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1、新能源汽车的现状与发展趋势摘要：在能源危机和环境污染问题的压力下，寻找替代石油的新能源车成了必然的选择。本文对新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车等定义、分类及特点进行了总结，综述了各类新能源汽车最新技术进展及其性能，通过分析新能源汽车应用现状，指出纯电动汽车和燃料电池汽车推广应用需解决的问题，对各类新能源汽车的发展前景进行了展望。关键词： 混合动力汽车， 纯电动汽车，燃料电池，技术，现状，应用前景。1 前言1.1 新能源汽车（一）新能源汽车的定义新能源汽车生产企业及产品准入管理规则 已于 2009 年 7 月 1 日正式实施， 规则强调说 明：新能源汽车是指采用非常规的车用燃
2、料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、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。 （二）新能源汽车的类型 新能源汽车包括以下几种： 1、 混合动力汽车； 2、 纯电动汽车； 3、 燃料电池电动汽车； 4、 氢发动机汽车 5、 其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车。1.2 寻求新动力源的背景随着世界能源危机和环保问题日益突出，汽车工业面临着严峻的挑战。一方面，石油资源短缺， 汽车是油耗大户，且目前内燃机的热效率较低，燃料燃烧产生的热能大约只有35%40%用于实际汽车行驶，节节攀升的汽车保有量加剧了这一矛盾；另一方面，汽车的
3、大量使用加剧了环境污染，城市 大气中 CO 的 82%、NOx 的 48%、HC 的 58%和微粒的 8%来自汽车尾气，此外，汽车排放的大量CO2加 剧了温室效应，汽车噪声是环境噪声污染的主要内容之一。我国作为石油进口国和第二大石油消费大 国，污染严重，世行认定的 20 个污染最严重的城市有 16 个在中国。国内汽车产品水平与国外差距 很大，平均油耗高出 10%30%，排放约为 1520 倍，汽车工业面临的压力更大。1.3 我国发展新能源汽车的重要意义 （1）发展新能源汽车是国民经济可持续发展的需要 我国用于汽车能源的石油资源是有限的。在几十年后必然会出现枯竭，要大量依赖从国外进口石油。 届时
4、世界石油资源也会出现匮乏，各国对石油资源的竞争必将更加激烈，石油在国家安全方面的重要性日 益上升。所以节制使用石油资源，发展新能源汽车将会促进我国能源结构的调整，有利于国民经济的可持 续发展。 （2）发展新能源汽车是控制城市污染的需要 燃油汽车的尾气排放已给环境带来了破坏，世界各国都己认识到这一点，纷纷制定了相关严格的汽车 排放标准，以求减少对环境的污染。因此寻求无污染或低污染的 “绿色汽车”成为各国的基本国策，也 是人类可持续发展的需要。 （3）发展新能源汽车能够缩短我国汽车工业与世界先进汽车工业的差距。 2汽车对新能源的技术状况汽车对新能源的基本要求： （1） 能源要储量丰富 我国汽车保有
5、量预计2010年将达到3430万辆，汽车对能源的消耗巨大，作为汽车动力的能源必须储 量丰富，才能保证汽车的可持续发展。 （2） 能源的能量密度要高 能源的能量密度越高，汽车的燃料箱体积就越小，就会减轻汽车的自重。在同样的条件下，汽车的 续驶里程就越长，并且动力性能越好。因此对汽车的能源要求密度越高越好。 （3） 能源的污染要小 目前，大规模使用石油产品的汽车，已造成了环境的严重污染，各国政府都在考虑制定更加严格的 汽车尾气排放标准。因此新能源汽车必须要明显减少尾气排放的污染，甚至要达到零排放，才能被人们 广泛接受。 （4） 经济性要好 世界汽车工业竞争激烈，新能源汽车要广泛进入市场，必须在价格
6、上占有一定的优势，这要求车用 能源售价低廉，并且使用费用低。 （5） 使用性能要好 新能源汽车的能源必须使用储存方便，能够长距离运输，并且运输成本低廉，要有较高的运输安全 性，不易燃烧，爆炸等。 3 世界各国新能源汽车政策（一） 美国新能源汽车政策在发展车用能源的战略选择上，美国已从短期重点发展乙醇燃料汽车的单一化发展格局向氢燃料电 池，混合动力，先进柴油，生物乙醇，生物柴油等多种技术路线共同发展的多元化格局转变。美国在新 能源汽车方面所采取的政策有：1、 以7000美元的抵税额度鼓励消费者购买节能型汽车；2、 动用40亿美元的联邦政府资金来支持汽车制造商；3、 预计到2015年，美国的混合动
7、力汽车销量达到100万辆。（二） 欧盟新能源汽车政策短期重点发展生物柴油，混合动力汽车，长期重点发展氢燃料电池汽车和氢动力汽车等。坚定不移 的实施柴油化战略，同时加强柴油混合动力技术研究，积极推进车用能源多元化，重视发展氢、天然气 和生物燃料。1、 到2020年生物燃料代替率达到8%，到2020年全部代用燃料替代率达到23%；2、 2012年机动车二氧化碳平均排放值降到120g/km，到2020年降到100g/km。（三） 日本新能源汽车政策通过改善和提高汽车燃油经济型标准，推进生物质燃料应用，促进电动汽车和燃料电池汽车的应用 等途径。1、 “下一代汽车及燃料计划” 。该计划将提高动力电池和燃
8、料电池的性能及寿命、降低成本作为工作重点， 力争在2030年左右使纯电动汽车和燃料电池汽车商业化。2、 “绿色税制” 。它的适用对象包括纯电动汽车、混合动力车、清洁柴油车、天然气车以及获得认定的低 排放且燃油消耗量低的车辆，前3类车被日本政府定义为“下一代汽车” ，购买这类车可享受免除多种税 负的优惠；3、低排放车认定制度。消费者可根据所购车辆的排放水平享受不同的减税待遇，购置以天然气为燃料或 混合动力车等低公害车辆的地方公共团体，还可得到政府的补助金。4 新能源汽车发展主要障碍及其解决方案新能源汽车虽然可以有效减少市区有害气体的排放和烟雾浓度,同时也减少CO2 的排放。许多国家和 厂商都积极
9、开发纯电动汽车( PEV) 、混合动力电动汽车(HEV) (包括插电式混合动力电动汽车PHEV)和燃 料电池汽车( FCV) 。但是诸多障碍和困难限制了新能源汽车的发展和普及,从全球范围来看, 一场打破约 束、冲出困境的行动已经开展。 （1）充电基础设施 推广PEV和PHEV的主要困难就是缺少全面的电池充电基础设施。然而,目前全球许多厂商和政府已经启 动了电动汽车基础设施项目,来评估建立充电基础设施的方法,并正着手进行实际应用。 （2）氢燃料补给基础设施 开发氢燃料补给设施是一个巨大工程。目前,为汽车研究提供支持的汽车用氢燃料补给站已基本建立。 在补给站内储存氢燃料仍然是一个难题。 （3）氢燃
10、料的生产 氢的生产是一项重要的全球性业务。目前绝大多数氢的生产是采用蒸气甲烷重整法,这意味着该方法 产生CO2。其他生产方法包括煤(产生CO2 )或生物质气化、高温水裂解和一些新兴技术,如利用阳光从水中 分出氢的光解方法。用化石燃料发电,再用电使水分解的方法也产生CO2 ,水解的效率只有大约70% ,氢气 压缩的效率大约为90% ,在电动机输出阶段,燃料电池将燃料能量转化为直流电的效率最大为65% ,因此,电 能输出到电动机输出的效率大约为41%。相比之下,直接向纯电动汽车的锂离子电池充电时, AC - DC 蓄电 池的充电效率大约为89% ,电池效率为94% , DC - AC 转化效率为9
11、5% ,因此,最终效率为79%。 （4） 续驶里程 充电电池的续航能力有限和充电时间较长一直是阻滞纯电动汽车普及的主要障碍，对许多消费者来说,在 电动模式时, PEV 和PHEV行驶距离有限仍是个问题。尤其是PEV,它没有装载续驶里程较大的内燃机( ICE) ,再 充电时也需要很长时间。尽管如此,戴姆勒克莱斯勒的研究指出大多数欧洲人每天行驶距离约50 km,而PEV 的续驶里程是其2倍为97 km,对于这些消费者来说已足够。类似的雪佛兰Volt车每次再充电的续驶里程目 标约为64 km,对于美国大约78%的上班族来说已足够。目前所选用制造商的23辆PEV的续驶里程,平均值为 185 km,行驶
12、里程范围64402 km。仅使用电动模式的10 辆PHEV 平均续驶里程为68 km,行驶里程范围 2697 km。 （5） 成本 目前HEV和PEV所使用的蓄电池组的价格依然昂贵,首批大规模销售的PEV和PHEV所需的研发成本将由消费者承担。通用汽车公司认为PHEV的电动续驶里程每增加16 km其成本将增加约1 500美元,但丰田的Prius 续驶里程增加16 km的成本为5 000美元。 （6）核心部件 作为新能源汽车核心部件，电机及其控制系统的性能至关重要。在国内随着“十城千辆”新能源汽车示范 工程的推进，国内一些车用电机产品已经进行小批量生产并通过装车考核，能够很好地满足整车需求。 “
13、 5 我国新能源汽车的发展趋势国家战略规划即将出台，为新能源汽车发展指明方向；国家持续的扶持政策，推动新能源汽车战略 的实施；优势互补联合研发突破新能源技术瓶颈；政策引领新能源汽车配套零部件产业发展；政策推动 消费环境改善；整合优势资源，组建各类新能源汽车产学研联盟。 我国新能源汽车在发展中积累了一定的经验，同时也暴露了存在的问题，不过，只要系能源汽车的 发展顺应时代发展的趋势，同时结合自身的优势，相信新能源汽车未来发展大规模商业化、产业化的前 景一片光明。参考文献1 黄安华：清洁汽车-中国未来汽车发展的主流J.世界汽车，2005（5）：12-14。2 国家发展和改革委员会.新能源汽车生产准入管理规则S.2007,72 号文件。3 杨妙梁.世界燃料电池车发展动向（三）J.汽车与配件， 2005， （5）：34-37。4 徐汉章, 罗慧超.混合动力技术进展及相关建议J.交通节能与环保,2007,1:15-17。5 陈全世,信继欣.中国电动车辆研究与开发M. 北京理工大学出版社, 2005。6 史利民 2011年锂离子电池隔膜产业链市场与工艺技术发展研讨会发言稿
