鄰里電動汽車(Neighborhood Electric Vehicle),即高爾夫球車類輕型車輛,一般只在區域性空間使用,很少有國家允許該車種正式上路。
盡管鄰里電動汽車一直在上路問題上受到冷遇,但其具有小巧、輕便的特點,如果利用得當,可勝任多項工作。再加上鄰里電動汽車造價低廉、高度環保的特性,未來完全有能力成為電動汽車家族又一主要成員。
區域性環境使用量占全球市場70%
一般來說,鄰里電動汽車普遍應用在區域性環境下,如學院、大學、軍事基地、機場和大型跨國企業等。鄰里電動汽車在這類區域性環境中的使用量占全球市場的70%。例如,經常通過電影、電視等媒體看到的消費者駕駛該車種自由行駛于高爾夫球場就是最常見的應用實例;大型自動化車間中,工作人員駕駛鄰里電動汽車穿梭于多點一線的密閉空間也可減輕勞累程度;若將鄰里電動汽車車身設計成輕型皮卡,也可在有限范圍空間實行工廠搬運作業。
(圖1, 圖2)
然而,盡管很多國家不允許鄰里電動汽車上路,但很多駕駛者發現鄰里電動汽車在使用上完全有能力代替其他輕型汽車(Light-Duty Vehicle)完成各種任務。例如,鄰里電動汽車在非正常路面行駛,可通過修改車型而扮演搬運貨物或載人角色,這樣在港口地區或風景光觀賞區都可被適當使用。
在北美洲,鄰里電動汽車的主要私人購買人群在40-60歲年齡段,通常是作為家庭的第二輛或第三輛出行工具,并且只在特定的社區使用。北美目前有12個特定社區設有專門為鄰里電動汽車行駛的道路。然而,開發商們正計劃大幅提升鄰里電動汽車的使用率,人口密集的購物中心和公共綠地成為他們的下一個目標。
亞洲的日本目前已經研發出用于家庭購物的鄰里電動汽車,名為Miluira,該車單次充電行駛里程雖然僅為5公里,但充電時間只需1分鐘,預計2012年上市。
(圖3)
多選擇鉛酸電池以保持成本優勢
(圖4)
鄰里電動汽車可謂是所有新能源汽車里造價最低廉的車種。為了實現成本優勢最大化,目前所有鄰里電動汽車使用的都是新能源汽車領域里造價最低的深度循環鉛酸電池(deep-cycle lead-acid battery,放電比率達到總電量50-80%的電池均可稱為深度循環電池),每千瓦時的鉛酸電池造價僅為100-200美元不等。
(圖5)
通過圖表可見,鉛酸電池的比能量與比功率相比其他種類電池成倍減少。然而,鉛酸電池性能雖然較低,卻正好適合鄰里電動汽車的使用要求。
當前,鄰里電動汽車采用的鉛酸電池主要有溢流式、凝膠式、吸液玻璃隔板式三種。
溢流式(Flooded):極板由鉛和鉛的氧化物構成,電解液為硫酸水溶液。溢流式電池電能儲蓄量低,使用壽命短,并且日常維護頻繁(充電時,電池正負極因內部化學反應而分別生成氧氣和氫氣,從而造成電解液減少,需不定時加水)。溢流式電池的造價相比另外兩種要低近40%。
(圖6)
凝膠式(Gelled):電池盒內部由一個類似二氧化硅的加厚膠體包裹住電解質,通過特制的活塞密封電池本身,并調節內部壓力,以起到保護作用。因此,凝膠式鉛酸電池的安全性和使用壽命比溢流式要高。
(圖7)
吸液玻璃隔板式(Absorbed Glass Mat):玻璃隔板式同凝膠式相似,電池盒內部通過類似玻璃纖維的固狀物包裹電解質。由于其堅硬度強于凝膠式,因此可被密封于閥控鉛酸電池中。
(圖8)
主流充電方式:三相交流電源+獨立式充電器
(圖9)
鄰里電動汽車搭載的電機可通過直流電和三相交流電兩種方式獲得電力。直流電機結構簡單,所需電控較少,因此其重量和造價都會較低。相比直流電機,交流電機的結構更為緊湊、動力更強,通過輕量化設計可減輕電機重量,但相應也增加了成本。
而鄰里電動汽車的充電設施分為板載式(onboard 直接固定在汽車上)和獨立式(外接充電設備)兩種。盡管絕大多數制造商為了使用方便,都為鄰里電動汽車安裝了板載式充電器。但車主一般都會將其更換為獨立式,因為可以拆卸、攜帶靈活,使用獨立式充電器可進一步降低鄰里電動汽車成本,同時也并未增添太多不便。
自身固有的安全隱患成上路障礙
鄰里電動汽車體積小、質量輕,安全性無法通過國際檢測機構的碰撞測試,因此如若在正常機動車路面上行駛會存在嚴重安全隱患,這也是許多國家不允許其上路的根本原因。
鄰里電動汽車所使用的鉛酸電池在電動汽車行業里被認為是最不安全的一種電池,由于兩極壓差很大,放電過程中碰觸金屬等物體后容易造成短路或起火。另外,鉛酸電池對工作環境要求很高,其最佳使用溫度在15-35攝氏度之間。因此,在四季分明的國家,鉛酸電池在冬夏兩季使用將無法達到最佳狀態。
美國國家高速公路安全局(National Highway Traffic Safety Administration)將鄰里電動汽車稱之為”低速車輛”,并規定其正常上路需符合的相關條件:限速56公里/時,需裝載同傳統汽車相同的一系列設備————安全帶、照明系統、擋風板等。加拿大的相關規定同美國相同。相比之下,歐洲對其路面限速標準更高,最高時速不得高于45公里/時。歐美國家限速,是為了在一定程度上控制鉛酸電池大功率放電而引起過高電壓,從而造成失火。
全球最大使用量在北美洲
目前,鄰里電動汽車在全球市場上的表現并不樂觀,世界大部分國家對這一車種并未給予太多關注,甚至部分國家還對其正式上路持排斥態度。
美國和歐洲多個國家都在試圖讓更多的人購買鄰里電動汽車。美國聯邦政府通過減免稅收(最大2500美元)的方式刺激這一車種的市場銷售。歐洲各國目前雖然主要鼓勵購買電動乘用車,但鄰里電動汽車也被納入鼓勵購買之列。然而,亞洲三大汽車制造國————中、日、韓對這一車種的發展少有貢獻,尤其在中國,民用鄰里電動汽車甚至明令禁止在某些城市上路。
目前,鄰里電動汽車的最大使用量在北美洲,以美國和加拿大為主。但兩國的鄰里電動汽車普及率相差甚遠。加拿大僅有3個州準許非常少量的鄰里電動汽車上路,而美國43個州的路面上都可看到鄰里電動汽車的身影,另外還有3個州的州政當局準許該車種在非主路上使用。
在歐洲,鄰里電動汽車被稱為”四輪環保車”(Quadricycle)。從字面上看,該稱呼與美國定義的”低速車輛”(Low-speed Vehicle)大同小異。然而,歐洲又將鄰里電動汽車分成輕型和重型兩種,兩種車型裝載的電機功率上限分別為4千瓦與15千瓦。輕型鄰里電動汽車可用于類似高爾夫球場的半封閉場所,重型的則可用于城市路面。目前,法國鄰里電動汽車的研發遙遙領先歐洲其他國家,其代表車型為雷諾Twizy。
(圖10,左圖右參數)
而在亞洲,僅日本對鄰里電動汽車有特殊稱謂————”電機化四輪車”,并且沒有限速、特定的安全設施等上路規定。中國對鄰里電動汽車的應用已經開始,主要在海邊城市使用,常見的應用車型為巡邏警車,但并未作為家用電動車出現在路面上。同樣被列為汽車生產大國的韓國則對該車種暫無明顯關注。
(圖11)
美、法最有可能成為未來發展的主要推動國
隨著傳統能源價格的持續上漲以及社會老齡化問題的日益嚴重,使用具備環保特性的鄰里電動汽車無疑是符合這一發展趨勢的。
目前,鄰里電動汽車主要集中在美國和法國市場,當前平均年銷量分別為14737輛和2331輛。派克研究院研究人員經過計算,鄰里電動汽車2017年的全球銷量預計僅能達到54806輛,只占汽車這塊巨大市場的一小部分,而且依然主要集中與美國和法國。雖然這兩大主要市場目前在該車種的銷售上還處于自供自銷,但最有可能成為未來鄰里電動汽車發展的主要推動國。
(圖12)
(圖13)
鄰里電動汽車在汽車市場上暫時尚未被明確分類。研究認為,2011年至2017年間,鄰里電動汽車若能每年如期增長6.6%,同比增長率將是輕型電動車兩倍,那么,將很有希望成為電動汽車家族又一主要成員出現于新能源汽車市場。
(本報告來源于2011年派克研究院研究報告《Neighborhood Electric Vehicle》)
( 編輯/姜蒙 )
來源:第一電動網
作者:姜蒙
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