浅析新能源汽车目录摘要 3一•新能源汽车研究的背景 3概念 3背景 二•新能源汽车研究的目的和意义 目的 三•新能源汽车的技术 混合动力 天然气车 纯电动车 燃料电池 四•新能源汽车的发展前景 五•未来的发展趋势 六•目前面临的问题 七•总结摘要在全球能源短缺,提倡清洁能源的大背景下,新能源汽车是汽车行业 发展的必然选择从新能源汽车兴起的背景出发,提出我国新能源汽车发 展的挑战和促进我国新能源汽车巅峰相关措施,对我国新能源汽车的发展 有重要意义一、新能源汽车发展的背景(一)、新能源汽车的概念新能源又称非常规能源,是指传统能源之外的的各种能源形式新能 源汽车是相对于传统汽车提出来的,传统的汽车是以汽油、柴油为燃料, 而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、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,具有新动力系统的汽车目前在工程上可实 现的新能源汽车技术包括:混合动力、天然气车、纯电动车和燃料电池 同时新能源汽车被认为是现阶段减少空气污染和减缓能源短缺的有效方 式二)、新能源汽车的研究背景世界性的石油紧缺,开发新能源是未来时期广为关注的研究课题。
新 能源的研发和应用会直接影响到汽车行业的未来命运,率先生产出新能源 产品将成为利在当代、功在千秋的伟业能源紧缺问题严重,全球石油资源储量的稀缺毋庸置疑因此,发展 新能源汽车成为世界汽车发展的必然选择由于石油价格不断飙升,新能 源汽车显示出使用成本低的优势各大汽车制造厂商也看到了新能源汽车 的发展空间开始加大研发和推广的力度全球环境保护的呼声日益高涨,新能源汽车能够满足更为苛刻的环保 要求,并且一定程度上抑制温室气体排放我国在汽车产业飞速发展的今 天同时面临着严峻的环境挑战,以雾霭为主的环境污染已成为我国政府面 临的一大问题,因为汽车尾气的排放是我国环境污染的一个主要来源针 对汽车尾气污染问题,世界多个国家和地区针对汽车尾气排放的标准液越 来越严格,而为了应对不断严格的汽车尾气排放标准,各大汽车厂商目前 主要采用改良发动机,提升效率的方法,也面临技术提升难度越来越大 此时,发展新能源汽车,代替常规汽车,可以从根本上解决汽车尾气排放 问题,从而改善空气质量,保护环境二、新能源汽车的研究意义和目的汽车工业是国民经济的支柱产业,并且汽车与人们的生活息息相关, 已成为现代社会必不可少的组成成分。
但是,以石油为燃料的传统的汽车 工业,在为人们提供快捷、舒适的交通工具的同时,增加了国民经济对化 石能源的依赖,加深了能源生产与消费之间的矛盾随着资源与坏境双重 压力的持续增大,发展新能源汽车已成为未来汽车工业发展的方向一)、发展新能源汽车是缓解石油短缺的重要措施发展新能源汽 车是减少对石油依赖,解决快速增长的能源需求与石油资源终将枯竭的矛 盾的必由之路近年来,我国汽车市场发展迅速,2012 年乘用车产销量就已突破1500 万辆加之我国正处于工业化、城市化和机动化的重要阶段,汽车需求的 快速增长难以防止,且汽车消费市场还有相当大的发展空间因此,大力 发展新能源汽车是缓解我国石油短缺、降低石油对外依存度的重要措施〔二〕、发展新能源汽车是降低环境污染的有效途径新能源汽车与传 统汽车相比,具有良好的环保性能,不仅排放低,而且效率高近年来,世界各国高度关注温室气体排放和气候变化问题,我国虽然 是发展中国家,但由于我国的高速发展,目前也面临着严峻的环境问题 我国如果能在新能源汽车领域率先实现突破,将会改变我国在气候变化上 的被动地位,并为全球解决日益严重的能源环境问题作出积极奉献三)、发展新能源汽车是汽车工业发展的必由之路。
新能源汽车将 催生汽车动力技术的一场革命,并必将带动汽车产业升级,建立新型的国 民经济战略产业,是汽车工业发展的必由之路四)、发展新能源汽车〔电动车〕是智能电网建设的重要内容传 统的电力系统,实际用电负荷的波动性与发电机组额定工况下所要求的用 电负荷稳定性之间存在固有矛盾,如何处理电力系统的峰谷差一直是电网 企业头疼的问题我国电力装机已突破8 亿千瓦,并将持续增长,然而许多机组是为了 应对电力系统短时间的峰值负荷而建设的,如果措施得法,建设6 亿千瓦 的装机容量就够用了可以预计,作为智能电网建设的重要组成部分,电 动车的发展能协助解决这一问题五)、新能源汽车研究的目的立足于化学学科对能源知识的学习,利用原电池原理和电解池原理, 结合个人兴趣爱好,并借助研究性学习,深入了解新能源汽车,了解新能 源汽车的动力系统,活学活用化学学科的知识,尽我们所能,尽可能的透 彻研究动力系统,尤其是纯电动车和混合动力,并根据研究结果运用到日 常生活中去,形成环保选车,环保出行的意识三、新能源汽车的技术〔一〕、混合动力汽车1、概念混合动力车辆是指使用两种或以上能源的车辆,目前的混合动力车多数以内燃机及电动机推动,此类混合动力车叫油电混合动力车(H ybrid electric vehicle简称HEV)。
多数油电混合动力车使用燃油,因消耗燃油较 少,且性能表现不错,被视为比一般由内燃引擎发动车辆更为环保的选择 近年有的车辆可以从输电网络上向内部电池充电,叫插电式混合动力汽车 (Plug-in hybrid简称PHEV),假设发电厂使用可再生能源或碳排放量低的 发电方式,那就可以进一步降低碳排放量2、 分类混合动力汽车的种类目前主要有 3 种一种是以发动机为主动力,电 动马达作为辅助动力的“并联方式”这种方式主要以发动机驱动行驶,利 用电动马达所具有的再启动时产生强大动力的特征,在汽车起步、加速等 发动机燃油消耗较大时,用电动马达辅助驱动的方式来降低发动机的油耗 这种方式的结构比较简单,只需要在汽车上增加电动马达和电瓶另外一 种是在低速时只靠电动马达驱动行驶,速度提高时发动机和电动马达相配 合驱动的“串、并联方式”启动和低速时是只靠电动马达驱动行驶,当速 度提高时,由发动机和电动马达共同高效地分担动力,这种方式需要动力 分担装置和发电机等,因此结构复杂还有一种是只用电动马达驱动行驶 的电动汽车“串联方式”,发动机只作为电力的动力源,汽车靠电动马达驱 动行驶3、 工作原理混合动力电动汽车的动力系统主要由控制系统、驱动系统、辅助动力 系统和电池组等部分构成。
以串联混合动力电动汽车为例,介绍一下混合动力电动汽车的工作原 理在车辆行驶之初,电池组处于电量饱满状态,其能量输出可以满足车 辆要求,辅助动力系统不需要工作电池电量低于 60%时,辅助动力系统 起动;当车辆能量需求较大时,辅助动力系统与电池组同时为驱动系统提 供能量;当车辆能量需求较小时,辅助动力系统为驱动系统提供能量的同 时,还给电池组进行充电由于电池组的存在,使发动机工作在一个相对 稳定的工况,使其排放得到改善混合动力汽车采用能够满足汽车巡航需要的小排量发动机,依靠电动 机或其它辅助装置提供加速与爬坡所需的附加动力其结果是提高了总体 效率,同时并未牺牲性能混合动力车装配可回收制动能量装置在传统 汽车中,当司机踩制动时,这种本可用来给汽车加速的能量作为热量被白 白浪费而混合动力车却能回收大部分这些能量,并将其暂时贮存起来供 加速时再用混合动力车通过对动力系统的智能控制来取得最大的效率, 比方在公路上巡航时使用汽油发动机:而在低速行驶时,可以单靠电机驱 动,不用汽油发动机辅助;某些情况下,两者相结合以获得最有效率5、优,缺点混合动力汽车通过把内燃机和电动机的巧妙结合,取得了效率的最优, 在保证动力的足够输出的前提下,有效节省燃油。
其二,在目前充电站并 未大规模建成的情况下,混合动力汽车可继续依靠现有加油站来保证它的 正常使用但混合动力汽车还存在一定的技术问题,电池效率和成本还有 待进一步优化,以降低实际使用成本,来实现大规模推广使用二)、天然气车1、概念简单地说,天然气汽车是以天然气为燃料的一种气体燃料汽车天然 气的甲烷含量一般在 90%以上,是一种很好的汽车发动机燃料目前,天 然气被世界公认为是最为现实和技术上比较成熟的车用汽油、柴油的代用 燃料2、天然气车的工作原理 目前,国内外汽车使用天然气时,都是将原来的燃油发动机进行改装, 以适应燃烧天然气按燃烧天然气的特点专门设计、制造的发动机还比较 少,天然气车的工作原理根据工作原理的不同,改用天然气的工作方式有 以下几种:1、汽油车的改装使用天然气作为燃料的工作原理与原来的汽油 机相同将高压气瓶中储存的天然气经过减压后送到混合器中,在此与空 气混合,进入气缸使用原汽油机的点火系统中的火花塞点火原汽油机 的压缩比不变,原发动机结构基本不变,只是另外加上天然气的储气瓶、 减压阀及相应的开关2、柴油汽车的改装有两类方法第一类是原柴油机 结构基本不变,按电点火方式改装,即按汽油机工作原理工作。
第二种是 原柴油机的燃料系统不变,再加上和上面相同的天然气燃料系统,一般压 缩比不变发动机气缸吸入空气和天然气的混合气后,由原来的柴油喷油 器喷入少量的柴油作引燃用柴油压燃着火后,点燃可燃混合气进行工作, 这就是双燃料天然气发动机3、天然气车的优缺点优点⑴天然气汽车是清洁燃料汽车.⑵天然气汽车有显著的经济效益.可降低汽车营运成本.⑶比汽油汽车更安全首先与汽油相比,压缩天然气本身就是比较安 全的燃料.天然气燃点高,与汽油相比不易点燃;密度低,很难形成遇火燃 烧的浓度;辛烷值高,抗爆性能好;爆炸极限窄,天然气燃烧困难. 其次,压缩天然气汽车所用的配件比汽油车要求更高.缺点⑷eng汽车的动力性略有降低.燃用天然气时,动力性略下降5〜15%.⑸改装一次性投资较大.目前,改装一辆eng汽车大约需4000-6000元, 不过随着日后技术的不断进步,费用会继续降低三)、纯电动车1 、概念 指以事前已充满电的蓄电池供电给电动机,由电动机推动的车辆,但 这不代表电动车不会产生污染或排碳,在产生电力给纯电动车驱动的过程 中,视发电方式不同而会有不同程度的污染及碳排放;在制造过程,纯电 动车产生的碳排放量也较多,主要表达在电池的制造上。
电池的生产过程 会产生大量二氧化碳,占整个生产过程的 43%,大大增加纯电动车的排碳 量2、增程式电动车 增程式电动车,是搭载了增程器能发电的电动汽车,电力由增程器〔燃油发电机〕或外接电源提供,其传到变速箱上的动力完全由电动机提供, 这种方式较好地解决了目前电动车行驶距离短〔约 100 公里〕的问题,可将单次行驶里程提升到近500公里〔Volt〕3、纯电动车工作原理 电动汽车由电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统构成电力 驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点 电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和电动机的调速控制装置等组成 电动汽车的其他装置基本与内燃机汽车相同纯电动车所用的电池多是镍氢 电池(Ni-MH)或锂离子电(Li-ion),可回收再用4、纯电动车的优缺点〔 1 环境污染小 这是电动汽车最突出的优点电动汽车使用过程中不会产生废气,与传统 汽车相比根本不存在大气污染的问题因为电力来源是多样化的,许多能 源像水能、风能、太阳能、潮汐能、核能都可以高效地转化为电能,也就 是说使用电动汽车还是减小了绝大部分空气污染此外,如果避开用电高 峰夜间充电,那还可以进一步减少能源的浪费。
〔 2 无噪音,噪声低这是电动汽车最直观的特点与燃油车相比,电动汽车在这方面有绝 对的优势它在行驶运行中基本是宁静的,特别适合在需要降低噪声污染 的城市道路行驶。