仁人教育新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 新能源汽車是全世界正在進行研究的熱點項目，世界汽車大國如中國、日本、美國、德國等都投入了大量的人力、財力進行相關的研究和推廣。在當今社會，汽車已經和每個人的生活息息相關，也是國內外科技實力競爭的一個關鍵點。發(fā)展新能源汽車是解決全球能源和環(huán)境系統(tǒng)嚴峻問題的必由之路，是汽車行業(yè)技術和產業(yè)革新的必然趨勢。發(fā)展新能源汽車對解決能源和環(huán)境系統(tǒng)問題以及提高國家的綜合能力具有非常重要的意義。一方面解決能源短缺、環(huán)境污染、氣候變暖等全球汽車行業(yè)面對的共同問題。近年來，我國汽車產業(yè)發(fā)展迅速，國內汽車保有量呈遞增趨勢。預計2015年的汽車保有量將達到1.5億輛，2020年中國的汽車保有量更是將達到2億輛以上。傳統(tǒng)汽車在行駛過程中會產生大量的有害氣體，排放的污染物有碳氫化合物、氮氫化合物、一氧化碳、二氧化硫等，對人類健康也有很大的影響。此外，傳統(tǒng)汽車主要采用燃油發(fā)動機，排放大量的溫室氣體，影響全球的氣候變化?，F(xiàn)有的車用內燃機的動力技術的改進處于一種漸進式的狀態(tài)，進展緩慢，已經不能應對環(huán)境、能源系統(tǒng)的挑戰(zhàn)，汽車行業(yè)亟待一場革命性的技術變革。另一方面，汽車產業(yè)對一個國家的經濟發(fā)展起到了巨大的作用，帶動鋼鐵、機械加工、電子等多個行業(yè)的發(fā)展，容易形成產業(yè)集群，是提升一個國家國際競爭實力的重要因素。相對于歐美國家，我國的汽車工業(yè)起步較晚，一直采取以市場換技術的方式推動汽車行業(yè)的發(fā)展，沒有形成原始創(chuàng)新的技術，沒有形成自己的關鍵技術。新能源汽車方面，世界各國處于同一起跑線上，我們國家只有大力發(fā)展新能源汽車，才能在汽車工業(yè)上實現(xiàn)“彎道超車”，才能有機會與西方發(fā)達國家在汽車工業(yè)上一較高下。1 新能源汽車的定義及種類根據(jù)我國汽車產業(yè)發(fā)展政策的有關規(guī)定，國家發(fā)展和改革委員會制定了新能源汽車生產準入管理規(guī)則（后文簡稱規(guī)則），提出了新能源汽車的新概念。實用非常規(guī)車用燃料來作為動力源的汽車便是新能源汽車，綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，汽車擁有先進的理論和技術，結構也較為新穎。規(guī)則還指出：新能源汽車包括純電動汽車（BEV，包括太陽能汽車）、混合動力電動汽車（HEV）、燃料電池電動汽車（FCEV）、其他新能源（如超級電容器、飛輪等高效儲能器）汽車等。新能源汽車出現(xiàn)以來，動力形式主要有混合動力、純電動、燃料電池三種。這也是當前世界各國主要的研究方向?；旌蟿恿ζ囋谄嚿吓渲昧藘煞N動力系統(tǒng)，一般是在傳統(tǒng)燃料的動力系統(tǒng)基礎上再匹配發(fā)電機、電動機等以電能為動力的系統(tǒng)。在混合動力汽車中，電能的來源主要有三種方式，一是采用外部充電，即通過充電樁直接給汽車中的蓄電池充電。二是采用能量回收裝置，在車輛運行過程中將制動時、下坡時、怠速時的能量回收，轉換為電能存儲在蓄電池中。三是采用前述兩種方式的組合，既可以直接給蓄電池充電，也配有能量回收裝置。純電動汽車，從字面就可以看出，該類汽車采用電能為唯一的動力來源，無需內燃機或其它動力裝置。純電動汽車只有電能一種動力來源，在行駛過程中沒有尾氣排放，也不會形成二次污染，是一種“干凈”的汽車。純電動汽車由于受續(xù)航里程、充電樁的數(shù)量及位置的影響，目前主要在短途使用人群中推廣使用。燃料電池汽車的工作原理是，其燃料是氫，氫會在燃料電池中和氧氣發(fā)生氧化還原反應，從而產生電能來給電動機工作提供支持，通過電動機帶動機械傳動機構，從而驅動電動汽車。在燃料電池汽車中，氧氣和氫氣直接參與化學反應，并且化學反應時，不會產生污染物，其也是一種“干凈”的汽車。和純粹使用電力的騎車相比，燃料電池汽車優(yōu)勢明顯，比如低溫冷啟動性能出色、持續(xù)行駛里程較長、能夠快速補充能量等，但產品成本高且基礎設施稀缺。2 國內外新能源汽車發(fā)展的狀況國外在新能源汽車的研究方面比我們國家起步要早得多，在美國和日本已經有很多汽車廠推出了新能源車型并上市銷售。如日本為了解決能源安全問題，歐洲和美國為了解決溫室效應和石油依賴的問題，從國家和地區(qū)的層面都推出了鼓勵新能源汽車發(fā)展和推廣的政策，尋找替代能源，如：歐盟持續(xù)加強清潔柴油車技術，推動燃料電池的研發(fā)。金融危機之后，世界各國均把新能源汽車的研究方向聚焦在純電動汽車上。2010年以來，歐美日等汽車工業(yè)強國的新能源汽車如雨后春筍般上市銷售。如本田飛度EV、寶馬MINI E、寶馬i100Coupe、 寶馬（PHEV）以及全球聞名的特斯拉電動車，在全球刮起了新能源汽車的旋風。這些新能源汽車的特點主要是車型與傳統(tǒng)汽車相似、續(xù)航里程相比早期的電動車有了很大的改善、普遍使用快速充電技術、最高車速增加到100公里/小時以上。從2001年開始，國家通過“863”項目投入很大的資金主要做電動汽車研發(fā)，形成了純電動、油電混合動力、燃料電池三條技術路線，簡稱“三縱”； 建立了以動力蓄電池、驅動電機、動力總成控制系統(tǒng)三種共性技術，簡稱“三橫”，形成了“三縱三橫”的開發(fā)布局。2012年3月，科技部公布電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃，進行了純電驅動技術戰(zhàn)略的確定，重視技術轉型，重視整車繼承技術、關鍵零部件技術以及公共平臺技術的深化省級和完善。國務院也進行了節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2012-2020年）的發(fā)布，制定了新的戰(zhàn)略取向，重視以純電驅動為新能源汽車發(fā)展和汽車工業(yè)的轉型，當前重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產業(yè)化。我國已經有多家汽車廠開始電動車的生產和銷售，如江淮、奇瑞、新大洋、北汽新能源、一汽新能源、長安、鄭州日產等均有新能源汽車上市銷售。3 新能源汽車的核心技術及發(fā)展趨勢發(fā)展新能源汽車需要掌握電池技術、電機驅動及控制技術、能源管理系統(tǒng)以及整車技術等核心技術。電池技術包括電池形式、電池生產的過程控制、外圍設備和使用方法等。日本企業(yè)在電池領域的技術實力較強，如豐田汽車公司獲得了四百多項專利。目前世界各國都在研究電池的新技術，重點解決電池容量和快速充電的問題，石墨烯電池是一個新的研究方向。在中國，中航鋰電、比亞迪、五龍汽車等公司在已經掌握了電池技術實現(xiàn)了電池的批量生產。整車控制器（VCU）、電機控制器（MCU）和電池管理系統(tǒng)（BMS）是最重要的核心技術，對整車的動力性、經濟性、可靠性和安全性等有著重要影響。VCU是新能源汽車的大腦，它通過對來自油門、剎車踏板、檔位等位置的信息進行分析，判斷駕駛員的意圖。VCU還檢測車輛的速度、文圖、電量、電壓等信息，并根據(jù)車輛各項參數(shù)向車身的動力系統(tǒng)、電池系統(tǒng)等發(fā)送控制指令，指揮車輛行駛。MCU是新能源汽車特有的核心功率電子單元，是電動機的大腦。它在接收到VCU的車輛行駛控制指令后，及時控制電動機輸出指定的扭矩和轉速，驅動車輛行駛。實現(xiàn)把動力電池的直流電能轉換為所需的高壓交流電、并驅動電機本體輸出機械能。BMS是新能源汽車的三大核心技術之一，它是新能源汽車電池系統(tǒng)正常工作、提高電池壽命并保證新能源汽車安全的關鍵技術。由于BMS的存在，當新能源汽車大電池出現(xiàn)早期損壞、過熱、過載等情況時，及時保護電池并向司乘人員報警。隨著能源危機和環(huán)境系統(tǒng)不斷增長的壓力，新能源汽車未來的發(fā)展方向主要是尋找新的替代能源和動力系統(tǒng)的革命。一是研究甲醇、生物乙醇、氫燃料、可燃氣體等替代傳統(tǒng)的燃油技術，已經有部分技術在國內外得到了推廣應用。二是采用電能作為新的動力來源，主要是運用混合動力驅動、純電驅動和燃料電池技術解