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1、我国新能源汽车发展趋势摘要：随着我国经济发展和居民收入的提高，加入WTO 短短几年时间，我国已成为世界第一大汽车市场。 然而，在汽车产业快速发展的同时，我国石油供给却持续出现紧张， 对外依存度不断提高， 汽车造成的环境污染和温室气体排放严重威胁我国的可持续发展。 因此，在发展汽车产业方面， 我国应当防止重走发达国家“先污染后治理”的老路，积极发展新能源汽车。本文将以当今国际上新能源汽车领域的发展为例，对我国新能源汽车的发展趋势进行分析。关键词：新能源汽车汽车企业趋势一、新能源汽车动力源要求一优秀的动力性能也就是对于行驶要有必要的扭矩和动力。汽油发动机作为动力装置所要求的基本性能，经过常年的技术
2、积累，也已变得非常成熟。二低成本因为是大众化商品，低成本生产是其基本。从这一点来讲，备齐生产设备，以大量生产来降低成本的汽油发动机具有明显的优势。因为设备需要巨额费用，长时间使用就可以削减成本。因此，从某种意义来讲，生产厂并不希望被新的动力源取代。三维持费用低，燃料供给容易如果石油的价格高涨，汽油发动机就会失去它的优势，不过，现在来看还不成问题。另外， 燃料的供给问题，只要有现有数量程度的加油站，汽油机的燃料供给是非常容易和方便的，汽油机在这点上优势非常大。基础设施完备是极其重要的。四对环境的负荷少对汽油发动机规定了排气限值，不能超过这个限值。 现在依靠以电子控制技术为主的技术进步，已经发展到
3、了相当的水平。 当然混合精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页动力车与燃料电池车等在这一点上优于汽油发动机，但是尽管排气管制变得越来越严格， 凭借技术的进步， 汽油发动机仍可以到达管制的要求，汽油发动机的生命力是很强的。五小型实用化相同大小尺寸的汽车，人与货物的可用空间越大实用性就越好。动力系统尽可能地小型化是很重要的。从这一点来说， 当今的汽油发动机是无与伦比的。六可靠性、耐久性好不易发生故障，无论在什么样的恶劣环境下都能顺利地发挥作用是很重要的。尤其在这一点上，因为长期技术进化的锤炼，汽油发动机是最能够让人安心使用的
4、动力源。综合来看，汽油发动机的发展前景有两点是处于劣势的：维持费用；排气性能。对汽油发动机的劣势点人们凭借着持续不断的技术改进使其寿命得到了显著的延长。因此，燃料电池不能匹敌于汽油发动机的低成本；燃料供给；可靠性与耐久性等可以在多大程度上接近汽油发动机就成了最关键的问题。这并不是轻而易举的事， 世界上的汽车厂家为了汽车技术的进步而不懈努力，已花费了 100 余年的时间， 现在的汽油发动机是人类智慧的结晶。二、新能源汽车的分类新能源汽车所包括的范围较广，大致可分为: 电动汽车：纯电动汽车；混合动力( 电动) 汽车；燃料电池电动汽车。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
5、- - - - - - -第 2 页，共 9 页气体燃料汽车： 装备以液化石油气、 天然气或煤气等气体为燃料的发动机的汽车。两用燃料汽车： 具有两套相对独立的供给系统，一套供给天然气或液化石油气， 另一套供给天然气或液化石油气之外的燃料，两套燃料供给系统可分别但不可共同向气缸供给燃料的汽车，如汽油/压缩天然气两用燃料汽车，汽油/液化石油气两用燃料汽车等。双燃料汽车： 具有两套燃料供给系统， 一套供给天然气或液化石油气，另一套供给天然气或液化石油气之外的燃料，两套燃料供给系统按预定的配比向气缸供给燃料，在汽缸混合燃烧的汽车， 如柴油压缩天然气双燃料汽车，柴油液化石油气双燃料汽车等。另外，还有利用
6、太阳能、原子能等其他能量形式驱动的汽车。三、我国新能源汽车发展趋势一混合动力汽车在国际上，混合动力多指混合动力电动汽车Hybrid Electric Vehicles， 简称 HEV ， 指将电力驱动于辅助动力单元 Auxiliary Power Unit，简称 APU合并到1 辆汽车上做驱动力，辅助动力单元是燃烧汽油、柴油或是天然气等代用燃料的原动机或动力发电机组。混合动力电动汽车将原动机电动机储能装置组合在一起，使其融合了内燃机汽车和电动汽车的优点，具有节能、环保等多方面的综合优势1。目前，混合动力车的动力装置有3 种不同的布置形式：串联式、并联式和混联式。日本已经成为世界混合动力车的“龙
7、头”企业，丰田、本田等汽精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页车公司的混合动力轿车已经大量生产并在全球大量销售。丰田公司的PRIUS 目前已发展到第 5 代，至 2008 年 6 月，累计销售量达150 万辆。早在 20 世纪 90 年代，我国就开始了有关电动汽车的研制，经过不懈地努力已取得了一系列可喜的成果。2007 年长安汽车集团自主研发的首款混合动力轿车杰勋HEV 在第五工厂下线； 由一汽集团开发的奔腾 B50 和东风汽车公司的S30BSG混合动力车均亮相2009上海国际汽车展。二纯电动汽车纯电动汽车是指完全以电机
8、为动力源的汽车。作为“零排放”汽车，纯电动汽车本身并不排放CO、NOx、CO2和其他有害气体。长期以来制约其发展的瓶颈是蓄电池技术。目前常用的电池有： 铅酸电池、镍镉电池、 镍氢电池和锂离子电池等。锂离子电池因具有较高的电池单体电压、高的比能量和比功率，将成为21 世纪电动汽车的主宰者2-3。在 2009 年初北美车展上展出的道奇Cricuit 和日内瓦车展上亮相的丰田 FT-EV 代表了电动汽车的先进水平。在“863”电动汽车专项的支持下，我国电动汽车的关键技术已经取得突破性进展。搭载锰酸钾动力蓄电池的纯电动汽车，不仅完成了国家标准规定的所有试验，还进行了动力电池的各项试验，并在2006 年
9、完成了国际首例整车正面碰撞试验，证实了高性能纯电动汽车产品的安全性。2009 年，比亚迪的E6 纯电动轿车实现了与F6 同平台生产，采用磷酸铁锂锂离子蓄电池，实现了商业化推广。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页三燃料电池汽车燃料电池汽车 FCEV是指使用燃料电池的汽车，燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能，通过电极反应直接转化为电能的装置，一般以质子交换膜燃料电池作为车载能源。通用汽车公司发展燃料电池汽车已有40 多年的历史，从氢动1号到雪佛兰 Equinox，已逐步向商业化方向发展。我国燃料电池汽车研发采用
10、与国际同领域权威单位不同的技术路线。在“十五”国家“863”电动汽车重大专项、 “十一五”国家“ 863”节能与新能源汽车重大项目的支持下，取得了一系列的成果。2005 年由东风汽车公司和武汉理工大学合作联合研发的东风燃料电池电动汽车“楚天一号”通过验收， 有完全独立的自主知识产权，其整车到达国内先进水平，与国际水平同步。 同济大学和上汽集团等单位通过产学研紧密合作，已经成功研制出我国第4 代拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车样车。目前，世界上许多国家都投入了大量的资金对燃料电池车进行积极的研发，欧盟、 美国、日本等发达国家和地区都已经多次对燃料电池公共汽车示范。 尽管如此， 氢的存储和质子
11、交换膜的成本仍然是燃料电池车的发展瓶颈。 目前，国际上普遍采用的是高能量密度的液态氢。除此之外， 人们也努力在探索利用金属氢化物储氢、活性炭吸附储氢以及炭纳米罐储氢。 大量氢的生产供给与基础设施，建设成本过高，造成燃料电池车的应用一直局限于公共汽车领域。现在，销售的燃料电池车一台少则几百万人民币，多则上千万，一般消费者可精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页望而不可及，无法走入千家万户。燃料电池车本身成本高是一方面，另一方面是如何获得氢的问题。作为燃料的氢自然界存在有限，必须人工制取。而制取氢需要能量，如电解水制氢，消耗
12、电能较大，成本较高。只要不使用自然能和原子能，制取氢时便产生CO2。如：用焦炭或白煤制氢，即在高温下使碳和水蒸气发生反应，该反应过程为: C+H2OCO+H2CO+H2OCO2+H2对于天然气和石油，可在脱硫后与过热水蒸汽一起进入转化炉，在镍催化剂的作用下转化为H2、CO 和 CO2的转化气，通过水煤气反应使 CO 转化为 H2，然后经增压冷却再进入变压吸附塔，可得到高纯度氢如图 1 ，该过程反应为 : CH4+H2OCO+3H2CO+H2OCO2+H2图 1 天然气和裂解石油制氢流程石化燃料包括煤、石油和天然气等制氢时产生的CO2，其量比制取汽油和柴油时产生的CO2的量要多。现在燃料电池车的
13、拥有数量有限，还不成问题，但是，当拥有数量到达一定程度时，制取氢时耗能、产生大量的CO2，就可能成为新问题。因此，尽可能地不产生 CO2而高效制氢的方法假设不确立， 燃料电池车也很难成为节能减排的对策车。CO2纯洁氢气氢气水蒸气天然气脱 硫转化炉吸附塔精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页（四）液体燃料汽车醇类醇类燃料是替代燃料的一种，分为甲醇和乙醇燃料。目前，甲醇汽车技术尚不成熟， 且由于甲醇本身毒性大、 燃料热值低、经济性差、腐蚀性大，属不可再生资源， 所以甲醇燃料的发展并未得到更大的推广，只能是一种值得考虑的替代能
14、源。与甲醇燃料不同，乙醇燃料以玉米、蔗糖等农作物为原料，采用生物发酵方法生产，排放性优于汽柴油，是一种可再生的清洁燃料。 车用乙醇燃料是指把变性燃料乙醇和汽油或柴油按比例混配而成的车用燃料。目前，乙醇在汽油机上的应用已经成熟。 但乙醇在柴油机上的应用仍处于研究阶段，还存在燃烧混合、燃烧、排放等诸多问题。五气体燃料汽车燃气汽车， 即以天然气和石油伴生品等气体为燃料的汽车，主要有压缩天然气汽车 CNG 、液化天然气汽车 LNG和液化石油气汽车 LPG3 种。燃气汽车具有燃烧彻底，排污少等特点，在我国主要用于城市公交汽车。在国家“863”计划“节能与新能源汽车”项目中，燃气汽车的研究应用课题占有主导
15、地位。国家已经制定了“天然气综合利用规划”，目前，全国已有 20 多个城市使用和推广燃气汽车。 随着技术的进步和生产的发展， 燃气汽车的应用范围将越来越广。六太阳能汽车太阳能汽车就是利用太阳能电池将太阳能转换为电能，并利用该电能驱动车辆行驶。从20 世纪 70 年代后半期到 80 年代前半期，太阳能汽车在实验室诞生。1984 年，世界首届电动汽车与太阳能汽车精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页比赛在瑞士举行， 成为了太阳能汽车赛事的创始者。日本的太阳能车赛事起步较晚，但后来居上，层出不穷，如：1989 年的“朝日太阳能
16、车拉力赛”，1991 年的“北海道太阳能车赛” ，1992 年的“铃鹿太阳能车赛”和“能登太阳能车拉力赛”等，都在世界范围内产生了一定的影响。太阳能汽车清洁、环保，可以说是真正“零排放”的交通工具。但太阳能汽车受阳光强弱、 太阳高度角、气候等因素的影响较大，其实际应用存在一定局限性， 一般只涉及汽车的辅助电源系统。太阳能电池所提供的能量只能用于车辆的电器、仪表等，或是对车载蓄电池进行充电。太阳能汽车实用化必须满足： 1光照充足，为驱动汽车提供足够的能量来源；2对速度或载重的要求不高；3在光照条件欠佳的情况下， 车辆仍能通过与电动模式， 甚至人力模式的结合进行驱动。现阶段主要应用于观光游览车。七
17、生物燃料汽车生物燃料包括醇类燃料和生物柴油。醇类燃料分为甲醇和乙醇。甲醇具有高辛烷值、低污染和无排烟等优点，但其毒性大、燃料热值低及腐蚀性大， 而且甲醇汽车技术尚未成熟， 所以甲醇燃料的发展并未得到更大的推广4。但近年来，以甲醇为燃料的燃料电池的开发有望促进甲醇燃料汽车的发展。 使用乙醇燃料是全世界最为常见的一种燃料替代方案。 燃料乙醇作为燃烧清洁的高辛烷值燃料，是一种成熟和安全的可再生能源，可从谷物、玉米和小麦等农作物中制取。美国是使用乙醇 /汽油混合燃料的先驱，其“五碳糖发酵制乙醇技术”方精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，
18、共 9 页面取得的重大突破为乙醇燃料生产成本的降低提供了技术保证。巴西作为乙醇燃料汽车最流行的国家， 其市场上最新型的车款都安装了油气浓度传感器， 可以自动感知燃料箱内不同性质的燃料，做到与普通汽油柴油的自然替换。我国已经超过欧盟成为乙醇燃料的消费大国。但是，目前燃料乙醇的生产需要消耗大量的粮食，特别是近年来的全球粮食危机使合理解决“汽车与人争食”的问题势在必行。生物柴油具有替代石油和降低柴油机排放的双重效果，比乙醇更容易用于柴油机。生物柴油是一种可再生能源，以含油植物、动物油脂以及废食用油为原料制成。其硫含量低， 生物降解性高达 98%，可大幅减轻意外泄露对环境的污染，对于各种车辆具有良好的
19、适用性，因此各国将其作为新型替代燃料予以高度重视。欧洲是世界上生物柴油发展最快的地区， 2010 年产量可达 830 万吨。根据欧美国家的测试，生物柴油在保持汽车性能不变的同时，还降低了发动机的磨损。试验说明， 20%生物柴油与 80%传统柴油 B20相混合的使用效果最好5。参考文献：1 王海良 . 2007 中国汽车工程学会年会论文集C. 北京 : 机械工业出版社, 2007. 2 彭红涛 , 李峥, 朱禹等 . 关于我国新能源汽车的发展现状和一些思考J. 汽车科技 , 2009(5): 1-4. 3 刘平 , 林巧 . 未来汽车新能源J. 西昌学院学报 (自然科学版 ), 2006, 20(4): 66-68. 4 刘延林 . 新能源汽车发展趋势的研究与探讨J. 沿海企业与科技 , 2008(5): 34-38. 5 蒋德明, 黄佐华 . 内燃机替代燃料燃烧学 M. 西安: 西安交通大学 , 2007.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页