1、我國新能源汽車的發(fā)展狀況邵志遠5120209184機械與動力工程學院【摘要】汽車工業(yè)對節(jié)能環(huán)保的要求越來越高，本文簡要介紹我國目前新能源汽車的種類、各種新能源汽車應用技術及狀況以及新能源汽車未來的發(fā)展趨勢?！娟P鍵字】新能源汽車種類技術發(fā)展趨勢近年來我國汽車工業(yè)及汽車運用市場高速發(fā)展，同時，再發(fā)展過程中，也和世界一道面臨著能源短缺和環(huán)境污染兩大挑戰(zhàn)，隨著世界汽車保有量的急劇增長傳統(tǒng)的內燃機車對人類環(huán)境帶來的危害越來越嚴重，環(huán)境保護呼聲的高漲和石油儲量日益短缺的壓力，迫使人們重新思考未來汽車的動力問題。開發(fā)新一代的清潔節(jié)能型汽車成為必然的趨勢。我們國家也把新能源汽車列為我國汽車行業(yè)今后五年發(fā)展的重

2、中之重，新能源汽車也被列為國家七個戰(zhàn)略新興產業(yè)之一。新能源汽車主要包括電動汽車、氫能汽車、煤制醇醚燃料汽車、生物燃料汽車、燃氣汽車、新型燃油汽車、太陽能汽車幾種類型。其中電動汽車可分為混合動力汽車（HEV）、純電動汽車（BEV，含太陽能汽車）和燃料電池電動汽車三種技術類型；煤制醇醚汽車可分為煤制二甲醚和煤制二甲醇兩種汽車；生物燃料汽車可分為石油液化氣（LPG）、液化天然氣（LNG）、壓縮天然氣（CNG）三種類型的汽車；新型燃油汽車可分為清潔柴油車和新配方汽油車兩種。1、目前國內新能源汽車的種類（1）混合動力車發(fā)動機與電機直接耦合：長安杰勛HEV、奇瑞A5HEV、華普海尚305HEV；發(fā)動機與電

3、機通過變速器耦合：榮威750混合動力車、一汽CA6110HEV、東風EQ6110HEV；插電式、增程式電動汽車：榮威550插電式、奔騰B50C插電式、比亞迪F3D；電動汽車：比亞的E6EV、瑞麟MlEV、一汽雅M80EV。（2）純電動汽車海馬福仕達E（最高車速120km/h、續(xù)駛里程100km）,比亞迪E6（最高車速140km/h、續(xù)駛里程300km），比亞迪F3DM（最高車速150km/h、續(xù)駛里程300km），榮威E1（最高車速120km/h、續(xù)駛里程135km），奇瑞ME1V（最高車速120km/h、續(xù)駛里程110km）。（3）代用燃料車天然氣汽車：一汽CA6100URN1城市客車、東風

4、雪鐵龍新愛麗舍、濰柴動力藍擎WP12NG系列氣體發(fā)動機；甲醇燃料汽車：華普海鋒甲醇轎車、奇瑞旗云甲醇燃料汽車、安凱HFF6104GK39汽油/甲醇雙燃料城市公交車；乙醇燃料汽車：沃爾沃3個系列（C30、S50、V50）9種車型可以提供多種燃料車型，奇瑞A5靈活燃料CNG多燃料轎車是一款能混合燃料乙醇、汽油、CNG氣體燃料的情節(jié)能源汽車；（4）二甲醚汽車SWB6116二甲醚城市客車、SWB6116DME型二甲醚城市客車。除此之外，氫生物柴油汽車、動力汽車、太陽能汽車等其他一些新能源汽車在研發(fā)試驗的階段或者只是一些初步的概念車，暫時還沒有達到可以投放運營的要求。2、各種新能源汽車應用技術及狀況（1

5、）混合動力技術混合動力汽車既有蓄電池提供電力驅動，又裝有一個小型內燃機，內燃機在最佳工況區(qū)域內穩(wěn)定運行，實現(xiàn)較高的燃油經濟性和排放特性，同時減少噪聲污染，并通過電機回收制動能量，進一步降低能耗；借助內燃機可帶動空調、暖風、轉向助力等輔助用電設施，保證駕、乘舒適性；在車輛擁堵、人口稠密的市區(qū)行駛或停車倒車入位時，可以選用純電動模式，實現(xiàn)零排放。然而，混合動力電動汽車也存在著一定的局限性：雙動力系統(tǒng)帶來的較高的制造成本；動力能源最終依靠內燃機燃燒獲得，在環(huán)保方面沒有實現(xiàn)質的突破；在長距離行駛時，能耗方面與傳統(tǒng)內燃機相比非但沒有提升，反而由于電機電池等設備增加了車重，造成燃油經濟性下降；同時，復雜的

6、雙動力系統(tǒng)將給車輛的維修保養(yǎng)增加更多的支出2) 車載電池技術動力電池是新能源汽車的核心，電池是技術和成本上的最大瓶頸。車載電池的主要性能指標是比能量、能量密度、比功率、循環(huán)壽命和成本等?，F(xiàn)有的動力蓄電池主要有鉛酸電池、鋰電池和鎳氫電池等幾種類型，鋰電池的平均性能比其他電池高出一籌?，F(xiàn)階段存在的問題是電池比能量低，在整車中所占體積比喝質量比過大；電池成組問題對充電站更換電池帶來很大的不利影響；電池充電時間長，而目前的一些快速充電技術造成電池壽命急速衰減的嚴重代價；電池組充電時單體電池間的不一致性影響電池的循環(huán)壽命。在我國，中國電子科技集團、解放軍防化研究院、清華大學、上海交通大學、國防科技大、武

7、漢大學、北京理工大學等正在進行鋰硫電池的研究。在金屬空氣電池中，鋁和鋅空氣電池已有研發(fā)，并進入市場應用，而鋰空氣電池的研究目前還是一項空白。3) 電池管理系統(tǒng)車載電池需要通過并聯(lián)、串聯(lián)的方式組成電池組進行充放電，單體電池之間的性能差異決定了其作為動力和儲能電池時，都需要電池管理系統(tǒng)(BMS)進行充放電管理、監(jiān)控和保護，以避免單體電池出現(xiàn)損壞，影響整個電池組的性能。隨著動力電池及儲能電池市場的高速擴張，電池管理系統(tǒng)的需求也快速擴大。目前國內外電池管理系統(tǒng)已經進入實際應用階段，但研究還不夠成熟，性能不夠理想。由于技術不夠成熟，設計多樣以及市場需求不夠，未規(guī)?；a，電池管理系統(tǒng)的成本較高。4) 充

8、電技術及充電站建設發(fā)展電動汽車，首先必須建設完備的、與其配套的充電站系統(tǒng)，充電站是為電動汽車提供能量供給的重要配套基礎設施。截至目前，我國電動汽車充電站大多局限于電動公交汽車或內部集團用車還沒有建成真正面向不同用戶的充電站服務網絡。在現(xiàn)有的技術條件下，充電站的發(fā)展存在動力蓄電池、電網建設以及充電站規(guī)劃這三大技術難題的制約。在充電技術方面，近年來又出現(xiàn)了非接觸充電裝置，包括電磁感應、磁共振、微波三種方式，使得電動車隨時隨地充電變?yōu)榭夏堋?) 新能源汽車與智能電網技術電動汽車的快速發(fā)展，對城市用電峰谷日益加大的電力系統(tǒng)而言，必然會增加發(fā)電、輸電、配電的壓力。于是出現(xiàn)了電網和電動汽車互動的車輛到電網

9、(V2G)技術，以滿足日益增長的電動汽車的用電需求，同時利用電動汽車作為移動式分布儲能單元來縮小日益增長的電力峰谷負荷差，以提高輸配電設備利用率和減緩新發(fā)電廠的建設。我國最大的電力運營商國家電網公司在上海世博會的國家電網場館附近演示了V2G技術。國家電網公司試制了兩臺支持V2G技術的快速充電座。6) 電力驅動及控制技術目前，電動汽車常用的驅動系統(tǒng)有四種：直流電動機、異步電動機、永磁電動機和開關磁阻電動機。永磁同步電動機具有高效、高控制精度、高轉矩、密度低等特點。通過合理設計的磁路能夠獲得較高的弱磁性能，在電動汽車特別是高檔電動汽車方面具有很高的應用價值，已經受到國內外電動汽車界的高度重視。永磁

10、電動機在我國的應用剛剛起步，市場份額不到20%。目前我國車用電動機大部分是有刷直流電動機，但隨著對耗能要求的額提高，永磁電動機正在逐步取代有刷電動機。目前，我國的電動機制造仍存在著許多問題，主要有對系統(tǒng)應用研究不夠，電動機的可靠性耐久性還需驗證；電動機、控制器、DC/DC變換器的質量和體積仍然偏大；模塊化設計不足，插接件標準不統(tǒng)一；關鍵的電力電子器件還需依賴進口等。7) 氫燃料的供應與儲存技術通常有兩種途徑向燃料電池供應氫：一是在地面供應站產生氫氣，在車上儲存氫氣；二是在車上，從易于含氫的承載裝置中產生氫氣直接供給燃料電池。目前車上用得較多的是由復合材料的高壓儲氫系統(tǒng)，這種方法簡單可靠，而且充

11、放氫氣又方便。從質量和體積上考慮，液化儲存是一種理想的儲氫方式。某些金屬氧化物儲氫效率與液化儲氫相當甚至超過液化儲氫，而且還有純化、壓縮功能。3、新能源汽車未來的發(fā)展趨勢現(xiàn)有的內燃機動力汽車漸進式的技術改進與地球能源相對匱乏、環(huán)境日趨惡化的矛盾最終必然走向無法調和，客觀上需要汽車產業(yè)進行革命性的變革，以應對環(huán)境、能源系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。同時，目前中國汽車工業(yè)正在蓬勃發(fā)展，堪稱社會經濟發(fā)展的重要支柱。如何在發(fā)展汽車工業(yè)、帶動國民經濟和節(jié)約能源、保護環(huán)境中取得平衡，成為政府決策機構乃至全社會共同關注的焦點。而新能源汽車技術可以解決這看似難以調和的矛盾。新能源車輛以其環(huán)保、節(jié)能和高效的特點不斷開拓著汽車市場

12、，不僅成為中國趕超發(fā)達國家汽車技術的最佳契機和平臺，也是中國汽車工業(yè)發(fā)展的希望和未來。（1）混合動力電動汽車是當前最具可行性的新能源汽車技術混合動力汽車兼顧傳統(tǒng)內燃機汽車動力和續(xù)駛里程方面的優(yōu)勢，一方面可以利用已經較為成熟的發(fā)動機技術，另一方面將電池電機技術發(fā)展推向前沿，為今后純電動車技術打下堅實基礎。尤其是可插電式混合動力電動車技術，不論是在用油還是用電方面將自主權更多地交給消費者，使消費者能在滿足日常交通需求的同時，兼顧燃油經濟性和低碳環(huán)保的需求。由雙系統(tǒng)帶來的制造維護成本的增加可以由國家、企業(yè)和消費者共同承擔?？梢哉f，混合動力電動汽車是現(xiàn)階段較為成熟、最具可行性和推廣性的新能源汽車技術，

13、也是實現(xiàn)大范圍普及純電動車技術前無法逾越的重要技術路線。（2）純電動汽車是新能源汽車發(fā)展的主流路線和最終目標純電動汽車在節(jié)能環(huán)保和維護保養(yǎng)等方面的優(yōu)勢相當明顯，作為真正的綠色環(huán)保汽車，雖然在續(xù)駛里程和充電時間上依然存在難以解決的障礙，但電池技術的瓶頸不會永遠存在，政府也將配合推行相關的扶植政策，如補貼退稅降低車輛制造成本、采用電池置換等經營模式改善其充電時間長的固有缺陷。總之，未來很長的一段時間內，純電動汽車的大范圍推廣依然頗具難度，但純電動車技術畢竟是新能源汽車發(fā)展的最終技術，相信通過長期的努力和各方面力量的協(xié)同合作，真正“綠色”的純電動汽車一定會成為未來交通工具的主流。（3）燃料電池電動汽

14、車是新能源汽車技術未來中長期發(fā)展的重要補充燃料電池電動汽車技術在現(xiàn)階段已取得了技術研發(fā)上的一些突破，并投入了小范圍的應用，可以預見，在今后相當長的一段時間內該技術依然會不斷發(fā)展。但單一燃料電池的供能方式如果不配合蓄電池或超級電容，依然會有很大局限性，而且隨著純電動汽車電池技術的突破，該技術最可能應用于未來的長距離行駛運輸，成為新能源汽車成員里中長期發(fā)展目標的重要分支。（4）氫燃料汽車技術的發(fā)展前景非常有限雖然氫能清潔、高效、可置備資源充足，但許多關鍵技術尚未成熟，且生產成本高昂，因而短期內很難實現(xiàn)產業(yè)化。就長期發(fā)展?jié)摿碓u估，其依托內燃機產生動力的能源轉化模式也不如氫燃料電池汽車更加高效、環(huán)保

15、。所以氫燃料汽車技術只能作為中短期過渡性新能源汽車技術，且其推廣使用范圍非常有限。（5）燃氣汽車是新能源汽車技術未來中短期發(fā)展的重要補充液化石油氣目前生產制備非常方便，但隨著石油資源的枯竭，顯然無法將其作為長期發(fā)展的目標。雖然已探明天然氣儲量十分巨大，但內燃機的低效率和天然氣資源的不可再生性決定著燃氣汽車只能作為未來中短期新能源汽車技術的補充和分支，隨著混合動力電動汽車和純電動汽車技術的日趨完善，以內燃機為單一動力輸出方式的汽車技術將逐步淡出歷史舞臺。（6）生物燃料汽車技術是新能源汽車未來中短期發(fā)展的補充之一與燃氣汽車相似，生物燃料汽車采取新的代用燃料可緩解石油資源日趨匱乏的危機，所不同的是，生物燃料是可再生資源，可長期生產，但其生產和使用飽受氣候環(huán)境、土地資源經濟性的限制。另一方面，依