记者:董川峰 戴越庭 林劲榆
1887年,轿车在德国问世,1958年,国产轿车在长春诞生,中国迟了70年;2000年,混合动力轿车在日本、美国上市,国产混合动力轿车最晚将在2010年上市,中国与世界差距不足10年;研发氢动力轿车,上海已经逼近世界最高水平……
深感时不我待的国人正在不断缩小这种差距:上汽股份联合同济大学等共同研发的“超越”氢动力轿车,仅仅用4年时间就走完了国际汽车巨头十几年的路,投入却不及他们的百分之一,而且拥有完全自主的专利技术。
如今,国家推进可持续能源战略已经进入实质性操作,中央“十一五”规划中明确指出,鼓励生产和使用节能环保型汽车。
在上海,《优先发展先进制造业行动方案》中提出,尽快形成新能源汽车自主知识产权和自主品牌,积极推进新能源等新兴产业的发展。
上海研发新能源汽车由此提速——
我们已将新能源汽车发展方向锁定在燃料电池车,可替代能源燃料汽车、混合动力轿车、氢动力汽车,依次代表了我们发展新能源汽车产业的三个阶段性方向。而100多项已经拥有或正在申报的专利,以及将源源不断创造出来的新技术,必将成为上海未来汽车工业发展的强大推动力。
从外观看,“超越三号”与桑塔纳3000轿车几乎没有区别。原来它采用的就是桑塔纳3000的车身,但掀开车盖,就会发现里面有两只结实的罐子,装的就是作为燃料的氢气。
普通车壳不凡“芯”
装载第三代氢燃料电池发动机的“超越三号”,等待国家863专家组的验收。这意味着超越车型完成了“十五”期间的研发任务,并已开始谋划新一轮发展。“超越三号”和它的前辈“超越一号”、“超越二号”,组成了上海开发新能源汽车最具代表性的汽车系列。
近日,记者来到同济大学,现场触摸了“超越三号”。
从外观看,“超越三号”与上海大众桑塔纳3000轿车几乎没有区别。现场技术人员解释说,它采用的就是桑塔纳3000的车身,但掀开车盖,就会发现车里面有两只结实的罐子,装的就是作为燃料的氢气。为了让记者有直观的认识,同济大学负责汽车实验驾驶的张立军老师发动了汽车,记者发现,随着车子的启动,后面的排气管里竟然滴滴答答流出的是水,而不是烟。张立军戏称,可以用杯子将这个水接来喝呢。
汽车学院院长余卓平笑着解释说,其中原理很简单,因为使用氢气作为燃料,通过化学反应产生电流驱动汽车并排出纯净水,所以它没有污染,并且彻底摆脱了传统汽车对石油的依赖。今年11月,在上海市第七届国际工业博览会上,第三代燃料电池轿车“超越三号”登场。用行家的话来说,氢是一种最佳的车用能源载体,氢燃料电池不仅高效、低噪音,而且无污染、无二氧化碳排放。由于氢元素可从多种物质中提取,并可再生,所以其实用价值已经不能简单用“省油”来衡量。
据余卓平透露,“超越一号”的时速从0到100公里需要30多秒,如今“超越三号”只需要18秒,加速性能得到明显改善。
充满一次氢气,“超越三号”能开多远?对此,同济汽车学院氢能技术研究所所长马建新说,一次充2.5公斤氢燃料能行驶200多公里。以前“超越一号”驶100公里需要耗费1.1-1.2公斤氢气,现在“超越三号”只要0.9公斤氢气,折合成汽油不到3.5升。
“今年年底、明年年初,10辆我国自主研发的氢动力轿车就将驶上街头。我们的目标,是让天更蓝,水更清。”余卓平自豪地说。
陈良宇、韩正同志先后考察“超越”系列轿车的研发,使“超越”不断加速超越。
市领导两驾“超越车”
在同济大学汽车学院办公室墙上,记者看到两张上海燃料电池汽车开发时间表,上面明确标明项目所需要的时间、流程,一环扣一环,有的项目时间甚至精确到天。
难怪他们的4年会相当于国际同行的10多年!
而在如此“风速”的背后,是研发团队成员夜以继日的工作,是市领导的多次调研、鼓劲。
2003年10月27日上午,市委书记陈良宇来到同济大学,调研新能源汽车研发工作,并围绕上海在新一轮发展过程中如何更好地实施“科教兴市”战略进行探讨。这一天,他首先察看了同济大学燃料电池汽车动力系统有限公司和新能源汽车工程中心实验室,详细了解了燃料电池的工作原理、采用氢燃料的电池轿车“超越一号”主要零部件构成,以及研发过程中各类实验仪器的配备等情况。随后,他饶有兴致地来到南校区操场,握起方向盘驾驶“超越一号”,亲身体验燃料电池轿车的性能。
2004年10月12日上午,市委书记陈良宇,市委副书记、市长韩正参观了“2004年清洁能源汽车挑战赛”。在比赛中,“超越二号”与全球150多辆洁净能源汽车同台亮相,结果在氢动力燃料电池轿车的7项测试中获5项A的佳绩。比赛结束后,陈良宇、韩正先后驾驶一辆“超越二号”燃料电池轿车,在F1赛道上奔驰起来。
在市领导的指导、鼓励下,“超越”不断加速超越。
“我们的第一步就走对了,选择了车载气态氢供应装置。”余卓平告诉记者,上海氢动力燃料电池轿车项目刚上马时,国外类似轿车都装载氢气生产设备,先利用车载设备将汽油或甲醇生成氢气,再用氢气发电产生动力,而上海采用的车载气态氢供应装置技术方案,结果证明是正确的,国际同行现在也调整到这条道路上来了。
上海氢动力燃料电池轿车的另一次正确决策,是选择“电电混合动力”,就是在燃料电池之外再搭一块电池。“电电混合”的好处在于,它能解决纯燃料电池功率不够大、动力不足的问题,当轿车启动的时候,可以借助电池增大功率,当轿车刹车时,又可以把动能转换成电能,这尤其适合城市路况。实践证明,上海这步棋再次走对了。
“当然,我们也有需要尽快攻克的技术难关。”余卓平说,“超越三号”比普通桑塔纳轿车重200公斤左右,而一些国际汽车巨头能做到类比只重了50公斤左右,因为它们在氢气罐的技术上取得了突破,罐内承压能力增强,能在同样体积的罐子内装下更多氢气,因此可以在车上减少一个罐子,不仅使整辆车大大减负,车速也有所提高。
上海已经形成了系统的新能源汽车的发展思路,将通过短期、中期和长期目标分三步实现产业化。
研发思路分“三步走”
近期,石油燃料汽车仍将占主导地位;2010年后,汽车燃料进入多元化时代,非石油燃料将与石油燃料结合获得广泛的商业应用;2020年后,氢燃料应用得到快速发展,以多种能源为基础的氢燃料将逐步上升为主导型燃料。与之相对应,汽车动力系统也将逐步从内燃机到混合动力,然后到氢能燃料电池动力——几乎所有的汽车研发专家都这样告诉记者。
根据这一规律,上海已经形成了系统的新能源汽车的发展思路,将通过短期、中期和长期目标分三步实现产业化。其中的每一步,都需要依靠自主创新。
短期目标是二甲醚等可替代能源汽车研发。我国第一台不以柴油为燃料,改用二甲醚为燃料的城市客车,已在上海的街头亮相。该课题负责人、交大长江学者黄震教授告诉记者,明年将有30辆二甲醚公交客车驶上上海街头,2008年全面实现产业化。
混合动力轿车有望在未来5-10年内大规模替代传统燃油汽车,成为上海汽车工业中期的产业化目标。上海大众将在2008年生产500辆混合动力途安,预计2010年实现规模投产;由上汽工程院与上海交大等联合开发的“申新动一号”已研发成功,这款车以现有公交车动力平台为基础,采用了不同的混合动力方案,能够自主回收能源,并具有自主知识产权;上海华普与同济的混合动力合作项目“登程一号”也已研发成功……
在进入混合动力汽车前,摆在上海科研人员面前的难题是:混合动力轿车一般都与自动变速器相配合,而国内没有成熟的自动变速箱技术,如果发展自动变速混合动力轿车,势必在研发阶段就要依赖国外技术,自主品牌和知识产权的目标将无法实现。
“燃料电池汽车技术是全球汽车领域竞争的焦点,耽误一天都有落伍的危险。我们需要不断创新!”上海华普汽车副总经理潘燕龙向记者表示,发达国家没有将混合动力轿车匹配到手动变速箱上,这并不意味着这是不可突破的定律。最终,交通大学和上海华普的科研人员在多次尝试后,将手动变速箱与混合动力系统成功配合。这项技术率先在国内研究成功。