国内-电动机动车发展现状及其趋势分析研究结业毕业论文设计.doc

#*撰写日期：2013年 5 月 20 日本本科科生生毕毕业业论论文文（设设计计）题 目 国内电动汽车发展现状及趋势研究 学 院 专业班级 学生姓名 指导教师 #*摘摘 要要近年来，随着我国经济的迅猛发展，汽车保有量迅速增加，从而导致我国每年近一半的原油需要进口。过度依赖石油资源将制约我国经济的发展，甚至影响到国家利益和安全。建设资源节约、环境友好的和谐社会，倡导并鼓励研发、使用环保节能的新能源汽车，是世界汽车业发展的方向，也符合我们的国情。本文探讨了电动汽车发展的重要性，分析了电动汽车发展的机遇，揭示了电动汽车发展中存在的问题，了解了我国高度重视电动汽车发展的相关政策，结合我国电动汽车的发展现状研究提出了自己的一些建议。通过研究发现，虽然电动汽车产业发展前景良好，但在电动汽车的商业化运作上，无论从产品技术还是从市场开发方面,都还面临许多亟待解决的问题，这就需要政府的大力支持。也只有这样才能在大好形势下，把握机遇，开创电动汽车产业发展的新局面，在国际汽车产业转型过程中形成竞争优势，实现我国汽车产业由大变强和自主发展。关键词：关键词：电动汽车；混合动力；发展趋势；国内现状#* Domestic Electric Vehicle Development Present Situation and Trend of ResearchAbstractThis paper discusses the importance of development of electric car, and analyse the opportunities of electric car, and find some existing problems. Given the development status of our electric cars, the country puts forward the development problem of electric car and gives some advice. The paper firstly discussed the advantages and disadvantages of pure electric vehicles, hybrid electric vehicle and fuel cell electric vehicles. It also discussed the advantages and the development of electric cars. The paper has a good understanding of the reason that our country puts more importance to electric cars and related policies. In view of the present development of electric cars. This article makes a positive outlook about the future of the electric car：adhere to the “three vertical and three horizontal“ development layout and the “industrialization of research and development“ mode. Increase the intensity of charging infrastructure, scientific and technological innovation, and speed up construction of infrastructure. Speed up the technical standards of research, and perfect the standard system construction. Deepen the model promotion and explore the business driving mode. Support to form industry technology innovation alliance, undertake the task of science and technology plan. Improve the public platform and strengthen the cultivation of talent. Deepen the international technical exchanges and cooperation, promoting the development of internationalization of electric cars.Key Words：Electric Cars; Hybrid Power; Development Tendency ;Domestic Status Quo#*目目 录录1 引言.12 电动汽车概述.22.1 电动汽车的定义和分类.22.1.1 电动汽车的定义.22.1.2 电动汽车的分类.22.2 电动汽车的历史.32.3 电动汽车的优势.32.3.1 环境污染小.32.3.2 噪声低.42.3.3 高效率.42.3.4 结构简单，使用维修方便，经久耐用.52.3.5 使用范围广，不受所处环境影响.52.3.6 排放的废热少.52.3.7 可回收利用的能量多.52.3.8 可以改善能源结构、解决汽车的替代能源问题.53 国内电动汽车的发展现状.63.1 我国为何高度重视电动汽车.63.2 我国政府对电动汽车的政策与支持.63.3 国内电动汽车发展现状.74 国内电动汽车存在的问题及发展趋势.94.1 存在的问题.94.1.1 技术障碍及产业赢利压力大.9#*4.1.2 电动汽车消费所需求的基础配套设施差距很大.104.1.3 消费观念有待更新.104.1.4 电动汽车对环境的间接污染.104.1.5 电动汽车价格昂贵.114.2 发展趋势.114.2.1 纯蓄电池驱动的超微型汽车.114.2.2 驱动电机呈多样性发展.124.2.3 混合动力汽车.124.2.4 燃料电池汽车成为竞争的焦点.125 加快我国电动汽车发展的措施建议.135.1 率先在政府和各行政事业单位使用电动汽车.135.2 由政府主导，加大电动汽车消费环境相关配套基础设施建设.135.3 加快建立电动汽车相关国家标准，使产业发展更规范有序.135.4 鼓励电动车消费，并积极探索新的运营模式.135.5 电动汽车产业布局应向中西部地区倾斜.145.6 由政府牵头做好废旧电池的回收再利用工作.146 结果分析与讨论.146.1 战略定位.156.2 战略目标.156.3 自主创新目标.156.4 产业发展目标.156.5 市场环境目标.166.6 政策法规目标.167 结语.16#*参考文献.17致 谢.18#*1 引言引言汽车自诞生起已有 100 多年的历史，其发展速度不断的加快，与人们的联系越来越紧密。汽车已不再是一个简单的代步的运输工具，已成为许多人的生活必需品和文化生活的一部分。汽车的普及程度和技术水平已成为一个国家或地区现代化程度的标志。汽车在全球保有量的不断增加使人类面临能源短缺、全球变暖、空气质量水平下降等诸多挑战，同时也推动汽车自身技术的发展，为此汽车工程师正在不断努力研究降低油耗的方法，寻求各种代用燃料以及开发不用或少用汽油的新型车辆；越来越多的人士已经认识到各种类型电动汽车和燃料电池汽车是实现清洁汽车的解决方案，全世界的汽车业界也正在为此努力并投入了巨大的资金和人力。电动汽车是集机械、电子、电机、智能控制、化学能源、计算机、新材料等科学领域和工程技术中最新成果于一体，是多种高新技术凝聚的成果电动汽车是一个崭新而有古老的话题。世界上第一辆内燃机汽车的诞生日子为 1886 年 1 月 29 日，而早在 1881年，在法国巴黎街头就已经出现了电动汽车，该车是由法国工程师 Gustsve Trouve 发明的采用铅酸电池做动力的三轮电动车，这是世界上第一辆电动汽车1。我国的电动汽车开发水平也处于世界领先地位，主要有清华大学的电动中型面包车、四川内江微型电动厂的电动型微型车、上海新宁汽车厂的电动敞篷车、洛阳拖拉机厂研制的电动轿车、北京理工大学、长沙科技大、河北胜利客车厂共同研制的电动大客车、华南理工大学研制的电动面包车等。另外，我国还在广东省汕头市南澳岛成立了国家级电动汽车试验区，在这里有各国的电动汽车正在运行之中，为世界电动汽车的发展积累素材。在当前全球汽车工业面临金融危机和能源环境问题的巨大挑战的情况下，发展电动汽车，实现汽车能源动力系统的电气化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成了广泛共识。相信电动汽车因其环保节能等很多优点必定会在 21 世纪发挥重大的作用。#*2 电动汽车概述电动汽车概述2.1 电动汽车的定义和分类电动汽车的定义和分类2.1.1 电动汽车的定义电动汽车的定义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2。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好，但当前技术尚不成熟。2.1.2 电动汽车的分类电动汽车的分类驱动电动汽车的电力常见的有各种蓄电池，燃料电池、太阳能电池等。最常见的分类方法是把电动汽车分为纯电动汽车(BEV)、混合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCEV) 三类3。1）纯电动汽车）纯电动汽车纯电动汽车是完全由二次电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池等)提供动力的汽车。纯电动汽车的优点是技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。但是，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。2）混合动力汽车）混合动力汽车混合动力汽车指能够至少从下述两类车载储存的能量中获得动力的汽车：可消耗的燃料或可再充电能/能量储存装置。目前那些通常采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗。国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力，而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快4。3）燃料电池汽车）燃料电池汽车以燃料电池作为动力电源的汽车。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 2 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5。#*2.2 电动汽车的历史电动汽车的历史1885 年，世界上第一辆汽车由德国人本茨研制成功，并于 1886 年 1 月 26 日获得专利，后人为了纪念本茨对汽车发展所做的贡献，将 1886 年 1 月 26 日定为世界上第一辆汽车诞生日6。电动汽车的历史同样可以追溯到 19 世纪，并且早于内燃机汽车的发明时间，最早开发电动车辆的人为法国人和英国人。1881 年法国工程师古斯塔夫-特鲁夫发明的第一辆电动汽车铅酸蓄电池动力三轮车，并于 1881 年 11月间在巴黎举办的国际电器展览会上展出，遗憾的是这辆电动汽车的照片没有留下来。现在留有照片的最早的电动汽车是英国人阿顿和培里于 1882 年发明的三轮电动车。应该说明的是，若把一次电动汽车作为电动汽车的诞生日的话，则第一辆电动汽车的诞生时间是 1873 年，由英国人罗伯特-戴维森发明。戴维森制作的世界上最初可供实用的电动汽车是一辆载货车，长 4800mm，宽 1800mm，使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的一次电池。1900 年美国制造的汽车中，电动汽车为 15755 辆，蒸汽机汽车 1684 辆，而汽油机汽车只有 936 辆。进入 20 世纪以后，由于内燃机技术的不断进步，1908 年美国福特汽车公司 T 型车问世，以流水线生产方式大规模批量制造汽车使汽油机汽车开始普及，致使在市场竞争中蒸汽机汽车与电动汽车由于存在着技术及经济性能上的不足，使前者被无情的岁月淘汰，后者则呈萎缩状态。2.3 电动汽车的优势电动汽车的优势2.3.1 环境污染小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。有人说电动汽车使用的二次能源电能在火力发电厂产生时污染了大气，它只是把污染从城市转移到了郊区。事实上，电动汽车并不是简单地将空气污染改变了地方，相对传统汽车，它确实做到了减小了污染。电动汽车可广泛应用于城市公交、公共场所以及排放控制有特殊要求的地方。但是如果算总账，并不能说电动汽车是零排放汽车，因为电动汽车使用的电能或燃#*料电池车使用的燃料，在其生产过程中已产生了 NO和 CO等污染物。如下表为燃料制作过程中 NO的排放值。表 2-1 NO排放量比较燃料种类汽油柴油电力甲醇氢NO排放量/(g·MJ-1)0.1130.0560.0470.0190.0220.0220.0422.3.2 噪声低噪声低燃料电池按电化学原理工作，运动不见很少，无内燃机的燃烧噪声和进气门、排气门、活塞与曲轴等运动部件的机械噪声。燃料电池系统中最大的噪声源是空气压缩机。在没有采取隔音措施的燃料电池概念车，空气压缩机在汽车运行中产生的噪声也相当大。总的来看，燃料电池车的噪声明显低于内燃机汽车。蓄电池汽车和混合动力电动汽车仅使用储存的电力在城市运行时也具备类似特点。因此可以说，电动汽车工作时产生的噪声低，较传统汽车安静7。2.3.3 高效率高效率这是电动汽车能源利用方面最显著的特点。在城市中，道路上车辆行驶较多，而且经常遇到红绿灯，车辆必须不断的停车和启动。对于传统燃油汽车而言，这不仅意味着消耗大量能源，而且也意味着更多汽车尾气排出。而使用电动汽车，减速停车时，可以将车辆的动能通过磁电效应， “再生”地转化为电能并贮存在蓄电池或其他储能器中。这样在停车时，就不必让电机空转，可以大大提高能源的使用效率，减少空气污染。2.3.4 结构简单，使用维修方便，经久耐用结构简单，使用维修方便，经久耐用这是电动汽车运行成本方面的最大亮点。与传统燃油汽车相比，电动汽车容易操纵、结构简单，运转传动部件相较对少，无需更换机油、油泵、消声装置等，也无需添加冷却水。维修保养工作量少。如果有好的蓄电池，它的使用寿命也比燃油车长。#*2.3.5 使用范围广，不受所处环境影响使用范围广，不受所处环境影响这是电动汽车另一优势所在。在特殊场合，比如不通风、冬天低温场所，或者高海拔缺氧的地方，内燃机车要么不能工作，要么效率降低，而电动车则完全不受影响。2.3.6 排放的废热少排放的废热少汽车运行时内燃机燃烧排出气体温度明显高于环境大气，排气携带的热量将导致环境大气温度升高，进一步对大城市的热岛效应产生一定影响。燃料电池和混合动力汽车由于有较高的热效率，单位里程排放的热量少，蓄电池电动汽车不带出废热的排气，故使用电动汽车可以减轻城市的热岛效应。2.3.7 可回收利用的能量多可回收利用的能量多对电动汽车而言，很容易利用发动机反转时发电的功能回收制动或下坡时的能量，从而使汽车的续驶里程增加、经济性提高。新开发的电动汽车都具有下坡、制动或减速时的能量回收系统，具有能量回收系统的电动汽车的续驶里程可增加10%15%。2.3.8 可以改善能源结构、解决汽车的替代能源问题可以改善能源结构、解决汽车的替代能源问题装备蓄电池的电动汽车所消耗的电能可以由普通电网得到，故所有获取电能的方法都可以用作电动汽车的能源获取途径。燃料电池可以以氢、甲醇等非化石燃料为能源，因此电动汽车改变了传统汽车单纯依赖石油燃料的不足，既可以改变能源结构、弥补化石燃料的不足，又可以作为石油枯竭后的交通工具，因此可以说开发电动汽车具有重要的能源战略意义。3 国内电动汽车的发展现状国内电动汽车的发展现状3.1 我国为何高度重视电动汽车我国为何高度重视电动汽车改革开放以来，我国国民经济持续快速发展，取得了举世瞩目的成就。然而，伴随着经济的发展，城市大气污染问题也越来越严重。大气污染已危及到人们的身#*心健康，成为我国特别是城市经济发展和社会进步的障碍，同时还影响到我国的国际形象。从长远看，环境和技术两个因素将主导汽车工业的未来，任何一个汽车生产企业，如果仅仅依赖于传统燃料汽车，将难以在 21 世纪环保要求更加苛刻、竞争更加激烈的市场中占有一席之地。但是，未来中国若是大规模地发展汽油或柴油动力汽车，势必在资源和环境方面遇到更严重的压力，中国必须寻求未来汽车工业发展的新路，电动汽车无疑是一个重要的发展方向。当前的进展表明，电动汽车的生产不仅仅是发动机的重大变化，而且在汽车设计，加工，材料，以及电气、控制系统等方面都面临着诸多改变，这意味着以汽车工业为基础的西方发达国家整个工业体系面临着重大的调整，代价极为巨大。这种局面实际上为我国提供了一个空前的机遇。因此，进一步加强零排放电动汽车的研究开发工作，争取早日实现商品化、产业化，具有长远的战略意义。3.2 我国政府对电动汽车的政策与支持我国政府对电动汽车的政策与支持我国政府高度关注电动汽车的研发和产业化。2005 年国务院政府工作报告提出“要鼓励和发展清洁汽车” ， 国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要提出：“鼓励开发使用节能环保和新型燃料汽车。 ”2006 年 2 月，国务院发布的国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020 年） 将“低能耗与新能源汽车”和“氢能及燃料电池技术”分别列入优先主题和前沿技术。2007 年 6 月公布中国应对气候变化国家方案鼓励混合动力汽车、纯电动汽车的生产和消费。我国政府着眼长远，超前部署，长期以来积极组织开展电动汽车的自主创新。“九五”期间，电动汽车列入国家重大科技产业工程。 “十五” 、 “十一五”期间电动汽车列入国家 863 计划。在自主创新过程中，坚持了政府支持，以核心技术、关键部件和系统集成为重点的原则，确立了以混合电动汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车为“三纵” ，以整车控制系统、电机驱动系统、动力蓄电池/燃料电池为“三横”的研发布局，通过产学研紧密合作，我国电动汽车的发展取得了重大进展8 。为加#*快推动电动汽车科技发展，2012 年 3 月 27 日，中华人民共和国科学技术部以国科发计 (2012)195 号印发电动汽车科技发展“十二五”专项规划 。十一五节 能与新能 源汽车总 体研发布 局各类整车产品代用燃料汽车关键技术燃料电池汽车动力 系统技术平台混合动力汽车动力 系统技术平台纯电动汽车动力系 统技术平台燃料电池发动机、动力蓄电池、超级电容驱动电机、电机传动系总成、发动机新材料、新部件、共性技术、基础设施相关技术检测试验技术标准政策法规示范运营产业融资知识产权技术信息公共支撑平台建设共性基础技术关键零部件技术整车动力系统集成 技术整车产品开发图 3-1 电动汽车“三纵三横”研发布局资料来源：国家“863”计划节能与新能源汽车重大项目办公室3.3 国内电动汽车发展现状国内电动汽车发展现状早在 2000 年时，在环境保护和国家石油安全战略的推动下，建设电动汽车社会被提到日程，我国进入了电动汽车社会“科技引导”初期发展阶段。该阶段(“十五”时期和“十一五”前期)以电动汽车关键技术研发为主要特征，着重开展电动汽车关键技术原始创新和系统集成创新、测试环境建设、专业技术人才培养、技术标准体系搭建、开放协同创新环境建设、科技成果转化活动等一系列活动。“十一五”期间，科技部组织实施了 863 计划节能与新能源汽车重大项目，聚焦动力系统技术平台和关键零部件研发。经过两个五年计划的科技攻关以及北京奥运会、上海世博会、深圳大运会、 “十城千辆”等示范工程的实施，我国电动汽车从无到有，在关键零部件、整车集成技术以及技术标准、测试技术、示范运行等方面#*都取得重大进展，初步建立了电动汽车技术体系，已申请专利 3000 余项，颁布电动汽车国家和行业标准 56 项，建成 30 多个节能与新能源汽车技术创新平台。事实上，从 2009 年开始，我国政府已相继出台多个政策，对新能源汽车的研发、生产和销售进行多个环节的补贴。2012 年 3 月，有消息指出：我国第一批投入研发新能源汽车的汽车之一长安汽车靠 50 万元国家科研项目资金，通过十年从无到有，开发三款混合动力汽车和两款纯电动汽车，现销量约占全国乘用车新能源汽车总量的 50%。 2012 年 12 月，工信部对初步确定的“2012 年度新能源汽车产业技术创新工程拟支持项目名单”予以公示。从名单上看，本次 25 个项目包含纯电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池汽车和动力电池项目，涉及一汽、东风、长安、江淮等多个汽车上市公司。 工信部人士表示，此次支持项目与以前支持项目的最大区别，在于重视联合申报、联合研发。此前，由工信部牵头制订的节能与新能源汽车发展规划(20112020 年)即明确表示：2020 年中国新能源汽车销量规模将达全球第一，新能源汽车或以纯电动为主。而此次公示，或许象征着规划开始进一步落实的重要标志。工信部也曾宣布：未来十年国家将向一汽、东风、长安等国有企业投入 1000 亿元的资金，用于扶持新能源汽车生产，使中国成为全球最大的新能源汽车生产国9。 2012 年 3 月，长安汽车向北京市房山区交付 100 台纯电动汽车用作出租车，为迄今为止我国纯电动汽车最大的一笔订单。2013 年 3 月，在经销商大会暨新车见面会上，纯电动汽车陆地方舟 v5 震撼出场这是全国第一款面向大众市场销售的纯电动SUV。然而，在政府积极推动的大背景下，新能源汽车特别是纯电动汽车在公共服务领域以外的民用市场却屡屡遇冷。消息显示：从 2009 年相关政策开始实施截至2011 年，新能源汽车的保有量为 1 万余辆，但私人购买仅百余辆。直至 2011 年底，新能源补贴仅发放 1/50，与推广目标相去甚远。新能源汽车要得到真正的普及，似乎尚任重而道远。#*4 国内电动汽车存在的问题及发展趋势国内电动汽车存在的问题及发展趋势4.1 存在的问题存在的问题近年来，随着经济发展，我国已迈进汽车社会。汽车保有量迅速增加，导致我国每年近一半的原油需要进口，过度依赖石油资源将制约我国经济的发展，甚至影响到国家利益。同时，为了建设资源节约、环境友好的和谐社会，倡导并鼓励研发、使用环保节能的新能源汽车，代表了世界汽车业发展的方向，也符合我们的国情。 我国电动车研究领先于国际水平，实现了电动汽车自主创新和技术集成，形成了比较完整的产业布局。同时，在关键性零部件技术，如汽车燃料电池发动机、驱动电机、动力蓄电池等方面，已经取得了重大进展，形成了配套产业链,最有可能率先实现电动车大规模产业化应用。一汽、东风、奇瑞、比亚迪等大型汽车工业集团，已启动电动车项目产业化。但电动汽车市场推广和使用环境培育进程比较缓慢确是不争的事实。主要存在以下瓶颈：4.1.1 技术障碍及产业赢利压力大技术障碍及产业赢利压力大 电池技术是电动汽车是核心技术之一。我国电动汽车电池技术进步明显，尤其是安全性大大提高了。但我国的电池技术与国际先进水平相比，在电池单元的一致性和均匀性上还存在一定差距；在成本控制、充电时间、蓄电池尺寸、质量能量密度和循环寿命等方面还有待提高。 目前，我国动力电池批量生产的原材料的纯净度、工艺的稳定性和设备的精度，是造成一致性问题的主要障碍。由于研发周期长、产业化规模小，动力电池成本居高不下，而电池成本占电动汽车整车成本超过 30%，因此电动汽车产业盈利压力大。 4.1.2 电动汽车消费所需求的基础配套设施差距很大电动汽车消费所需求的基础配套设施差距很大 按照现在的充电参数，电动汽车的充电时间较长，约 9 小时，更为重要的是充电设施网络尚未形成，相关电力配套设施不到位，社区充电设施还是空白。目前我国示范运行的电动汽车只能在规定的线路上运行。充电的方便性成为电动汽车大面#*积推广，进入民众生活的最大障碍。 4.1.3 消费观念有待更新消费观念有待更新 电动汽车要想从示范运行走上全社会推广之路，除了政策扶持、改进技术，企业和消费者观念的转变也很重要。现在，消费者普遍认为电动汽车续驶里程短、速度低、价格高，使用起来不划算，并认为是否环保与己无关。这里面存在一定误区。目前，电动汽车整体性能大大提升，使用成本大幅降低，不到燃油车的 40%，在城区范围内运行，是完全能够胜任的。更为重要的是，电动汽车将最终实现零排放、零污染、低噪音，综合使用成本低，社会综合效益高。 4.1.4 电动汽车对环境的间接污染电动汽车对环境的间接污染采用电网为电动汽车充电，只是汽车排放的转移，而不是汽车的零排放。发电带来的环境污染，有时候甚至超过汽油资源的获取。2009 年 7 月，绿色和平组织发布了中国发电集团气候影响排名报告估算，十大发电集团 2008 年的总消耗量超