科持创新“六个一”工程十大产业现状和发展趋势之三13573.docx

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1、科技创新“六个一”工程十大产业现状和发展趋势之三清洁汽车及动力电池目 录（按住Cttrl的的同时在在页码前前单击，立立即进入入相应页页码的页页面）1、清洁汽汽车及动动力电池池概述- 22 -1.1清洁洁汽车- 22 -1.1.11燃气汽汽车- 33 -1.1.22醇类燃燃料汽车车- 77 -1.1.33.生物物柴油汽汽车- 110 -1.1.44氢气汽汽车- 110 -1.1.55太阳能能汽车- 111 -1.1.66电动汽汽车- 112 -1.2动力力电池- 221 -1.2.11燃料电电池- 221 -1.2.22.太阳阳能电池池- 224 -1.2.33.锂离离子电池池- 225 -1.

2、3 清清洁汽车车对经济济和社会会的影响响- 228 -1.3.11节能减减排- 228 -1.3.22可持续续发展- 229 -1.3.33调整电电网供电电和充分分利用电电网低峰峰电力- 330 -1.3.44抢占汽汽车技术术竞争制制高点- 330 -2.清洁汽汽车与动动力电池池国内外外发展概概况- 331 -2.1新能能源清洁洁汽车发发展概况况- 331 -2.1.11纯电动动汽车- 331 -2.1.22燃料电电池电动动汽车- 337 -2.1.33混合动动力汽车车- 441 -2.1.44新能源源清洁汽汽车的发发展预测测- 444 -2.2动力力电池- 446 -3、清洁汽汽车与动动力电

3、池池在江西西省的发发展情况况- 550 -4、我省发发展清洁洁汽车与与动力电电池需要要解决的的问题- 551 -5.促进我我省发展展清洁汽汽车与动动力电池池的思考考- 552 -参考文献献- 554 - 汽汽车工业业是国民民经济的的支柱产产业，是是衡量一一个国家家工业化化水平的的重要标标志。经经济发达达国家在在世界经经济中的的地位与与其在世世界汽车车工业中中的排名名顺序是是基本吻吻合的。汽汽车工业业的发展展将带动动相关产产业的技技术创新新和产业业本身的的发展。 以以汽油和和柴油为为燃料的的汽车(亦可称称为传统统汽车)自199世纪880年代代末诞生生至今，已已有百余余年历史史，为人人类社会会的进

4、步步作出了了巨大贡贡献。汽汽车的广广泛使用用和普及及，不仅仅大量消消耗地球球上有限限的石油油资源，而而且还对对环境造造成了非非常严重重的污染染。汽车车尾气是是城市大大气的主主要污染染源。 研研究、推推广和使使用新能能源清洁洁汽车十十分必要要和迫切切。据有有关研究究机构预预测，至至21世世纪200年代，在在世界汽汽车市场场上，先先进的直直喷式汽汽油机汽汽车、直直喷式柴柴油机汽汽车和新新能源清清洁汽车车(包括括诸如燃燃气汽车车之类和和各种代代用燃料料汽车等等)将“三三分天下下”。随随着科技技进步加加快、环环保要求求更为严严厉和能能源形势势的改变变，新能能源清洁洁汽车的的市场份份额将明明显扩大大，并

5、最最终超过过传统汽汽车的市市场份额额。1、清洁汽汽车及动动力电池池概述1.1清洁洁汽车 清清洁汽车车，或称称清洁能能源汽车车、新能能源汽车车、绿色色能源汽汽车，指指能够节节约能源源、对环环境污染染极小或或是零污污染的汽汽车，它它的废气气排放指指标优于于现行排排放法规规并能满满足下一一阶段排排放法规规要求。清清洁汽车车采用新新能源作作为动力力来源(或使用用常规的的车用燃燃料、采采用新型型车载动动力装置置)，在在车辆的的动力控控制和驱驱动方面面采用先先进的技技术，并并具有先先进的汽汽车结构构。 这这里所指指的新能能源是广广义上的的，即除除汽油、柴柴油之外外的可作作为汽车车燃料或或动力的的各种洁洁净

6、(或或比较洁洁净)能能源之总总称。实践证证明，如如果不采采用相应应的技术术，传统统汽车即即使改用用清洁或或比较清清洁的燃燃料，也也不一定定是清洁洁汽车，例例如各种种燃气相相对于石石油燃料料而论，是是比较清清洁的能能源，但但若不应应用比较较合适的的喷射技技术和控控制系统统，则污污染排放放仍然不不能减轻轻，诸如如甲醇、乙乙醇等其其他代用用燃料更更是如此此。 狭狭义上的的新能源源清洁汽汽车是指指其所使使用的能能源类型型与传统统汽车的的完全不不同，动动力系统统结构也也与内燃燃机的有有着本质质的区别别，排放放为零或或几乎为为零。在在某种情情况下，这这种汽车车也特指指蓄电池池式电动动汽车和和燃料电电池式电

7、电动汽车车。至于于太阳能能汽车，虽虽然所用用能源类类型对于于石化燃燃料而论论，是完完全新型型的，但但就车辆辆的驱动动形式而而论，仍仍是电动动的(从从太阳能能电池里里获得电电力)，因因此，亦亦可将之之归入电动汽汽车一类类。 一一般认为为，清洁洁能源汽汽车包括括燃气汽汽车、醇醇类燃料料汽车、生生物柴油油汽车、电电动汽车车、太阳阳能汽车车等。电电动汽车车是目前前发展的的主要方方向，开开发和研研制电动动汽车是是汽车发发展的必必然趋势势，而电电动汽车车的关键键是动力力电池。 1.11.1燃燃气汽车车 燃燃气汽车车包括天天然气汽汽车和液液化石油油气汽车车两种。从从本质上上讲。燃燃气汽车车仍属于于内燃机机汽

8、车，只只是为了了适应气气体燃料料而作了了一些必必要的改改动，主主要的差差别在于于使用比比较清洁洁的能源源。 (1)天天然气汽汽车 天天然气汽汽车是以以天然气气作为燃燃料的汽汽车，按按照天然然气的化化学成分分和形态态，可分分为压缩缩天然气气(CNNG)汽汽车、液液化天然然气(LLNG)汽车22种。天天然气是是一种高高效、清清洁、价价廉的燃燃料和化化工原料料，是继继煤和石石油之后后的第三三大能源源，储藏藏量丰富富。天然然气的主主要成分分是甲烷烷(CH4)，其其成本比比汽油和和柴油均均低，燃燃烧后的的主要生生成物为为二氧化化碳和水水。 由由于天然然气在车车上与空空气混合合更加均均匀，燃燃烧更完完全，

9、使使一氧化化碳、碳碳氢化合合物和硫硫化物的的排放大大大降低低，燃烧烧排放的的炭烟也也少，尾尾气较清清洁。车车用天然然气的热热值也较较高，天天然气发发动机热热效率与与柴油机机相当。从从环保效效益、经经济效益益看，压压缩天然然气作为为汽车燃燃料的表表现都是是非常优优秀的，尤尤其适合合于城市市公共交交通和出出租汽车车使用。 目目前的压压缩天然然气汽车车，技术术已经比比较成熟熟，保有有量出现现逐渐增增加的趋趋势，是是代用燃燃料汽车车中水平平较高的的车辆。天天然气汽汽车也可可以实现现“双燃燃料”供供给方式式(如图图1所示示)，驾驾驶员可可通过操操作转换换装置随随意选择择燃油或或天然气气，动力力性能基基本

10、保持持不变。图1 双双燃料汽汽车电子子燃油喷喷射系统统 就就燃料供供给系统统而言，燃燃油汽车车至今已已发展了了三代，即即化油器器式、闭闭环控制制式、微微处理器器控制多多点顺序序喷射加加三元催催化尾气气净化装装置(简简称电喷喷汽车)。燃气气汽车燃燃料供给给系统技技术也跟跟着燃油油汽车发发展了三三代。我我国现在在的改装装车全部部属于第第一代技技术，它它的燃料料供给系系统与化化油器汽汽车大同同小异，只只不过用用气化调调节器(LPGGV一液化化石油气气汽车)或调压器(CNGVV一压缩缩天然气气汽车)代替了了化油器器而已。相相对于化化油器汽汽车，第第一代燃燃气汽车车属于低低污染汽汽车，COO可降低低70

11、%左右，HHC(碳碳氢化合合物)和和NOxx(氮氧氧化物)也有明明显下降降，但相相对于电电喷汽车车则优势势不明显显。 (2)液液化石油油气汽车车 液液化石油油气(LLPG)是世界界上使用用得最多多的传统统汽车代代用燃料料之一，主主要成分分是丙烷烷。它是是天然气气处理过过程或石石油炼制制过程中中的一种种副产品品，常温温常压条条件下呈呈气态，容容易与空空气混合合而形成成混合气气、点燃燃后可充充分燃烧烧。此外外，LPPG不溶溶于水，不不会随雨雨水流入入地下而而污染土土壤和地地下水。这这些特征征使之适适合做汽汽车燃料料。LPPG汽车车总的排排污量仅仅是燃油油汽车的的四分之之一左右右，其中中，COO排放

12、量量不到传传统汽车车的十分分之一。如如果采用用先进的的电喷系系，则排排放可满满足更高高标准的的要求。 (3)燃燃气汽车车优缺点点 优优点： 有较高高的经济济效益。如如果各类类发动机机的热效效率比较较近，则则天然气气汽车的的燃料费费用大约约是汽油油车或柴柴油车的的一半。另另外，天天然气容容易扩散散，在发发动机中中容易和和空气均均匀混合合，燃烧烧比较完完全、干干净、不不容易产产生积碳碳，抗爆爆性能好好，不会会稀释润润滑油，因因而使发发动机汽汽缸内的的零件磨磨损大大大减少，使使发动机机的寿命命和润滑滑油的使使用期限限大幅度度增长。这这些都会会降低汽汽车的保保养和运运行费用用，提高高汽车使使用的经经济

13、性。从从公交车车看，使使用天然然气比汽汽油节省省40%的费用用，维修修保养费费节约550%。 有较好好的环保保效益。与与石油燃燃料相比比，气体体燃料在在制备过过程中能能量损失失较小，对对大气的的有害排排放污染染物少。从从燃料来来源考虑虑，对环环境保护护是更有有利的。与与汽油汽汽车相比比，天然然气汽车车它的尾尾气排放放中COO下降约约90%，HC下降约约50%，NOOx下降降约300%，SSO2下降约约70%，CO2下降约约23%，微粒粒排放可可降低约约40%，铅化化物可降降低1000%.。 比较安安全。CCNG、LL,NGG和LPPG汽车车的气瓶瓶或气罐罐等都很很结实可可靠。天天然气本本身比空

14、空气轻(LPGG除外)，稍有有泄漏，很很快就会会扩散到到大气中中。气体体燃料系系统的各各个部件件，特别别是密封封部分，都都经过严严格的检检查。因因此，天天然气作作为汽车车燃料是是比较安安全的。 缺缺点： 由于气气体燃料料的能量量密度低低，天然然气汽车车携带的的燃料量量较少，一一般行驶驶距离较较汽油车车短。由由于气体体燃料在在汽缸中中的可燃燃混合气气里占有有一定的的容积(汽油机机汽缸中中流体燃燃料所占占容积忽忽略不计计)，在在同样的的汽缸工工作容积积下，用用天然气气作燃料料时作的的功少。而而目前用用的天然然气发动动机大多多是由原原汽油机机改装的的，因而而汽油汽汽车在改改用天然然气后功功率往往往会

15、下降降10%20%左右，这这就是司司机所说说的爬坡坡没劲、加加速响应应慢等现现象。一一般柴油油汽车如如果用“双双燃料”方方式改装装燃用天天然气，则则不会出出现这种种现象，但但改装件件的结构构较为复复杂。 由于目目前的天天然气汽汽车是在在原来的的汽油车车或柴油油车的基基础上改改装的，原原来汽油油机或柴柴油机的的燃料系系统大多多保留。这这样，要要在原汽汽车的增增加天然然气燃料料系统，特特别是气气瓶使原原来的汽汽车的有有效空间间减少，本本身的自自重也增增加了。 天然气气是气态态燃料，不不容易储储存和携携带。为为此，需需要加压压或液化化以便装装瓶，还还需要建建造比汽汽油、柴柴油加油油站投资资都大的的加

16、气站站，并形形成一定定的网络络，一次次性投资资较大。 将现有有的汽车车改用天天然气作作燃料时时，需增增加发动动机燃料料系统的的部件，如如储气瓶瓶、减压压阀、混混合器等等，需要要一定的的改车投投资。(4)我国国天然气气汽车的的发展概概况及对对策 我我国天然然气资源源丰富，分分布广泛泛。海南南、北京京、上海海、重庆庆等省市市被列为为国家燃燃气汽车车重点示示范城市市，各地地均在燃燃油汽车车基础上上研制开开发改装装了压缩缩天然气气汽车和和液化石石油气汽汽车，主主要用于于出租车车、公交交客车、大大型车辆辆和工程程设施等等。一汽汽一大众众公司开开发了捷捷达LPG，上上海交大大研制成成轿车并并和申沃沃客车联

17、联合开发发成功改改装型城城市公共共汽车，北北京开发发了CNG城城市公共共汽车。发展我国天天然气汽汽车的对对策： 加快天天然气发发动机关关键技术术的研究究。应用用先进的的电控技技术对天天然气发发动机的的燃料供供给、点点火定时时等进行行精确控控制，是是实现天天然气汽汽车发动动机高效效率、低低污染燃燃烧的关关键之一一。电控控系统主主要包括括电控单单元、传传感器和和执行机机构等。空空燃比控控制技术术是协调调发动机机排放(N0HC)、气气耗率和和可靠性性(排温温)的重重要技术术，空燃燃比在整整个燃油油特性图图上的快快速与精精细控制制是关键键。发动动机燃烧烧技术和和高能点点火技术术及其协协调优化化是实现现

18、最佳性性能的必必要条件件。由于于欧IIII排放放法规不不仅要求求限制天天然气发发动机的的非甲烷烷碳氢(NMHHC)而而且要求求控制总总碳氢排排放(TTHC)，先进进的后处处理技术术也很重重要。 改善供供气能力力，加快快加气站站基础设设施的建建设。各各大城市市，特别别是有条条件建设设的城市市应将天天然气汽汽车加气气站的建建设列人人城市的的发展规规划中，并并尽早建建立天然然气供气气系统。利利用“西西气东输输”和进进口天然然气的管管网建设设，在沿沿线和周边城市改改善供气气能力，为为大力发发展天然然气汽车车提供必必要条件件。 贮气瓶瓶的研制制。研制制储存量量大、耐耐高压、轻轻质的车车载复合合气瓶已已是

19、一个个必须解解决的重重要关键键技术。国国外已经经成功地地研制并并生产了了压力大大于255MPaa的复合合材料气气瓶，且且其P/V(质质量容容积)仅仅为0.6。我国国应尽快快开展这这方面的的研制工工作。 政府政政策的支支持。许许多发达达国家的的政府为为了保护护环境，在在价格，税税收，投投资，补补贴等方方面制定定优惠措措施，积积极鼓励励燃气汽汽车的发发展。我我国政府府应结合合实际情情况，积积极发挥挥引导、支支撑和排排障的作作用，如如在法律律方面予予以保障障，在燃燃气汽车车生产、改改装、零零部件生生产、加加气站建建设、燃燃气汽车车购买和和使用等等环节给给予税收收、资金金等方面面的优惠惠政策。例例如上

20、海海市政府府对新增增天然气气公交车车进行补补贴，政政府投资资进行加加气站建建设，由由委托企企业经营营等，都都是行之之有效的的措施。目目前我国国正在进进行燃油油税改革革，实行行税改后后，燃油油价格将将上升；对燃气气汽车的的发展具具有重要要的促进进作用。 11.1.2醇类类燃料汽汽车 (1)概概况 醇醇类燃料料汽车是是指以甲甲醇或乙乙醇为燃燃料的汽汽车。醇醇类作为为液体燃燃料，其其储运、携携带、使使用都和和传统的的汽油、柴柴油差不不多。 生生产乙醇醇燃料的的原料主主要来自自农作物物，属可可再生能能源，用用生物技技术路线线取代化化学技术术路线进进行生物物燃料的的生产，已已成为各各国能源源规划的的重要

21、内内容。燃燃用乙醇醇燃料可可以减少少大气中中CO2的排放放，因此此为履行行京都都议定书书的承承诺，许许多国家家如日本本规定在在汽油中中掺杂部部分乙醇醇。乙醇醇作为车车用燃料料在美国国和巴西西的应用用已经由由来已久久。巴西西盛产甘甘蔗，大大部分汽车燃燃用纯乙乙醇或掺掺兑200%的乙醇醇。在美美国，相相当一部部分汽车车燃用掺掺兑100%乙醇的的汽油。我我国在河河南等省省利用陈陈化粮食食等发酵酵、蒸馏馏、脱水水制作乙乙醇，与与汽油按按1：99混合使使用。 作作为由生生物质制制得的燃燃料，从从长远来来讲乙醇醇是最有有利于实实现可持持续发展展的。但但是由于于目前仅仅依靠粮粮食做原原料，其其产量难难以满足

22、足数量巨巨大的机机动车需需求。另另外，由由粮食生生产的燃燃料乙醇醇价格居居高不下下，也成成为推广广燃料乙乙醇的巨巨大障碍碍。 变变性燃料料乙醇和和车用乙乙醇汽油油是我国国推广使使用的汽汽车燃料料。变性性燃料乙乙醇是以以玉米、小小麦；薯薯类、甘甘蔗、甜甜菜等为为原料，经经发酵、蒸蒸馏制得得乙醇，脱脱水后再再添加变变性剂。把把一定量量的变性性燃料乙乙醇加入入不添加加含氧化化合物的的液体烃烃中，再再添加改改善使用用性能的的添加剂剂，便成成为车用用乙醇汽汽油。车车用乙醇醇汽油对对缓解我我国石油油紧缺、促促进农业业生产良良性循环环以及保保护环境境等方面面起到积积极作用用。由我我国国家家质量监监督检验验检

23、疫总总局负责责制定的的GB1183550220011变性性燃料乙乙醇和和GB1183551220011车用用乙醇汽汽油两两项强制制性国家家标准已已经发布布。 甲甲醇是汽汽油良好好的替代代燃料，甲甲醇辛烷烷值远高高于汽油油，抗爆爆性能良良好，汽汽油机压压缩比可可相应增增大。同同时甲醇醇的汽化化潜热大大于汽油油，可以以吸收部部分燃烧烧室壁和和进气系系统的热热量，这这些都有有利于提提高汽油油机热效效率。甲甲醇的黏黏度及其其随温度度变化趋趋势与汽汽油非常常接近；甲醇的的密度与与汽油也也非常接接近，其其在汽油油中的溶溶解度很很大；甲甲醇燃料料的挥发发性较好好，火焰焰传播速速度快，有有利于混混合气的的着火

24、燃燃烧，降降低有害害气体的的排放。 (2)我我国发展展醇类汽汽车的优优势与概概况 山山西是产产煤大省省，甲醇醇汽车项项目已进进行多年年，目前前己达到到商业运运行阶段段，所用用甲醇汽汽车采用用灵活燃燃料系统统，既可可用甲醇醇，也可可用汽油油，将乙乙醇当作作有氧燃燃料使用用。 上上海华普普甲醇汽汽车研发发工作从从20005年开开始，220066年完成成了功能能样车的的试制，220077年完成成了工装装样车的的开发，220088年年底底完成了了包括产产业化在在内的全全部工作作。在国国内首家家按照新新型整车车开发流流程和国国家现行行汽车行行业标准准，进行行了M1100甲甲醇轿车车技术研研发，也也是国内

25、内最早实实现M1100甲甲醇轿车车产业化化的汽车车企业。其其研发的的甲醇轿轿车多项项技术处处于世界界领先水水平，已已经取得得了很好好的成绩绩，攻克克了冷启启动困难难、对部部分金属属材料的的腐蚀和和对橡胶胶塑料材材料的溶溶胀影响响以及润润滑技术术、集成成控制技技术等技技术难题题，并取取得多项项创新成成果。 奇奇瑞灵活活燃料甲甲醇汽车车发动机机部件针针对甲醇醇特性重重新开发发，动力力性、经经济性均均高于原原汽油机机水平。 我我国部分分省份已已成功地地开发了了加醇的的汽油混混合燃料料，含甲甲醇比例例为3%15%，甚至至已有含含甲醇比比例高达达50%的甲醇醇汽油在在车辆上上成功使使用。 需需要指出出的

26、是，对对于是否否推广甲甲醇汽车车国内存存在争论论，国家家对甲醇醇汽车的的政策尚尚不明朗朗，甲醇醇汽车会会影响到到一些集集团的利利益。一一部分人人对甲醇醇燃料不不太了解解，导致致一些认认识的误误区。山山西、内内蒙古两两省区对对甲醇车车大力推推广，有有些地方方则持相相反意见见。甲醇醇汽车大大范围推推广后，会会对人体体和环境境造成怎怎样的危危害，目目前国内内外缺乏乏权威定定论。 一一些专家家指出，开开发甲醇醇汽车是是从国家家能源安安全的角角度来考考虑的，不不让甲醇醇汽车准准入市场没没有充分分理由。我国发展甲甲醇汽车车的优势势：甲醇的国国内供应应量非其其他替代代能源可可比。我我国煤炭炭资源丰丰富，政政

27、府支持持以煤炭炭为原料料制造车车用燃料料项目。煤煤直接液液化和间间接液化化制取车车用燃料料的项目目正在积积极进行行。“十十五”期期间在云云南和陕陕西建立立了煤直直接液化化示范厂厂，以煤煤为原料料合成石石油或二二甲醚等等车用燃燃料。我我国现有有甲醇生生产企业业2000多家，以以煤炭为为主要原原料的生生产厂家家占到770%，其他他以天然然气、焦焦炉气、渣渣油等为为原料，原原料来源源丰富，摆摆脱了对对石油资资源的依依赖。 据据了解，到到20008年年年底，我我国甲醇醇年产能能已达220833万吨，产产量10061万万吨。而而其他替替代燃料料远远达达不到这这么大供供应能力力。 甲醇的的价格已已十分低低

28、廉。在在全球金金融危机机的大背背景下，甲甲醇价格格跌入低谷。据据了解，目目前山西西甲醇的的价格是是每吨11680017500元，其其他地区区的价格格也都很很低。而而成品油油价格每每吨为770000多元。这这使得煤煤炭开采采、甲醇醇生产、汽汽车制造造和汽车车使用的的终端用用户都能能获得较较好的经经济效益益和社会会效益。 与燃料料电池汽汽车、纯纯电动汽汽车等新新能源汽汽车相比比，甲醇醇汽车除除了上面面提到的的资源优优势、经经济性优优势外，研研发成本本和销售售价格也也相对要要低，更更重要的的是国内内的部分分汽车企企业已经经全部或或者部分分攻克了了甲醇汽汽车的技技术瓶颈颈。现阶阶段发展展甲醇汽汽车比起

29、起电动汽汽车、混混合动力力汽车等等条件更更为成熟熟。 11.1.3.生物柴柴油汽车车 所所谓生物物柴油，是是指含油油植物或或动物油油脂与低低分子量量醇类(主要包包括甲醇醇及乙醇醇)进行行酯交换换反应制制造的脂脂肪酸酪酪类，是是一种洁洁净的生生物燃料料。生物物柴油具具有以下下特点：无毒，生生物降解解率达998%，其降降解速率率是柴油油的两倍倍，有益益于保护护生态环环境。利用可可再生的的植物资资源生产产，可降降低对进进口石油油的依赖赖性。与石油油和柴油油相比，可可大大减减少二氧氧化碳、二二氧化硫硫、多环环苯类致致癌物质质和“黑黑烟”等等污染物物排放。生物柴油生产过程中使用的植物还可将二氧化碳转化为

30、有机物固化在土壤中，从而减少大气中的温室气体浓度。生物柴油还可直接应用于现有的柴油发动机。生物柴油相对普通柴油有更高的十六烷值，并且不含芳香化合物，不含硫以及含氧量达10%11%。生物柴油的这些特性使CO、HC以及颗粒排放(PM)相对于普通柴油大大降低。生物柴油具有可再生性和低污染物排放，因此可以作为优质的柴油代用品，目前世界上许多国家正大力开发这种技术并推进其产业化进程。 乙乙醇和生生物柴油油统称为为生物燃燃油，在在制造过过程中需需要大量量的再生生植物，或或者说需需要大量量的原生生物为其其原料，功功利主义义不可避避免地会会介人生生物燃油油这一黑黑金产业业，于是是在很多多地区，特特别是贫贫困地

31、区区，出现现了大量量砍伐森森林和破破坏植被被来榨取取生物燃燃料的行行为，很很多地区区甚至出出现了将将耕地改改为生物物燃油植植物产地地的政策策。从长长远来讲讲，这样样的行为为会为世世界粮食食产量带带来隐患患。 正正因如此此，人们们现在开开始以批批判的态态度谨慎慎对待生生物燃油油，各国国也逐渐渐意识到到生物燃燃油并非非当年人人们所认认为的那那样，可可以成为为世界石石油危机机的终极极解决方方案。FFl(一一级方程程式赛车车世界锦锦标赛)曾经有有意识地地推广生生物燃料料以提升升整个运运动的环环保形象象，但是是随着联联合国环环境大会会上的争争吵，不不仅仅是是Fl，连连厂商们们对于生生物燃油油也开始始谨慎

32、起起来。 11.1.4氢气气汽车 氢氢气遇氧氧燃烧之之后只会会产生水水，而不不是其他他任何的的环境污污染物，另另外，氢氢能源是是地球上上最为丰丰富的资资源，完完全可以以通过对对水的分分解得到到这种能能源，这这就形成成了良好好的无污污染良性性再循环环。 氢氢气汽车车指用氢氢气直接接作为燃燃料的汽汽车，在在车辆上上使用氢氢能的途途径有两两种：液态氢氢在内燃燃机或涡涡轮发动动机中燃燃烧。用于燃燃料电池池，燃料料电池是是一种将将氢和氧氧发生化化学反应应产生的的能量化化学能直直接转化化成电能能的装置置，装备备燃料电电池的车车型正在在试验和和研究之之中。 氢氢气汽车车仍处于于基础研研究阶段段，有希希望成为

33、为未来汽汽车的重重要组成成部分，但但前景尚尚难估量量。 戴戴姆勒一一克莱斯斯勒是燃燃料电池池车型领领域投人人较大的的企业，包包括轿车车、公交交车和卡卡车在内内，总共共开发出出了122款燃料料电车车车型。其其中较有有影响力力的是基基于梅塞塞德斯一一奔驰AA级开发发的FCelll燃料料电池车车型，该该车型在在必比登登挑战赛赛上表现现良好。第第一代FFCeell车车型是在在20002年生生产出来来，而基基于B级级车开发发的FCelll车型型将会搭搭载功率率更高的的电动马马达，同同时行驶驶里程会会更长，该该车型计计划于220100年小规规模投产产。 在在氢气发发动机方方面取得得重要突突破的是是宝马，于

34、于20007年向向外界推推出了77系氢动动力车型型，该车车型搭载载一台66.0升VV12氢氢动力发发动机，按按照双模模式驱动动的要求求在汽油油模式下下燃油通通过直接接喷射供供应，同同时在发发动机进进气系统统中集成成了氢供供应管路路。这台台发动机机的关键键技术是是喷射阀阀体需要要提供相相应的燃燃料空气气混合气气体，在在很短的的时间内内将适量量的氢气气送人进进气当中中。在解解决这一一难题的的过程中中，宝马马发动机机所具有有的Vaalveetrooniee电子气气门和DDoubbleVANNOS双双凸轮轴轴可变气气门正时时系统起起到至关关重要的的作用。 氢氢能源车车型过高高的开发发费用以以及氢能能源

35、并没没有达到到大量生生产的能能力，使使这类车车型的市市场推广广受到一一定阻碍碍。但这这并不代代表各家家厂商放放弃对这这一类车车型的研研发投入入，宝马马公司220年来来已经投投入了将将近100亿美金金用于氢氢动力的的研发。 11.1.5太阳阳能汽车车 太太阳内部部不断发发生核聚聚变反应应，释放放出巨大大的能量量。科学学研究证证明，太太阳的总总辐射功功率达33.7310223kww，大约约有200亿分之之一到达达大气层层，其中中约233%被大气气层吸收收，约330%被大气气层反射射回宇宙宙空间，穿穿过大气气层到达达地球表表面的约约47%，数量量为8.1110133kW。其其中被陆陆地接收收的，约约

36、为1.7110133kW，比比目前全全世界能能源的总总消耗量量还多ll万倍。太太阳能是是一切能能源中最最丰富、最最清洁、可可再生的的取之不不尽用之之不竭的的绿色能能源。 太太阳能汽汽车用电电池组来来储存能能量，用用充满电电的电池池组起动动，起动动后由电电池板产产生的能能量对电电池组再再充电。电电池组能能储存能能量的最最大值受受每一种种电池类类型的重重量限制制。 太太阳能汽汽车最复复杂的组组成部分分是电子子执行器器件，它它们包括括具有峰峰值功率率的阳光光跟踪器器，电机机控制器器和数据据获取系系统。电电子执行行器件的的主要功功能是监监视和控控制整个个系统的的电设备备。 太太阳能汽汽车的传传动装置置

37、与传统统汽车有有很大的的不同，它它由电机机和能把把电机的的电能传传送到车车轮而使使汽车行行驶的装装置组成成，由于于产生的的功率小小，常在在汽车的的一个后后轮上装装有电动动机。在在太阳能能汽车上上最常用用的电机机是双重重绕组的的无刷直直流电动动机，这这种电动动机质量量轻，而而且在允允许的转转速内能能达到998%的功效效。一些些太阳能能汽车用用可变比比率的传传送带把把能量传传给车轮轮。当电电动机的的速度升升高时，齿齿轮齿数数比改变变。这样样在低速速时能够够给电动动机更大大的起动动转矩，直到到汽车以以稳定的的高速行行驶。可可变比率率的传送送带需要要精确的的辅助设设备和装装置配合合有效的的工作。 太太

38、阳能汽汽车要真真正走进进大众生生活还有有很多难难题需要要解决。首首先是太太阳能电电池板造造价普遍遍过高，其其次是太太阳能转转化为电电能的效效率太低低。目前前太阳能能电池的的光电转转换率一一般只能能达到220%左右。为为满足汽汽车高速速行驶所所需要的的足够动动力，通通常需要要788m2的太阳阳能电池池板，因因而导致致车身过过大、转转动不够够灵活和和内部空空间过于于狭小等等。 11.1.6电动动汽车 电电动汽车车是指以以电能为为动力的的汽车，是是清洁汽汽车发展展的主要要方向。电电动汽车车应用形形式主要要有三种种：纯电电动汽车车、混合合动力汽汽车和燃燃料电池池电动汽汽车。 (1)纯纯电动汽汽车 纯纯

39、电动车车的结构构原理其其实很简简单，除除了驱动动系统和和控制系系统与普普通汽车车有本质质差别外外，电动动车其他他装置和和内燃机机车大同同小异。电电动车的的动力来来源是一一组高性性能可充充电电池池。 与与其他新新能源汽汽车相比比，纯电电动汽车车具有明明显的优优势。与与内燃机机汽车相相比，纯纯电动汽汽车效率率更高、更更加环保保。首先先，比较较原油转转化成汽汽油和原原油转化化成电的的能量效效率，现现在的内内燃机效效率约为为38%，因汽汽车在市市内行驶驶需频繁繁停车、低低速行驶驶、等待待信号灯灯等，其其最终效效率不过过12%；而纯纯电动汽汽车电池池80%以上的的能量可可由电动动机转为为汽车的的动力，即

40、即使考虑虑原油的的发电效效率、送送配电效效率、充充放电效效率等，其其最终可可达到119%左右的的能量效效率。其其次，纯纯电动汽汽车在行行驶中无无废气排排出，即即使以火火力发电电来计算算，相对对于内燃燃机汽车车其图2纯电动动车的基基本结构构废气排出量量也大幅幅度减少少。此外外，相比比内燃机机汽车，纯纯电动汽汽车具有有更舒适适平稳的的运行环环境，更更低噪音音且没有有活塞式式引擎的的震动，如如图2所所示，电电动汽车车系统可可以分为为3个子子系统，即即电力驱驱动子系系统、主主能源子子系统和和辅助控控制子系系统。其其中电力力驱动子子系统又又由电控控单元、功功率转换换器、电电动机、机机械传动动装置和和驱动

41、车车轮组成成。主能能源子系系统由蓄蓄电池、能能量管理理系统及及充电系系统组成成。辅助助子系统统由空调调、动力力转向及及其它系系统组成成。 对对于纯电电动汽车车来说，电电池性能能至关重重要。目目前常用用的电池池形式有有阀控铅铅酸电池池、镍氢氢电池、锂锂离子电电池。电电池的主主要影响响因素有有：能量量密度、功功率密度度、效率率、充放放电次数数及电池池组的体体积和重重量等。 以以锂离子子电池为为动力的的纯电动动汽车已已成为国国际竞争争的热点点。国际际上主流流汽车公公司，如如福特、通通用、日日产、三三菱、奔奔驰和雪雪佛兰等等，均已已推出或或即将推推出基于于锂离子子电池的的电动汽汽车。很很多专家家认为，

42、锂锂离子动动力电池池就如同同今天的的石油一一样具有有重要战战略意义义。 纯纯电动汽汽车在使使用过程程中是零零污染，非非常适合合在人口口密集区区、旅游游地等特特殊要求求的场合合使用，而而且也非非常安静静。但是是有学者者认为，从从全局的的观点来来看，除除非使用用自然能能源如太太阳能、水水力、势势能或风风能来发发电，否否则使用用电动汽汽车不会会降低排排气污染染物对整整个环境境的压力力。 目目前，纯纯电动汽汽车已经经取得了了技术上上的若干干突破，随随着世界界各国研研发力度度的加大大，纯电电动汽车车的电池池、电机机等技术术难关将将会被一一一攻克克。纯电电动汽车车终究会会取代内内燃机汽汽车。 (2)燃燃料

43、电池池汽车 燃燃料电池池汽车(Fuuel Celll EE1ecctriic VVehiiclee，FCCEV)采用燃燃料电池池作为动动力源。燃燃料电池池是一种种将储存存在燃料料和氧化化剂中的的化学能能通过电电极反应应直接转转化成电电能的装装置。 与与传统的的内燃机机驱动车车辆相比比，燃料料电池驱驱动的汽汽车具有有很多优优点：零零排放，无无污染；由于没没有机械械传动部部件，噪噪声很小小；启动动快，88s即可可达到全全负荷；热效率率高，其其效率大大约为内内燃机系系统的223倍倍。 虽虽然燃料料电池汽汽车的历历史并不不长，但但由于燃燃料电池池汽车具具有突出出的环保保、节能能优势，各各种各样样结构的

44、的燃料电电池汽车车不断问问世。可可以按照照以下三三种方法法对燃料料电池汽汽车进行行分类。 一一是根据据汽车是是否带有有储能设设备(如如蓄电池池、超级级电容和和飞轮等等)分类类，据此此可把燃燃料电池池汽车分分为纯燃燃料电池池汽车和和混合(复合)式燃料料电池汽汽车，由由于纯燃燃料电池池汽车无无法回收收能量，并并且要求求燃料电电池的功功率大，因因此复合合式燃料料电池汽汽车居多多。根据据复合式式燃料电电池汽车车中燃料料电池和和蓄电池池的关系系，又可可进一步步把燃料料电池汽汽车的动动力系统统归纳为为并联式式和串联联式两种种(图33)。根根据燃料料电池汽汽车有无无蓄电池池和蓄电电池的结结构特点点可归纳纳为

45、三类类，即大大燃料电电池无蓄蓄电池型型、中等等燃料电电池小蓄蓄电池型型、小燃燃料电池池大蓄电电池型，如如图4所所示。图4燃料电电池汽车车动力系系统分类类1一燃料；2一燃燃料电池池；3一一控制器器；4一一电动机机；5一一轮胎；6一蓄蓄电池。 (a)大燃料料电池无无蓄电池池型；(b)中中等燃料料电池小小蓄电池池型；(c)小小燃料电电池大蓄蓄电池型型。 二二是根据据燃料特特点把燃燃料电池池汽车分分为直接接燃料电电池汽车车和重整整燃料电电池汽车车等。直直接燃料料电池汽汽车的燃燃料主要要有氢气气和甲醇醇等，重重整燃料料电池汽汽车的燃燃料主要要有汽油油、天然然气、甲甲醇、甲甲烷、液液化石油油气等。氢氢燃料

46、电电池汽车车由于其其零有害害排放，因因此被认认为是最最理想的的，但存存在氢的的制取及及运输困困难、续续驶里程程短、需需要建设设储存及及其他基基础设施施不足等等问题；甲醇重重整燃料料电池汽汽车则需需要对甲甲醇进行行2000左右的的加热以以分解出出氢，另另外还要要建设储储存甲醇醇的基础础设施；汽油重重整燃料料电池汽汽车仅需需要对汽汽油进行行10000左右的的加热以以分解出出氢。重重整燃料料电池汽汽车的结结构要比比氢燃料料电池汽汽车复杂杂得多。 三三是根据据燃料氢氢的储存存方式可可把燃料料电池汽汽车分为为压缩氢氢燃料电电池汽车车、液氢氢燃料电电池汽车车和合金金(碳纳纳米管)吸附氢氢燃料电电池汽车车三

47、类。 (3)混混合动力力电动汽汽车 混混合动力力电动汽汽车(HHybrrid Eleectrric Vehhiclle，HHEV)是指既既有内燃燃机又有有电动机机驱动的的车辆。早早在19905年年就有人人提出类类似的思思想，但但是直到到近些年年才发展展起来。HHEV既既是一种种过渡型型车型，又又是一种种独立型型车型。本本世纪上上半叶，HHEV有有可能成成为汽车车工业的的主导产产品。 混混合动力力电动汽汽车的优优点是把把电动汽汽车的行行驶里程程延长了了244倍，而而且能快快速添加加燃油。和和传统燃燃油车相相比，在在相同行行驶里程程的条件件下，混混合动力力电动汽汽车的燃燃油消耗耗和废气气排放要要少得多多。这是是因为对对于普通通的内燃燃机汽车车而言，汽汽车在行行驶过程程中随着着车速及及路面的的变化，内内燃机工工况不断断变化，这这使得内内燃机不不能工作作在最优优状态。而而混合动动力汽车车中的内内燃机消消除了怠怠速以及及低负荷荷运行的的工况，使使得内燃燃机运行行在高效效区域，也也即混合合动力电电动汽车车中的内内燃机总总是以最最有效的的模式