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1、摘要：在当前严峻的能源形 势和迫切的交通运输需求下，节 省能源和开发新能源已经是大 势所趋，新能源汽车的出现具有 重要的意义。本文主要介绍了 目前国内外新能源汽车的种类、 特点，分析了它们在全球及中国 的发展现状，指出了未来短期内 最具有发展前景的是混合动力 汽车，长期的发展趋势是纯电动 汽车和燃料电池汽车等节能环 保的新能源汽车。我国在这方 面面临重大的机遇和挑战。 关键词：石油 能源危机 汽 车动力 新能源 混合动力,引言,能源是经济增长和世界发展 最基本的驱动力，自工业革命以 来，能源安全问题就开始出现，上 世纪70 年代发生的两次石油危机 更是对当时的经济造成了严重的 影响。从历次石油
2、危机来看，世 界经济危机和石油危机之间存在 着很大的相关性，能源已成为制 约人类发展的最大障碍。 在中国，根据国家能源局公 布的数据，自从 1993 年首度成为 石油净进口国以来，原油对外依存 度由当年的6%一路攀升，到2006 年突破 45%，2009 年突破 50% 的 警戒线，截至 2011 年 8 月，已高达 55.2%。2009 年中发布的能源蓝 皮书则预测，10 年后中国的原油 对外依存度将达到64.5%。这些数 据意味着中国的能源形势不容乐 观。目前我国汽车消耗的燃料约 占燃料消耗总量的40%左右，从能 源利用的角度讲，新能源汽车无疑 是未来发展的一个趋势。 除依靠石油为动力驱动
3、外， 汽车发动机还可以以蓄电池、燃 料电池、太阳能电池、氢能等新 型能源作为能量供应。而采用 这些新型的能源除了可降低对 石油的依赖外，也可大幅减少对 环境的污染。,1 新能源汽车简介,新能源汽车是指采用非常规 的车用燃料作为动力来源（或使 用常规的车用燃料，但采用新型 车载动力装置），综合车辆的动 力控制和驱动方面的先进技术， 形成的技术原理先进、具有新技 术、新结构的汽车。新能源汽车 包括有：混合动力汽车（HEV）、纯 电动汽车（BEV）、燃料电池汽车 （FCEV）、氢发动机汽车以及燃气 汽车、醇醚汽车等等。 混合动力汽车（HEV） 混合动力汽车是在纯电动汽 车上加装一套内燃机，用以减少
4、汽车的污染，提高汽车行驶里程， 且符合汽车道路交通、安全法规 的一种汽车。目前有串联式和并 联式两种结构形式。混合动力汽 车上装有两个以上动力源。车载 动力源有多种：蓄电池、燃料电 池、太阳能电池、内燃机车的发电 机组，当前一般是指具有内燃机， 再加上蓄电池的汽车。 纯电动汽车（BEV） 纯电动汽车是指以车载电源 为动力，用电机驱动车轮行驶， 符合道路交通、安全法规各项要,求的车辆。车载电源一般为二 次电 池（如 铅酸电池 、镍 镉电 池 、 镍 氢 电 池 或 锂 离 子 电 池 等）。 新型纯电动轿车的主要 技术构成分为：整车部分、电机 及其控制系统、动力系统主控 制器、电池及其管理系统、
5、车载 充电机等。 燃料电池电动汽车(FCEV) 燃料电池是一种将氢和氧的 化学能通过电极反应直接转化 成电能的装置。这种装置的最 大特点是反应过程不经过燃烧 和热机做功，因此，其能量效率 不受卡诺循环的限制，转化率可 达到 60%70%，实际使用效率接 近普通内燃机的两倍。 氢发动机汽车 氢发动机汽车的内燃机系统 类似于传统汽车内燃机系统。 其内燃机可直接燃烧氢，而不使 用其他燃料，产生水蒸气排出。 它是一种真正实现零排放的交 通工具，排放出的是纯净水，其 具有无污染，零排放，储量丰富 等优势，因此，氢动力汽车是传 统汽车最理想的替代方案。 燃气汽车 燃气汽车是指用压缩天然气 （CNG）、液化
6、石油气（LPG）和液化 天然气（LNG）作为燃料的汽车。 近年来，世界各国政府都积极寻 求石油的替代燃料，开始纷纷调 整汽车燃料结构。燃气汽车由于 其排放性能好，可调正汽车燃料 结构，运行成本低、技术成熟、安 全可靠，所以被世界各国公认为 当前最理想的替代燃料汽车。 生物乙醇汽车 乙醇俗称酒精，通俗些说，使 用乙醇为燃料的汽车，也可叫酒 精汽车。用乙醇代替石油燃料 的活动历史已经很长，无论是从 生产上和应用上的技术都已经 很成熟，近来由于石油资源紧 张，汽车能源多元化趋势加剧， 乙醇汽车又被提到议事日程。,2 国外新能源汽车的发展,(1) 混合动力汽车是目前发 展的热点 目前，真正大规模量产的
7、新 能源汽车只有混合动力汽车。 混合动力汽车的特点是实现了 内燃机与车载动力电源的有效 互补。由于有发动机的辅助作 用，现阶段蓄电池的性能水平已 经可以满足使用要求。由于将 刹车、减速时的能量损耗转化为 电能，混合动力汽车能量利用率 由传统汽车的 50 60 提高 到 90左右，节油率可达 20 40，尾气污染也减少近一半。 丰田Prius 是混合动力汽车最 早实现商业化的代表，1997 年实 现批量生产。2003 年起使用第二 代混合动力系统THS，以发动机 供给动力为主，蓄电池为辅，采用 镍氢电池，串并联控制方式。 目前，“ 低排放”的混合动力 汽车已进入一定规模的产业化 阶段，在全球的累
8、计销量已超过 100 万辆。混合动力车的主要需 求国为美国和日本。美国占全 球混合动力汽车市场的 60% 以 上，日本在 15%左右。今日美国 和盖洛普调查机构（Gallup Poll）,日前进行的一项民意调查结果 显示，有约 60% 的消费者目前对 混合动力汽车比较感兴趣，并表 示在未来时机成熟的时候，会选 择混合动力汽车来代替自己目 前使用的汽车。 (2) 各国技术演进的侧重点 不同 日本的混合动力汽车处于世 界领先地位，未来一段时期仍将 以发展混合动力技术为主。它的 混合动力汽车已形成产业化。目 前，丰田、本田、日产等日本厂商 的混合动力汽车不仅在国内热 销，在国际市场上也令其他国家 厂
9、商望其项背。在欧美市场上已 上市的混合动力轿车，一半以上 是由日本汽车公司生产销售。日 本也鼓励燃料电池和生物燃料的 发展，在混合动力汽车领域和高 能锂电池研制上独树一帜，锂电 池企业居全球前列。 在美国，推动新能源汽车发 展是奥巴马政府能源政策的组成 部分。奥巴马政府希望通过发展 和利用新能源，使美国摆脱对海 外石油的过度依赖。其一直致力 于提高乙醇以及生物柴油等可再 生资源使用量，以生物乙醇汽车 为发展核心，政府对生产燃料乙 醇制定了优惠政策；同时，美国政 府也鼓励以混合动力车为代表的 其他新能源汽车的使用。驱动混 合动力车行驶的电池组技术是需 要突破的关键。为此，2010 年，美 国能源
10、部下属的国家实验室以及 电池制造业联盟在肯塔基州设立 了研发和制造中心，目标是为充 电式混合动力车提供高性能的锂 电池组。 欧洲各国选择性开展新能源 汽车研究，主攻柴油机、生物燃 料、氢燃料市场化工作。在历来 重视节能和减排的欧洲，在替代 燃料开发应用的发展方向上，生 物燃料和氢燃料汽车是重点。 在德国，目前已开发出依靠风能 发电并制造出氢能的技术，宝马 汽车公司一直致力于氢动力汽 车研究。,3 中国新能源汽车的发展,发展现状 面对能源危机，中国在新能 源汽车自主研发和技术引进上 均有较大的投入，也取得了一定 的成果。 燃气汽车应用广泛 我国天然气资源丰富，分布 广泛，各地均在燃油汽车基础上
11、研制开发改装了压缩天然气汽 车和液化石油气汽车，主要用于 出租车、公交客车、大型车辆和 工程设施等。一汽-大众公司开 发了捷达 LPG，上海交大研制成 LPG 轿车，并和申沃客车联合开发 成功改装 LPG 型城市公巴，北京 开发了CNG 城市公巴。燃气汽车 在我国已有较为广泛的应用。 国内汽车制造商热衷 于混合动力汽车 2005 年，长春一汽在自主品 牌车辆上应用丰田混合动力系统 技术，成为国内首家混合动力车 生产厂商。2007 年 6 月，奇瑞 A5 混合动力汽车（BSG）正式下线。 2008 年 12 月 15 日，比亚迪双模电,动汽车投入市场。长安汽车成立 了新能源汽车合资公司，第一台混
12、 合动力汽车于 2009 年下线。2011 年3 月17 日，厦门市“十城千辆”新 能源汽车示范运营仪式上，40 辆 “身穿”白绿相间“衣裳”的“厦门 造”混合动力公交车正式上路。 纯电动汽车亦备受青睐 在纯电动汽车的发展上， 2002 年，中国长安汽车集团制造 出了我国第一款纯电动样车。 2010 年 5 月 17 日，30 台比亚迪E6 纯电动出租车交付深圳鹏程出租 车公司，后续将增加到100 台。比 亚迪E6 的动力电池和启动电池均 采用磷酸铁锂电池，绿色环保，该 车最高时速可达160km，动力性能 强劲。奇瑞的S18 电动汽车是在 S18 整车平台上开发的一款高速 纯电动轿车，时速可达
13、 120 公里， 续航里程150 公里。 新能源汽车自主研发 成效显著 其他新能源汽车的研发方 面，以清华大学、同济大学等高 校为主的新能源汽车技术研究 机构在混合动力、纯电动、氢燃 料、代用燃料等方面各有侧重。 由清华大学为主承担的“ 燃料电 池城市客车整车技术”等有关研 究课题，已研制出 12 辆 16 座中巴 燃料电池轻型客车样车投入运 行。2007 年，我国第四代燃料电 池轿车研制成功。2008 年奥运会 期间，为实现奥运核心区污染零 排放，上海大众制造的20 辆PAS- SAT 领驭氢燃料电池轿车，作为 公务用车在奥运中心区投入示范 运营 ，成 功完成了运送任务。 2010 年，我国
14、自主研发的 80 辆燃 料电池轿车和 100 辆燃料电池观 光车，6 辆UNDP 燃料电池城市公 交客车圆满完成世博示范运行。 2009 年中国政府落实新能 源汽车财政补助 10 亿元以上，年 内全国完成新能源汽车投资 40 亿元，涵盖了新能源电池、零部 件、整车制造等各个环节，新能 源汽车新增数量超过 5600 辆，截 止 2010 年中国共有近 30 万辆广 义新能源汽车（即非传统燃料汽 车）投入运行。 我国新能源汽车的技术环境 虽然目前中国在混合动力技 术以及其他的新汽车能源技术上 做了很多工作，但真正有国际竞争 力的产品几乎没有。新能源技术 在发展上还是受到不少制约。 动力系统方面，在
15、已进行的 新能源汽车小规模试点运行中， 暴露出电池技术在电池电力驱 动系统效率、电池系统集成技 术、快速充电材料、大规模生产 工艺设计、电池使用寿命、生产 过程质量控制等方面与国外相 比仍有相当大差距。 核心传动模块、电机、电控系 统等关键零部件基本被国际巨 头垄断，国内零部件企业在这些 领域少有建树。 自动变速器方面，如何提高 国产化一直是国内变速器企业 所面临的一大难题。在传统自 动变速器技术工艺尚未掌握的 情况下研发适配新能源车的变 速器，难度将会更大。目前国内 企业开发的，给新能源汽车配装 的变速器基本没有实现量产。,我国目前在新能源汽车行业 缺乏自主知识产权和核心技术，但 在当前，世
16、界各国的汽车巨头均在 积极开展新能源技术研究的国际 形势下，我们可以学习和借鉴的方 面有很多，机遇和挑战并存。,4 全球新能源汽车的发 展趋势 纵观世界新能源汽车的发 展，不同的汽车动力各有利弊，但 发展目标都是减少对石油资源的 依赖，节约能源，降低污染排放。 目前商业化应用得最好的混 合动力汽车，被广泛视作燃料电 池汽车成熟应用前最佳的过渡方 案。它也将是未来很长一段时间 新能源汽车发展的重点和方向。 人类从不会停止对新事物的 研究和探索，除混合动力汽车之 外的新能源汽车，也会逐渐出现 在人们的视野当中，当动力系 统、关键零部件等方面的瓶颈被 一个个攻克后，汽车动力将实现 由混合动力到纯电动或节能燃 料动力的全面过渡。 在当前部分燃油汽车已被燃 气汽车或混合动力汽车取代替 换的形势下，开发更为节能、高 效、环保和成本低廉的新技术即 为未来新能源汽车的发展趋势。,5 结 论,通过本文的分析，我们可看 出，在石油能源已逐渐出现危机 的形势下，各国都在积极进行新 能源汽车的开发和应用，无论在 国内还是国外，最具有发展前景 的都是混合动力汽车。它被广 泛视作燃料电池汽车成熟应用 前最佳的过渡
