汽車工業(yè)中可能應(yīng)用的低碳技術(shù)分析低碳所謂碳，指人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)排放到大氣中溫室氣體所含的碳，其排放直接影響全球氣候變化，涉及人類的長遠(yuǎn)利益。機(jī)動(dòng)車碳排放已占到全社會(huì)碳排放的相當(dāng)比重。在當(dāng)前機(jī)動(dòng)車快速增長的前提下，低碳交通運(yùn)輸是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。低碳發(fā)展，重點(diǎn)在低碳，目的在發(fā)展；尋求全球水平、長時(shí)間尺度的可持續(xù)發(fā)展。自從2005年初人類歷史上首次以法規(guī)的形式限制溫室氣體排放的《京都議定書》生效以來，低碳概念引起越來越多行業(yè)、越來越多人的關(guān)注，由此延伸出了低碳經(jīng)濟(jì)、低碳社會(huì)、低碳生活、低碳科技、低碳生產(chǎn)等概念。低碳汽車也是由此而來。低碳汽車從結(jié)果導(dǎo)向可以理解為綠色節(jié)能環(huán)保的、較低溫室氣體（二氧化碳為主）排放的車型。低碳技術(shù)通常情況下，技術(shù)進(jìn)步作為低碳發(fā)展的驅(qū)動(dòng)因子，具有雙重效用。一方面，技術(shù)進(jìn)步可以提高能源效率，降低能耗，減少碳排放。例如汽車油耗。通過車身、發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程等方面不斷的技術(shù)革新，百公里油耗已從10升以上降到當(dāng)前的6-8升。而且規(guī)?；a(chǎn)也使汽車生產(chǎn)成本和能耗得以大量降低。因此，就汽車的生產(chǎn)與使用看，每輛車的能耗和價(jià)格都在不斷下降。從另一方面看，這種能源效率的提高并沒有從總體上減少能源消耗，因?yàn)榇嬖谥环N技術(shù)進(jìn)步的抵消作用。這種抵銷表現(xiàn)在兩個(gè)方面。一是汽車的產(chǎn)量增加了。如果技術(shù)進(jìn)步的節(jié)能率為10%,而汽車的產(chǎn)量增加了20%,在總體上能源消耗還會(huì)增加。二是使用率增加了。如果百公里油耗從10升降到6升，消費(fèi)者可能跑的公里數(shù)增加了。其結(jié)果，油耗量并不必然減少。因此，技術(shù)進(jìn)步對(duì)能源消費(fèi)和溫室氣體排放的凈效用，需要考察節(jié)能和增產(chǎn)兩個(gè)方面。人們通常并沒有進(jìn)行這一考察，而是肯定技術(shù)進(jìn)步的積極作用，是因?yàn)楣?jié)能和增產(chǎn)這雙重效用均對(duì)經(jīng)濟(jì)增長和福利改善具有促進(jìn)作用。在許多情況下，如對(duì)化石能源的替代能源生產(chǎn)技術(shù)則不存在抵銷效用。風(fēng)能、太陽能、水能和生物質(zhì)能的開發(fā)利用，增加了能源總供給，但并沒有增加碳的排放。因此，在這些領(lǐng)域的研究與開發(fā)投入，有助于加速這些低碳和無碳技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程，滿足市場(chǎng)需要避免溫室氣體排放。何為低碳技術(shù)？在汽車領(lǐng)域里，并沒有統(tǒng)一的定義，但它總是與節(jié)能減排放到一起，東風(fēng)日產(chǎn)呼吁說，汽車行業(yè)應(yīng)通過技術(shù)創(chuàng)新在全價(jià)值鏈各個(gè)環(huán)節(jié)積極落實(shí)節(jié)能減排政策，真正實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)的“低碳化”發(fā)展。近期的一些國際車展都少不了環(huán)保的主題?！碍h(huán)?！?、“綠色”、“低碳”、“碳匯”等這些與環(huán)境保護(hù)有關(guān)的詞匯越來越多地被人們知道，人們的環(huán)保意識(shí)也在提高。根據(jù)聯(lián)合國國際能源署的統(tǒng)計(jì)，道路交通排放的二氧化碳約占全球二氧化碳總排放量的20%,占溫室氣體總排放量的12%,汽車是碳排放的一個(gè)重要來源。要想在汽車方面減少二氧化碳的排放，就需要購買一輛低碳車型。那么，什么是低碳車型呢？據(jù)悉，歐洲對(duì)汽車有一個(gè)低碳排放標(biāo)準(zhǔn)，每公里碳排放量要求控制在120克以下，只要達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)就可以認(rèn)定是低碳汽車了。消費(fèi)者也可以根據(jù)這個(gè)數(shù)值來判斷哪些車是低碳汽車，哪些車不是低碳汽車。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，新能源汽車的出現(xiàn)，尤其是以電力作為驅(qū)動(dòng)的新能源車型的出現(xiàn)，為未來汽車實(shí)現(xiàn)二氧化碳大幅減排提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。雖然現(xiàn)在看有些新能源車還不夠完美，但經(jīng)過不斷的發(fā)展，這些新能源汽車將會(huì)成為人們低碳生活不可或缺的一部分。在汽車工業(yè)中應(yīng)用的低碳技術(shù)分析按照寬泛的角度來說，節(jié)能減排、降低二氧化碳的技術(shù)都屬于低碳技術(shù)，對(duì)于低碳現(xiàn)在沒有規(guī)范的定義。傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)通過技術(shù)提升，燃油性能和環(huán)保方面比老型發(fā)動(dòng)機(jī)好，歐洲主推的柴油技術(shù)也是環(huán)保的趨勢(shì)，還有輕量化技術(shù)，這些都是節(jié)能環(huán)保的低碳技術(shù)。此外，還有一點(diǎn)值得關(guān)注，就是低碳技術(shù)實(shí)際上還包括汽車生產(chǎn)的過程，即每個(gè)零部件的生產(chǎn)、整車的生產(chǎn)及后期車輛的報(bào)廢和回收都應(yīng)該走低碳路線。對(duì)于汽車行業(yè)，低碳化發(fā)展是一種挑戰(zhàn)，更意味著一種責(zé)任。為了實(shí)現(xiàn)低碳，汽車市場(chǎng)中的低碳技術(shù)層出不窮，避開傳統(tǒng)汽油車技術(shù)優(yōu)化的部分不談，就各大汽車廠家主推的低碳新能源汽車而言，現(xiàn)在主要包括兩個(gè)方面，一種是清潔能源汽車技術(shù)，使用液化天然氣等。還有一種是電動(dòng)汽車，分為混合電動(dòng)汽車和純電動(dòng)車，其中豐田是最有代表性的，去年它旗下的混合動(dòng)力車做到了50萬輛，已經(jīng)進(jìn)入量產(chǎn)階段，到年末差不多會(huì)達(dá)到100萬輛。純電動(dòng)汽車方面，日產(chǎn)和三菱等廠家都推出了純電動(dòng)車。同時(shí)，國內(nèi)一些企業(yè)的電動(dòng)汽車也輪番推出，這一技術(shù)應(yīng)用的趨勢(shì)已經(jīng)成為共識(shí)。而除了各大汽車企業(yè)大力投資的混合動(dòng)力技術(shù)、純電動(dòng)車技術(shù)等典型的低碳技術(shù)之外，汽車企業(yè)還在通過其他途徑尋找低碳路線，如東風(fēng)日產(chǎn)帶來了計(jì)劃于2011年投放中國市場(chǎng)的第一款電動(dòng)汽車nissanLEAFo除電動(dòng)汽車外，在傳統(tǒng)領(lǐng)域日產(chǎn)也研發(fā)很多革命性的技術(shù)，如CVT變速箱的采用，與日產(chǎn)先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)相組合，比傳統(tǒng)自動(dòng)變速器節(jié)省燃油約15%,在傳統(tǒng)車型上達(dá)到了節(jié)能減排的目標(biāo)。電動(dòng)汽車電動(dòng)汽車是交通行業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳的關(guān)鍵技術(shù)之一。發(fā)展電動(dòng)汽車對(duì)于中國來說意義深遠(yuǎn)。除了被公眾所廣泛了解的節(jié)能減排的優(yōu)勢(shì)外，電動(dòng)汽車還將在保障國家能源安全、提高城市電網(wǎng)電能利用率和帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面起到重要作用。與傳統(tǒng)的燃油汽車相比，電動(dòng)汽車具有更高的能源利用效率，同時(shí)也具有二氧化碳減排的潛力。對(duì)傳統(tǒng)燃油汽車和電動(dòng)汽車(以HEV和BEV為例“從礦井到車輪”(WTW,well-to-wheels)能量效率的分析表明，電動(dòng)汽車的能源利用效率比傳統(tǒng)燃油汽車高出46%以上。中國正處于電動(dòng)汽車發(fā)展的起步階段，仍不具備大規(guī)模推廣電動(dòng)汽車的基本條件。如何盡快具備這些條件，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的大發(fā)展，中國政府及相關(guān)汽車產(chǎn)業(yè)必須應(yīng)對(duì)四個(gè)方面的挑戰(zhàn)：第一，電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的路線圖還不夠清晰；第二，技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化瓶頸還有待突破；第三，基礎(chǔ)設(shè)施缺失；最后，電動(dòng)汽車價(jià)格過高，難以激發(fā)購買欲望。電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)包括電池、電機(jī)、電控、底盤與整車等。其中，底盤技術(shù)目前多基于傳統(tǒng)汽車底盤改裝，未來將向設(shè)計(jì)電動(dòng)汽車專用底盤的方向發(fā)展；整車設(shè)計(jì)技術(shù)也與傳統(tǒng)汽車相似，未來將向材料輕質(zhì)化、設(shè)計(jì)靈活化等方向發(fā)展?！叭姟奔夹g(shù)是電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車技術(shù)的主要區(qū)別所在。由于薄弱的汽車工業(yè)基礎(chǔ)以及起步較晚的技術(shù)投資，中國電動(dòng)汽車在電池、電機(jī)與電控方面仍面臨技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化瓶頸。比較當(dāng)前動(dòng)力電池技術(shù)指標(biāo)和美國先進(jìn)電池聯(lián)合會(huì)（USABC）制定的長期研發(fā)目標(biāo)可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前技術(shù)尚無法完全滿足電動(dòng)汽車大規(guī)模應(yīng)用的要求，其首要矛盾是在能量密度、壽命和經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面無法取得完美平衡?，F(xiàn)階段被廣泛應(yīng)用于先進(jìn)電動(dòng)汽車上的動(dòng)力電池技術(shù)主要是鎳氫動(dòng)力電池技術(shù)和鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)。其中，鎳氫動(dòng)力電池技術(shù)主要應(yīng)用于HEV；鋰離子動(dòng)力電池技術(shù)由于其能量密度更高、循環(huán)次數(shù)更多，被認(rèn)為是現(xiàn)階段BEV能源系統(tǒng)的主要解決方案。雖然當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室生產(chǎn)的鋰離子動(dòng)力電池可以實(shí)現(xiàn)較為理想的性能指標(biāo)，但其在大規(guī)模生產(chǎn)和成組使用的過程中仍然面臨一定的瓶頸。中國是鋰離子電池的生產(chǎn)大國，約占全球25%的市場(chǎng)份額，具有較好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。在鋰離子動(dòng)力電池方面，中國已經(jīng)形成了一批具有產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能力的企業(yè)，包括中信國安盟固利、比亞迪和天津力神等公司。但整體來看，國內(nèi)的鋰離子動(dòng)力電池生產(chǎn)技術(shù)距離國際先進(jìn)水平仍有差距，某些核心技術(shù)和材料（如隔膜、電解液用高純度六氟磷酸鋰等）尚未形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能力，電池產(chǎn)品在某些重要性能指標(biāo)（包括能量密度、壽命、一致性和安全性等）仍落后于國際先進(jìn)水平。與電池相比，電機(jī)與電控系統(tǒng)雖然對(duì)電動(dòng)汽車性能和成本的影響相對(duì)較小，但對(duì)于高性能的電動(dòng)汽車來說是至關(guān)重要的，應(yīng)當(dāng)?shù)玫阶銐蛑匾?。高性能的電?dòng)汽車對(duì)電機(jī)系統(tǒng)的要求很高，需要電機(jī)能夠具有恒功率輸出、高功率密度、較大的轉(zhuǎn)速范圍、快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)特性、高能量效率、在不同環(huán)境下保持可靠性、成本低等特征。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的電機(jī)在能源效率、控制精度和可靠性等方面仍落后于國際先進(jìn)水平，在產(chǎn)品研發(fā)和制造工藝上需要進(jìn)一步提升。電控系統(tǒng)可以稱作是電動(dòng)汽車的“大腦”，廣義的電控系統(tǒng)包括能量管理系統(tǒng)、可再生制動(dòng)控制系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力總成控制系統(tǒng)等。電控系統(tǒng)涉及到各個(gè)子系統(tǒng)功能的協(xié)調(diào)，對(duì)電動(dòng)汽車安全、穩(wěn)定的運(yùn)行至關(guān)重要；同時(shí)，電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平還將間接影響到電池組的使用壽命。目前，控制系統(tǒng)中的某些關(guān)鍵部件（如功率開關(guān)元件IGBT等）主要依賴進(jìn)口；同時(shí)由于電動(dòng)汽車的電控系統(tǒng)涉及到電氣電子、控制、汽車等多個(gè)領(lǐng)域，在國內(nèi)發(fā)展時(shí)間較短，國內(nèi)設(shè)計(jì)的電控系統(tǒng)往往存在自動(dòng)化程度不高、操作性差、故障率高等問題。企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)不僅需要加強(qiáng)研發(fā)，而且也亟需培養(yǎng)更多交叉學(xué)科的專業(yè)人才。對(duì)于電動(dòng)汽車的大規(guī)模使用，不能單純依靠政府補(bǔ)貼，更重要的是產(chǎn)業(yè)鏈能夠支撐大規(guī)模生產(chǎn)，具備商業(yè)化的能力。例如，要達(dá)到10%的滲透率，報(bào)告訪談專家們認(rèn)為必備的條件是：1）關(guān)鍵技術(shù)，尤其是電池技術(shù)達(dá)到相對(duì)成熟的水平，能量密度最好能夠提升1~2倍，從而顯著提高續(xù)駛里程；2）關(guān)鍵零部件，尤其是電池的生產(chǎn)成本實(shí)現(xiàn)明顯下降，縮小電動(dòng)汽車，尤其是純電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車價(jià)格的差距，從而使得沒有政府補(bǔ)貼，市場(chǎng)也愿意接受電動(dòng)汽車；3）大規(guī)模鋪設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，至少保證在城市地區(qū)電動(dòng)汽車用戶能夠輕松地找到充電設(shè)施?；A(chǔ)設(shè)施建設(shè)是電動(dòng)汽車未來得以大規(guī)模應(yīng)用的必要前提，已經(jīng)形成了整車充電和電池更換兩類充電站技術(shù)解決方案。目前國內(nèi)充電站尚未展開大規(guī)模建設(shè)，但由于看到充電站建設(shè)在未來給企業(yè)帶來的市場(chǎng)機(jī)遇，電網(wǎng)企業(yè)和石油企業(yè)在2010年紛紛制訂了雄心勃勃的建設(shè)規(guī)劃。但是，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在實(shí)際操作中不僅面臨著投資規(guī)模大、經(jīng)濟(jì)性差的問題，而且也面臨著充電接口和電池標(biāo)準(zhǔn)化問題所帶來的挑戰(zhàn)。作為新興技術(shù)，電動(dòng)汽車可能為中國的汽車產(chǎn)業(yè)帶來更多機(jī)遇。因此，社會(huì)各界