1 新能源汽车的发展现状及应用前景 The development of present stuation and prospect of application about new energy vehicle 摘要 由于我国经济高速发展能源和污染问题形势严峻寻能够代替化石能 源的新能源已经成为了重要解决问题途径。为了对新能源汽车有所了解以及认识新能源汽 车的发展现状以及应用前景在此进行介绍并且谈谈新能源汽车的种类等. Abstract Since China's rapid economic development, energy and pollution issues facing to find new energy to replace fossil fuels has become an important problem-solving approaches. In order to understand the new energy vehicles, as well as understanding the current situation and prospects of development of new energy vehicles, described here, and new energy vehicle types. 关键词 新能源汽车 发展现状 应用前景 Keywords New energy vehicles the dvelopment of present situation prospect of application 1. 绪论 1.1 选题背景及研究意义 21世纪,全球能源与环境形势异常严峻,有关资料统计,到2012年和2020年,我 国机动车的燃油需求量分别达到1.38亿吨和2.56亿吨,而全球石油储量能过在维持 约40年,能源短缺已经成为全球性的问题.目前,我国正处于建设“两型社会”和产 业结构调整的关键时期.节能减排已经成为我国政府和各行业工作中的重中之重,新 能源汽车可以宽泛的理解为了燃用汽油和轴的传统动力汽车以外的第三排放环保汽 车,对我国这个石油资源匮乏和环境压力 耙式浓缩机大的国家来说,大力发展能源汽车有着重要 的现实意义和战略意义, 从另一个角度来说2002—2009年中国的石油产量增长速度平缓而石油消费 量和净进口量却明显增长见图1所示。中国石油对外依存度也在逐年增大自1993 2 年中国首度成为石油净进口国以来其原油对外依存度由当年的6%一路攀升到2006 年突破45%其后每年以2个百分点左右的速度向上攀升到2009年突破50%的警 戒线。据美国能源部预测2020年以后全球石油需求与常规石油供给之间将出现 净缺口2050年的供需缺口几乎相当于2000年世界石油总产量的2倍。 1.2 研究的内容 随着能源及环境的压力从汽车方向各国政府及研究机构致力于新能源汽车 的研究以及开发经历很长的一段历程。本论文注重讲述新能源汽车的发展现状、 成果以及新能源汽车的应用前景。 2. 我国新能源汽车发展概况及主要问题 2.1 什么是新能源汽车 新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽 车、混合动力汽车、氢能 源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。。目 前 我国新能源汽车的发展 正处于难得的战略机遇期 是我国最终实现从汽车 制造业大国向产业强国转变的一次重要机遇。为应对金融海啸的冲击 我国出台了 汽车产业振兴规划 明确鼓励发展新能源汽车 在此关键时刻政府对新能源汽车 加以政策上的扶持 能够有效促进国内汽车产业实现跨越
式的发展。 3 2.2新能源汽车的分类 根据汽车动力的来源不同 新能源汽车可以分为以下六类12 纯电动汽 车、混合动力汽车、燃料电池汽车、燃气汽车、醇醚汽车和氢发动机汽车等。 2.3纯电动汽车 纯电动汽车是指完全以电机为动力源的汽车。纯电动汽车以电动机代替燃油机 噪音低、无污染 发动机、燃料及传动系统省下的空间和重量可用以补偿电机电池 的需求 且因使用单一的电能源 电控系统相比混合电动车大为简化。降低了成 本 也可补偿电池的部分价格。而且纯电动车的电池可在夜间利用电网的廉价“谷 电” 进行充电 可以平抑电网的峰谷差。纯电动车主要用于机场、社区、球场等 地方。目前 北京理工大学等单位已经完成了北京理工科凌电动车辆股份有限公司 密云电动车辆产业化。生产基地的建设 初步形成了关键技术的研发能力和产业化 配套能力。纯电动汽车的优点:技术相对简单成熟只要有电力供应的地方都能够充 电。 缺点: 目前蓄电池单位重量储存的能量太少还因电动车的电池较贵又没形 成经济规模故购买价格较贵至于使用成本有些试用结果比汽车贵有些结果 仅为汽车的13这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。 2.4混合动力汽车 混合动力是指那些采用传统燃料的同时配以电动机/发动机来改善低速力输出 和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同主要又可以分为汽油混合动力和柴油混 合动力两种。目前国内市场上混合动力车辆的主流都是汽油混合动力电子交易系统
而国际市 场上柴油混合动力车型发展也很快。 混合动力汽车的优点是1、采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机 的最大功率此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率 不足时由电池来补充负荷少时富余的功率可发电给电池充电由于内燃机可 持续工作电池又可以不断得到充电故其行程和普通汽车一样。2、因为有了电池 4 可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。3、在繁华市区可关停内燃 机由电池单独驱动
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实现“零”排放。4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大 的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。5、可以利用现有的加油站加油不 必再投资。6、可让电池保持在良好的工作状态不发生过充、过放延长其使用寿 命降低成本。 缺点:长距离高速行驶基本不能省油。 2.5 燃料电池汽车 燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料通过化学反应产生电流依靠电机 驱动的汽车。其电池的能 燃料电池汽车模型 量是通过氢气和氧气的化学作用而不是经过燃烧直接变成电能或的。燃料电 池的化学反应过程不会产生有害产物因此燃料电池车辆是无污染汽车燃料电池 的能量转换效率比内燃机要高23倍因此从能源的利用和环境保护方面燃料电 池汽车是一种理想的车辆。 单个的燃料电池必须结合成燃料电池组以便获得必需的动力满足车辆使用 的要求。 近几年来燃料电池技术已经
取得了重大的进展。世界著名汽车制造厂如戴 姆勒克莱斯勒、福特、丰田和通用汽车公司已经宣布计划在2004年以前将燃料 电池汽车投向市场。目前燃料电池轿车的样车正在进行试验以燃料电池为动力 的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。在开发燃料电池汽车中仍然 存在着技术性挑战如燃料电池组的一体化提高商业化电动汽车燃料处理器和辅 助部汽车制造厂都在朝着集成部件和减少部件成本的方向努力并已取得了显著的 进步。 与传统汽车相比燃料电池汽车具有以下优点 5 1、零排放或近似零排放。 2、减少了机油泄露带来的水污染。 3、降低了温室气体的排放。 4、提高了燃油经济性。 5、提高了发动机燃烧效率。 6、运行平稳、无噪声。 2.6 燃气汽车 燃气汽车是指用压缩天然气(CNG、液化石油气(LPG和液化天然气(LNG作为燃 料的汽车。近年来世界上各国政府都积极寻求解决这一难题开始纷纷调整汽车 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。 目前燃气仍然是世界汽车代用燃料的主流在我国代用燃料汽车中占到 左右。美国的目标是到年公共汽车领域有的汽车使用天然气 的出租车和班车改为专用天然气的汽车到年德国天然气汽车数量 将达到万至万辆加气站将由目前的座增加到至少座。 业内专家指出替代燃料
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的作用是减轻并最终消除由于石油供应紧张带来的各 种压力以及对经济发展产生的负面影响。近期中国仍将主要用压缩天然气、液化 气、乙醇汽油作汽车的替代燃料。汽车代用燃料能否扩大应用取决于中国替代燃 料的资源、分布、可利用情况替代燃料生产与应用技术的成熟程度以及减少对环 境污染等替代燃料的生产规模、投资、生产成本、价格决定着其与石油燃料的竞 争力汽车生产结构与设计改进必须与燃料相适应。 以燃气替代燃油将是中国乃至世界汽车发展的必然趋势。我国应尽快组织力量 制定出国家级燃气汽车政策。考虑到我国能源安全主要是石油的状况发展包括燃 气汽车在内的各种代用燃料汽车已是刻不容缓的事根据国情应该做到 一是要限制燃气价格使油、气价格之间保持合理的差价如四川省、重庆市 的油、气差价即可保证燃气汽车适度发展 二是鉴于加气站投资大回收期长政府适当给予一定补贴在加气站售出的 气价和汽车用户因用气节省的燃料费用之间调节好利益分配 6 三是对加气站的所得税应参照高新技术产业开发区政策采取免二减三的税 收政策 四是将加气站用电按照特殊工业用电对待电价从优另外对加气站用地 能按重大项目和环保产业对待特事特办不要互相推诿、扯皮积极采用国外先 进建站标准科学确定消防安全距离节省土地资源。 2.7 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向加剧乙醇汽车又提到议事日程。 目前世界上已有40多个国家不同程度应用乙醇汽车有的已达到较大规模的 推广乙醇汽车的地位日益提升。 在汽车上使用乙醇可以提高燃料的辛烷值增加氧含量使汽车缸内燃烧更 完全可以降低尾气的害物的排放。 乙醇汽车的燃料应用方式一、掺烧指乙醇和汽油掺合应用。在混合燃料中 乙醇和容积比例以“E”表示如乙醇占10%15%则用E10E15来表示目前掺 烧占乙醇汽车占主要地位。二、纯烧即单烧乙醇可用E100%表示目前应用并不 多属于试行阶段三、变性燃料乙醇指乙醇脱水后再添加变性剂而生成的乙 醇这也是属于试验应用阶步四、灵活燃料指燃料既可用汽油又可以使用乙 醇或甲醇与汽油比例混合的燃料还可以用氢气并随时可以
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切换。如福特丰田 汽车均在试验灵活燃料汽车FF。 3新能源汽车面临的主要问题 3.1研发力量分散,未能整合学科优势资源 我国传统汽车工业比较落后 企业开发创新的能力不足 而目前新能源汽车 的研发任务虽然有国家“863 计划”的支持 但承担的任务由各承担单位分担 各 研发单位各自为战 形成了全而散的状况 没有形成官产学研用的有效衔接 需 要整合学科优势资源 发挥节能与新能源汽车快速发展各个环节方面的主观能动
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性 7 和积极性。 3.2 我国新能源汽车缺乏核心关键零部件与技术 缺乏核心技术和关键零部件 是我国发展新能源汽车产业的瓶颈 新能源汽 车的很多关键技术 特别是动力电池、燃料电池技术、混合动力的多能源的管理系 统等 目前在世界范围内还都是技术难点 短期内没有实现突破的可能。虽然我 国新能源汽车在研发等方面不断有新的突破 小规模的示范运行也取得了成功 但 整体上仍处于发展初期 即使在目前最成熟的混合动力汽车技术领域 在关键零 部件的可靠性方面 仍不及国际领先零部件企业的水平 难以满足规模化量产的 要求 如果新能源汽车进行批量生产 一些关键零部件仍需从国外采购。 3.3 新能源汽车市场有待进一步开发 目前 新能源汽车中的混合动力汽车在国际上已经实现商业化。美国是全球最 大的混合动力汽车市场 2008 年销量为314 万辆 由于受金融危机的影响 较 2007 年减少了10。2008 年 日本市场混合动力汽车销量首次突破10 万辆 澳 大利亚市场销售为5042 辆。相对而言 我国混合动力汽车的销售市场尚处于起步 阶段。 3.4 政策扶持力度不够 购买补贴尚未惠及私人购买 目前我国已出台的扶持新能源汽车发展的政策中 对消费者购买的支持力度不 够 且尚未涉及私人消费购买而私人消费是汽车市场的主力军。在美、日、欧等 发达国家和地区 政府普遍通过减免各种税收或直接补贴等方式来支持消费者购买 新能源汽车。 3.5 消费者的教育引导 节能环保的消费观念
尚未形成 是新能源汽车推广的主要障碍。除了物质刺激 消费者使用新能源汽车外 还应加强对消费者的引导教育 改变人们的观念 使 科学发展观深入普通消费者心中 成为购买使用新能源汽车的不懈动力。 8 4.新能源汽车的趋势及应用 4.1 我国发展新能源汽车的方式 与传统汽车不同,我国新能源汽车发展与国际今本同步,我国发展新能源汽车应 是各种方式并存,替代燃料、混合动力
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