或实现了3升/百公里的油耗目标。
美国通用汽车公司计划今后4年向市场推出多款油电混合动力型汽车。该公司的这一战略发出了一个明显的信号,即汽车行业的主管认为更节能更清洁的混合动力车型具有更大的市场潜力。通用汽车公司2002年宣布,新推出的混合动力车型将包括轿车、小型车和运动越野车等,2002年底前,通用汽车公司将对商业用途的GMC Sierra型和雪佛兰Silverado型货车提供混合动力选择,明年起向普通客户供应。该公司表示,采用混合动力系统的货车可以节油10%—12%。2005年,通用汽车公司将开始生产混合动力型土星品牌运动车,2006年将生产混合动力型Chevy Equinox多功能车,2007年上市混合动力型Chevy Malibu轿车。至2007年,通用公司计划生产100万辆混合动力型汽车。
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在目前美国市场上销售的混合动力汽车主要有三种:本田公司的Insight,丰田公司的Prius,以及本田公司的Civic。
图1 美国混合动力电动汽车的销售量
美国混合动力电动汽车的年度销售量见表3:
表3 1999~2002.6美国混合动力电动汽车销售量
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年份 |
本田Insight |
丰田Prius |
本田Civic 混合动力车 |
|
1999 |
17 |
0 |
0 |
|
2000 |
3788 |
5562 |
0 |
|
2001 |
4853 |
13568 |
0 |
|
2002(1-6月) |
1297 |
10049 |
2002年4月投入市场(没有统计数据)月销售量估计在2000辆左右。 |
|
总计 |
9955 |
29179 |
没有统计数据 |
表4 美销售的混合动力汽车技术参数
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本田Insight |
丰田Prius |
本田Civic |
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燃油经济性(城市循环/道路循环) |
57/56英里/加仑 |
52/45英里/加仑 |
46/51英里/加仑 |
|
油箱容积 |
10.6加仑 |
11.8加仑 |
13.2加仑 |
|
加速性(0-60英里/小时) |
12.0 s |
12.69 s |
10.9 s |
|
排放水平 |
SULEV |
SULEV |
ULEV |
|
空气动力性 |
风阻系数0.25 |
风阻系数0.29 |
风阻系数34 |
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整备质量 |
1,964磅 |
2,765磅 |
2,732磅 |
|
载客量 |
2 |
5 |
5 |
|
长度 |
155.1英寸 |
169.6英寸 |
174.8英寸 |
|
宽度 |
66.67英寸 |
66.7英寸 |
77.5英寸 |
|
货箱容积 |
16.3立方英尺 |
11.8立方英尺 |
10.1立方英尺 |
|
价格 |
$21,280 |
$20,450 |
$19,550 |
注:本田Insight的技术参数针对装有CVT(无级变速器)混合动力汽车。
资料来源:Ward's Communications, Inc., Ward's Automotive Reports, Southfield, MI, 2002.
而迄今热衷于甲醇改质型燃料电池车开发的德美合资的戴姆勒·克莱斯勒公司决定从2003年起销售直接利用氢气型车-“F-Cell”,福特公司也计划从2004年开始销售这种车。
表5显示了在1993~2001的9年中,法国电动车辆的增加量。在9172辆电动汽车中,包括1678辆两轮机动车。法国拥有欧洲最大的电动车队之一。与法国的3千4百万道路车辆相比,电动汽车仍然是较小的一部分。大型国有公司,诸如法国电力公司以及LA POSTE等是各种电动车辆的主要运营者。同时各地方的社会团体也拥有少量的电动车辆。在法国,公司和地方团体拥有的电动车辆占总数的90%以上。
两轮机动车占据法国整个机动车市场的最大份额。为了能够获得财政补贴,电动自行车必须经过专门的测试,获得法国环境能源管理署(ADEME)的认证。经过认证的电动车辆将根据满足消费者期望程度,获得一个质量和可靠性的评定等级。通过1万4千辆电动摩托车实际运行,意大利的情况表明积极主动的政策有助于此种类型电动车辆的发展。在法国,此种政策已经在实施。2001年,此种鼓励措施适用的范围已经扩大到私人用户。近来财政补贴又有进一步的提高。
表5 1993~2001年法国电动车辆的年增长量以及2001年电动车辆保有量
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车型 |
法国电动汽车年度增加量 |
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1993 |
1994 |
1995 |
1996 |
1997 |
1998 |
1999 |
2000 |
2001 |
总计 |
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2轮车 |
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