新能源汽车漫谈:(一)什么是新能源汽车?

2015年以来,新能源汽车行业已逐渐成为新能源领域内最为火热的分支,受到了产业界和投资界的密切关注。作为国内投资大环境的风向标,A股市场也对新能源汽车行业推崇备至,取2015年9月1日股灾结束以来至2016年7月26日的数据可以发现新能源车指数涨幅47.91%,同期上证综指下跌3.68%,沪深300指数下跌2.75%,新能源汽车板块跑赢大盘超50%。那么为什么新能源汽车行业能受到投资者如此热捧,行业的情况和未来发展又将如何?方旭资本将就新能源汽车行业献上我们的思考。

一、广义与狭义的新能源汽车

广义上新能源汽车是指采用非常规车用燃料(汽油、柴油)作为动力来源,或是使用常规车用燃料而采用新型车载动力装置的车辆。由于车载动力装置分为内燃机和电动机两类,广义新能源汽车可分为拥有电动机驱动系统的电动汽车和基于内燃机驱动系统的替代能源(天然气、乙醇、甲醇等)汽车两大类。对于替代能源汽车,其仍使用内燃机系统,除所使用的能源种类外,与传统汽车并无二致。考虑到甲醇热值约4800千卡每千克,乙醇热值约6530大卡每千克,远低于汽油热值约10490大卡每千克,这类替代燃料汽车在续航里程等关键参数上远逊于同级别传统汽车,因而竞争力有限。随着电动汽车技术的崛起,这一类型的新能源汽车受到的关注度已越来越少。目前资本市场主要关注的新能源汽车是狭义新能源汽车,其仅指上文所述的电动汽车。

二、狭义新能源汽车之电动汽车分类

根据车载动力系统的结构差别,电动汽车又可以分为混合动力汽车和纯电动汽车两类。混合动力汽车是指同时拥有内燃机和电动机的车辆,其一般可以分别依靠内燃机或电动机驱动,因此可以通俗地类比双人自行车。混合动力汽车目前可分为普通混合动力汽车、插电式混合动力汽车以及增程式混合动力汽车三类。

(一)混合动力汽车

普通混合动力汽车一般简称“混动汽车”,其基本结构如下图所示。在正常行驶过程中混动汽车主要依靠内燃机驱动。如果动力电池电量充足,那么车辆启动或者低速行驶时,完全依靠电动机驱动,但是续航里程极短。随着车速提高,内燃机开始驱动车辆行驶。当遇到坡道或者急加速时,内燃机和电动机共同驱动车辆行驶。混动汽车的动力电池容量很小,如雷克萨斯CT200h的动力电池容量为6.5Ah(与强力探照灯的电瓶相当),其在纯电模式下最远行驶距离仅3公里。混动汽车一般通过刹车时回收动能为动力电池充电或者利用车辆在行驶时发动机的多余功率驱动发电机充电,无外接充电装置。因为混动汽车的电动机系统分担了启动和低速行驶这样的高耗油阶段,所以其较传统汽车更省油。但由于混动汽车仍使用汽油作为实质上的唯一动力来源,其未能进入我国“新能源汽车补贴目录”,故无法享受补贴。加之额外的电动机动力系统导致了更高的车辆成本和更小的车内空间,混动汽车发展并不顺利,远落后于其他量产化的新能源汽车。

插电式混合动力汽车一般简称“插电混动汽车”或“插混汽车”,其基本结构如下图所示,较混动汽车增加了可对动力电池外接充电的插电口。插电混动汽车的动力电池容量较混动汽车有大幅提升,如比亚迪秦的理论续航里程达到70公里,其纯电模式可以满足一般通勤需要,因而被列入了“新能源汽车补贴目录”,可享受国家补贴。另一方面,插电混动汽车仍有内燃机系统,其可以利用传统汽车的加油网点解决车辆的续航问题。但是更大容量的动力电池意味着插电混动汽车的车内空间较混动汽车更为狭小,且由于插电混动汽车存在只烧油的道德风险,故未被部分地区认可(如插电混动汽车无法享受北京市地方补贴)。

增程式混合动力汽车一般简称“增程混动汽车”,其基本结构如下图所示,当电池组电量充足时其采用纯电动模式依靠电动机驱动车辆行驶,而当电量不足时,车内内燃机启动,带动发电机为动力电池充电,提供电动机运行的电力。增程混动汽车在插电混动汽车的基础上移除了服务内燃机的机械传动系统,这虽然节省了车内空间,但由于发动机不能协同电动机一起驱动汽车,增程式混合动力汽车在高速上的动力表现性能远不及普通混合动力汽车和插电式混合动力汽车,比起普通汽车也仅有起步和加速上的优势而已。总体来说,增程混动汽车与插电混动汽车类似度较高,均能享受国家补贴政策,也同样不为北京等地区认可。

(二)纯电动汽车

纯电动汽车是只使用电动机和提供电力的电池源构成的基本结构如下图所示,其驱动系统较传统汽车简单很多,无变速箱等零部件。由于结构简单,纯电动汽车周期性保养项目较普通汽车更少、保养费用更低,一般仅更换齿轮油、刹车片即可。纯电动汽车完全依靠电能驱动,杜绝了烧油的可能,更符合国家战略要求,因而其不仅可享受较插电混动汽车更高的国家补贴,还能享受到各地的地方补贴政策。此外,纯电动汽车的安静程度较普通汽车好很多,且电动机具备低转速高扭矩的特点,这使得纯电动汽车起动和加速性能也很好。

根据动力系统的能量来源不同,纯电动汽车可以分为动力电池汽车、燃料电池汽车和太阳能汽车三类。然而目前来看,真正意义上实现产业化的纯电动汽车仅有动力电池汽车一类。那么究竟为何动力电池汽车能够脱颖而出,燃料电池汽车和太阳能汽车未来是否可能产业化?方旭资本将会继续为大家带来思考。

(来自方旭资本  原著:中国科学院 徐余颛)


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原创:徐余颛,中科院凝聚态物理博士在读。