科持创新“六个一”工程十大产业现状和发展趋势之三2542583221.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汽车及动力力电池目 录（按住Cttrl的同同时在页码码前单击，立立即进入相相应页码的的页面）1、清洁汽汽车及动力力电池概述述- 2 -1.1清洁洁汽车- 2 -1.1.11燃气汽车车- 3 -1.1.22醇类燃料料汽车- 7 -1.1.33.生物柴柴油汽车- 100 -1.1.44氢气汽车车- 100 -1.1.55太阳能汽汽车- 111 -1.1.66电动汽车车- 122 -1.2动力力电池- 211 -1.2.11燃料电池池- 211 -1.2.22.太阳能能电池- 244 -1.2.33.锂离子子电池- 255 -1.3 清清洁汽车对

2、对经济和社社会的影响响- 288 -1.3.11节能减排排- 288 -1.3.22可持续发发展- 299 -1.3.33调整电网网供电和充充分利用电电网低峰电电力- 300 -1.3.44抢占汽车车技术竞争争制高点- 300 -2.清洁汽汽车与动力力电池国内内外发展概概况- 311 -2.1新能能源清洁汽汽车发展概概况- 311 -2.1.11纯电动汽汽车- 311 -2.1.22燃料电池池电动汽车车- 377 -2.1.33混合动力力汽车- 411 -2.1.44新能源清清洁汽车的的发展预测测- 444 -2.2动力力电池- 466 -3、清洁汽汽车与动力力电池在江江西省的发发展情况- 5

3、00 -4、我省发发展清洁汽汽车与动力力电池需要要解决的问问题- 511 -5.促进我我省发展清清洁汽车与与动力电池池的思考- 522 -参考文献献- 544 - 汽汽车工业是是国民经济济的支柱产产业，是衡衡量一个国国家工业化化水平的重重要标志。经经济发达国国家在世界界经济中的的地位与其其在世界汽汽车工业中中的排名顺顺序是基本本吻合的。汽汽车工业的的发展将带带动相关产产业的技术术创新和产产业本身的的发展。 以以汽油和柴柴油为燃料料的汽车(亦可称为为传统汽车车)自199世纪800年代末诞诞生至今，已已有百余年年历史，为为人类社会会的进步作作出了巨大大贡献。汽汽车的广泛泛使用和普普及，不仅仅大量消

4、耗耗地球上有有限的石油油资源，而而且还对环环境造成了了非常严重重的污染。汽汽车尾气是是城市大气气的主要污污染源。 研研究、推广广和使用新新能源清洁洁汽车十分分必要和迫迫切。据有有关研究机机构预测，至至21世纪纪20年代代，在世界界汽车市场场上，先进进的直喷式式汽油机汽汽车、直喷喷式柴油机机汽车和新新能源清洁洁汽车(包包括诸如燃燃气汽车之之类和各种种代用燃料料汽车等)将“三分分天下”。随随着科技进进步加快、环环保要求更更为严厉和和能源形势势的改变，新新能源清洁洁汽车的市市场份额将将明显扩大大，并最终终超过传统统汽车的市市场份额。1、清洁汽汽车及动力力电池概述述1.1清洁洁汽车 清清洁汽车，或或称

5、清洁能能源汽车、新新能源汽车车、绿色能能源汽车，指指能够节约约能源、对对环境污染染极小或是是零污染的的汽车，它它的废气排排放指标优优于现行排排放法规并并能满足下下一阶段排排放法规要要求。清洁洁汽车采用用新能源作作为动力来来源(或使使用常规的的车用燃料料、采用新新型车载动动力装置)，在车辆辆的动力控控制和驱动动方面采用用先进的技技术，并具具有先进的的汽车结构构。 这这里所指的的新能源是是广义上的的，即除汽汽油、柴油油之外的可可作为汽车车燃料或动动力的各种种洁净(或或比较洁净净)能源之之总称。实践证明明，如果不不采用相应应的技术，传传统汽车即即使改用清洁或比比较清洁的的燃料，也也不一定是是清洁汽车

6、车，例如各各种燃气相相对于石油油燃料而论论，是比较较清洁的能能源，但若若不应用比比较合适的的喷射技术术和控制系系统，则污污染排放仍仍然不能减减轻，诸如如甲醇、乙乙醇等其他他代用燃料料更是如此此。 狭狭义上的新新能源清洁洁汽车是指指其所使用用的能源类类型与传统统汽车的完完全不同，动动力系统结结构也与内内燃机的有有着本质的的区别，排排放为零或或几乎为零零。在某种种情况下，这这种汽车也也特指蓄电电池式电动动汽车和燃燃料电池式式电动汽车车。至于太太阳能汽车车，虽然所所用能源类类型对于石石化燃料而而论，是完完全新型的的，但就车车辆的驱动动形式而论论，仍是电电动的(从从太阳能电电池里获得得电力)，因因此，

7、亦可可将之归入入电动汽车车一类。 一一般认为，清清洁能源汽汽车包括燃燃气汽车、醇醇类燃料汽汽车、生物物柴油汽车车、电动汽汽车、太阳阳能汽车等等。电动汽汽车是目前前发展的主主要方向，开开发和研制制电动汽车车是汽车发发展的必然然趋势，而而电动汽车车的关键是是动力电池池。 1.11.1燃气气汽车 燃燃气汽车包包括天然气气汽车和液液化石油气气汽车两种种。从本质质上讲。燃燃气汽车仍仍属于内燃燃机汽车，只只是为了适适应气体燃燃料而作了了一些必要要的改动，主主要的差别别在于使用用比较清洁洁的能源。 (1)天然然气汽车 天天然气汽车车是以天然然气作为燃燃料的汽车车，按照天天然气的化化学成分和和形态，可可分为压

8、缩缩天然气(CNG)汽车、液液化天然气气(LNGG)汽车22种。天然然气是一种种高效、清清洁、价廉廉的燃料和和化工原料料，是继煤煤和石油之之后的第三三大能源，储储藏量丰富富。天然气气的主要成成分是甲烷烷(CH4)，其成成本比汽油油和柴油均均低，燃烧烧后的主要要生成物为为二氧化碳碳和水。 由由于天然气气在车上与与空气混合合更加均匀匀，燃烧更更完全，使使一氧化碳碳、碳氢化化合物和硫硫化物的排排放大大降降低，燃烧烧排放的炭炭烟也少，尾尾气较清洁洁。车用天天然气的热热值也较高高，天然气气发动机热热效率与柴柴油机相当当。从环保保效益、经经济效益看看，压缩天天然气作为为汽车燃料料的表现都都是非常优优秀的，

9、尤尤其适合于于城市公共共交通和出出租汽车使使用。 目目前的压缩缩天然气汽汽车，技术术已经比较较成熟，保保有量出现现逐渐增加加的趋势，是是代用燃料料汽车中水水平较高的的车辆。天天然气汽车车也可以实实现“双燃燃料”供给给方式(如如图1所示示)，驾驶驶员可通过过操作转换换装置随意意选择燃油油或天然气气，动力性性能基本保保持不变。图1 双双燃料汽车车电子燃油油喷射系统统 就就燃料供给给系统而言言，燃油汽汽车至今已已发展了三三代，即化化油器式、闭闭环控制式式、微处理器控控制多点顺顺序喷射加加三元催化化尾气净化化装置(简简称电喷汽汽车)。燃燃气汽车燃燃料供给系系统技术也也跟着燃油油汽车发展展了三代。我我国

10、现在的的改装车全全部属于第第一代技术术，它的燃燃料供给系系统与化油油器汽车大大同小异，只只不过用气气化调节器器(LPGGV一液化石石油气汽车车)或调压器(CNGV一一压缩天然然气汽车)代替了化化油器而已已。相对于于化油器汽汽车，第一一代燃气汽汽车属于低低污染汽车车，CO可降低低70%左右，HHC(碳氢氢化合物)和NOxx(氮氧化化物)也有有明显下降降，但相对对于电喷汽汽车则优势势不明显。 (2)液化化石油气汽汽车 液液化石油气气(LPGG)是世界界上使用得得最多的传传统汽车代代用燃料之之一，主要要成分是丙丙烷。它是是天然气处处理过程或或石油炼制制过程中的的一种副产产品，常温温常压条件件下呈气态

11、态，容易与与空气混合合而形成混混合气、点点燃后可充充分燃烧。此此外，LPPG不溶于于水，不会会随雨水流流入地下而而污染土壤壤和地下水水。这些特特征使之适适合做汽车车燃料。LLPG汽车车总的排污污量仅是燃燃油汽车的的四分之一一左右，其其中，COO排放量不不到传统汽汽车的十分分之一。如如果采用先先进的电喷喷系，则排排放可满足足更高标准准的要求。 (3)燃气气汽车优缺缺点 优优点： 有较高的的经济效益益。如果各各类发动机机的热效率率比较近，则则天然气汽汽车的燃料料费用大约约是汽油车车或柴油车车的一半。另另外，天然然气容易扩扩散，在发发动机中容容易和空气气均匀混合合，燃烧比比较完全、干干净、不容容易产

12、生积积碳，抗爆爆性能好，不不会稀释润润滑油，因因而使发动动机汽缸内内的零件磨磨损大大减减少，使发发动机的寿寿命和润滑滑油的使用用期限大幅幅度增长。这这些都会降降低汽车的的保养和运运行费用，提提高汽车使使用的经济济性。从公公交车看，使使用天然气气比汽油节节省40%的费用，维维修保养费费节约500%。 有较好的的环保效益益。与石油油燃料相比比，气体燃燃料在制备备过程中能能量损失较较小，对大大气的有害害排放污染染物少。从从燃料来源源考虑，对对环境保护护是更有利利的。与汽汽油汽车相相比，天然然气汽车它它的尾气排排放中COO下降约990%，HC下降约550%，NOxx下降约330%，SSO2下降约700

13、%，CO2下降约223%，微粒排排放可降低低约40%，铅化物物可降低1100%.。 比较安全全。CNGG、L,NNG和LPPG汽车的的气瓶或气气罐等都很很结实可靠靠。天然气气本身比空空气轻(LLPG除外外)，稍有有泄漏，很很快就会扩扩散到大气气中。气体体燃料系统统的各个部部件，特别别是密封部部分，都经经过严格的的检查。因因此，天然然气作为汽汽车燃料是是比较安全全的。 缺缺点： 由于气体体燃料的能能量密度低低，天然气气汽车携带带的燃料量量较少，一一般行驶距距离较汽油油车短。由由于气体燃燃料在汽缸缸中的可燃燃混合气里里占有一定定的容积(汽油机汽汽缸中流体体燃料所占占容积忽略略不计)，在在同样的汽汽

14、缸工作容容积下，用用天然气作作燃料时作作的功少。而而目前用的的天然气发发动机大多多是由原汽汽油机改装装的，因而而汽油汽车车在改用天天然气后功功率往往会会下降100%20%左右，这这就是司机机所说的爬爬坡没劲、加加速响应慢慢等现象。一一般柴油汽汽车如果用用“双燃料料”方式改改装燃用天天然气，则则不会出现现这种现象象，但改装装件的结构构较为复杂杂。 由于目前前的天然气气汽车是在在原来的汽汽油车或柴柴油车的基基础上改装装的，原来来汽油机或或柴油机的的燃料系统统大多保留留。这样，要要在原汽车车的增加天天然气燃料料系统，特特别是气瓶瓶使原来的的汽车的有有效空间减减少，本身身的自重也也增加了。 天然气是是

15、气态燃料料，不容易易储存和携携带。为此此，需要加加压或液化化以便装瓶瓶，还需要要建造比汽汽油、柴油油加油站投投资都大的的加气站，并并形成一定定的网络，一一次性投资资较大。 将现有的的汽车改用用天然气作作燃料时，需需增加发动动机燃料系系统的部件件，如储气气瓶、减压压阀、混合合器等，需需要一定的的改车投资资。(4)我国国天然气汽汽车的发展展概况及对对策 我我国天然气气资源丰富富，分布广广泛。海南南、北京、上上海、重庆庆等省市被被列为国家家燃气汽车车重点示范范城市，各各地均在燃燃油汽车基基础上研制制开发改装装了压缩天天然气汽车车和液化石石油气汽车车，主要用用于出租车车、公交客客车、大型型车辆和工工程

16、设施等等。一汽一一大众公司司开发了捷捷达LPG，上上海交大研研制成轿车车并和申沃沃客车联合合开发成功功改装型城城市公共汽汽车，北京京开发了CCNG城市市公共汽车车。发展我国天天然气汽车车的对策： 加快天然然气发动机机关键技术术的研究。应应用先进的的电控技术术对天然气气发动机的的燃料供给给、点火定定时等进行行精确控制制，是实现现天然气汽汽车发动机机高效率、低低污染燃烧烧的关键之之一。电控控系统主要要包括电控控单元、传传感器和执执行机构等等。空燃比比控制技术术是协调发发动机排放放(N0HC)、气耗耗率和可靠靠性(排温温)的重要要技术，空空燃比在整整个燃油特特性图上的的快速与精精细控制是是关键。发发

17、动机燃烧烧技术和高高能点火技技术及其协协调优化是是实现最佳佳性能的必必要条件。由由于欧IIII排放法法规不仅要要求限制天天然气发动动机的非甲甲烷碳氢(NMHCC)而且要要求控制总总碳氢排放放(THCC)，先进进的后处理理技术也很很重要。 改善供气气能力，加加快加气站站基础设施施的建设。各各大城市，特特别是有条条件建设的的城市应将将天然气汽汽车加气站站的建设列列人城市的的发展规划划中，并尽尽早建立天天然气供气气系统。利利用“西气气东输”和和进口天然然气的管网网建设，在在沿线和周边城市改改善供气能能力，为大大力发展天天然气汽车车提供必要要条件。 贮气瓶的的研制。研研制储存量量大、耐高高压、轻质质的

18、车载复复合气瓶已已是一个必必须解决的的重要关键键技术。国国外已经成成功地研制制并生产了了压力大于于25MPPa的复合合材料气瓶瓶，且其PP/V(质质量容积积)仅为00.6。我国应应尽快开展展这方面的的研制工作作。 政府政策策的支持。许许多发达国国家的政府府为了保护护环境，在在价格，税税收，投资资，补贴等等方面制定定优惠措施施，积极鼓鼓励燃气汽汽车的发展展。我国政政府应结合合实际情况况，积极发发挥引导、支支撑和排障障的作用，如如在法律方方面予以保保障，在燃燃气汽车生生产、改装装、零部件件生产、加加气站建设设、燃气汽汽车购买和和使用等环环节给予税税收、资金金等方面的的优惠政策策。例如上上海市政府府

19、对新增天天然气公交交车进行补补贴，政府府投资进行行加气站建建设，由委委托企业经经营等，都都是行之有有效的措施施。目前我我国正在进进行燃油税税改革，实实行税改后后，燃油价价格将上升升；对燃气气汽车的发发展具有重重要的促进进作用。 11.1.22醇类燃料料汽车 (1)概况况 醇醇类燃料汽汽车是指以以甲醇或乙乙醇为燃料料的汽车。醇醇类作为液液体燃料，其其储运、携携带、使用用都和传统统的汽油、柴柴油差不多多。 生生产乙醇燃燃料的原料料主要来自自农作物，属属可再生能能源，用生生物技术路路线取代化化学技术路路线进行生生物燃料的的生产，已已成为各国国能源规划划的重要内内容。燃用用乙醇燃料料可以减少少大气中C

20、CO2的排放，因因此为履行行京都议议定书的的承诺，许许多国家如如日本规定定在汽油中中掺杂部分分乙醇。乙乙醇作为车车用燃料在在美国和巴巴西的应用用已经由来来已久。巴巴西盛产甘甘蔗，大部部分汽车燃用用纯乙醇或或掺兑200%的乙醇。在在美国，相相当一部分分汽车燃用用掺兑100%乙醇的汽汽油。我国国在河南等等省利用陈陈化粮食等等发酵、蒸蒸馏、脱水水制作乙醇醇，与汽油油按1：99混合使用用。 作作为由生物物质制得的的燃料，从从长远来讲讲乙醇是最最有利于实实现可持续续发展的。但但是由于目目前仅依靠靠粮食做原原料，其产产量难以满满足数量巨巨大的机动动车需求。另另外，由粮粮食生产的的燃料乙醇醇价格居高高不下，

21、也也成为推广广燃料乙醇醇的巨大障障碍。 变变性燃料乙乙醇和车用用乙醇汽油油是我国推推广使用的的汽车燃料料。变性燃燃料乙醇是是以玉米、小小麦；薯类类、甘蔗、甜甜菜等为原原料，经发发酵、蒸馏馏制得乙醇醇，脱水后后再添加变变性剂。把把一定量的的变性燃料料乙醇加入入不添加含含氧化合物物的液体烃烃中，再添添加改善使使用性能的的添加剂，便便成为车用用乙醇汽油油。车用乙乙醇汽油对对缓解我国国石油紧缺缺、促进农农业生产良良性循环以以及保护环环境等方面面起到积极极作用。由由我国国家家质量监督督检验检疫疫总局负责责制定的GGB18335022001变变性燃料乙乙醇和GGB18335122001车车用乙醇汽汽油两项

22、项强制性国国家标准已已经发布。 甲甲醇是汽油油良好的替替代燃料，甲甲醇辛烷值值远高于汽汽油，抗爆爆性能良好好，汽油机机压缩比可可相应增大大。同时甲甲醇的汽化化潜热大于于汽油，可可以吸收部部分燃烧室室壁和进气气系统的热热量，这些些都有利于于提高汽油油机热效率率。甲醇的的黏度及其其随温度变变化趋势与与汽油非常常接近；甲甲醇的密度度与汽油也也非常接近近，其在汽汽油中的溶溶解度很大大；甲醇燃燃料的挥发发性较好，火火焰传播速速度快，有有利于混合合气的着火火燃烧，降降低有害气气体的排放放。 (2)我国国发展醇类类汽车的优优势与概况况 山山西是产煤煤大省，甲甲醇汽车项项目已进行行多年，目目前己达到到商业运行

23、行阶段，所所用甲醇汽汽车采用灵灵活燃料系系统，既可可用甲醇，也也可用汽油油，将乙醇醇当作有氧氧燃料使用用。 上上海华普甲甲醇汽车研研发工作从从20055年开始，22006年年完成了功功能样车的的试制，22007年年完成了工工装样车的的开发，22008年年年底完成成了包括产产业化在内内的全部工工作。在国国内首家按按照新型整整车开发流流程和国家家现行汽车车行业标准准，进行了了M1000甲醇轿车车技术研发发，也是国国内最早实实现M1000甲醇轿轿车产业化化的汽车企企业。其研研发的甲醇醇轿车多项项技术处于于世界领先先水平，已已经取得了了很好的成成绩，攻克克了冷启动动困难、对对部分金属属材料的腐腐蚀和对

24、橡橡胶塑料材材料的溶胀胀影响以及及润滑技术术、集成控控制技术等等技术难题题，并取得得多项创新新成果。 奇奇瑞灵活燃燃料甲醇汽汽车发动机机部件针对对甲醇特性性重新开发发，动力性性、经济性性均高于原原汽油机水水平。 我我国部分省省份已成功功地开发了了加醇的汽汽油混合燃燃料，含甲甲醇比例为为3%15%，甚至已已有含甲醇醇比例高达达50%的甲醇汽汽油在车辆辆上成功使使用。 需需要指出的的是，对于于是否推广广甲醇汽车车国内存在在争论，国国家对甲醇醇汽车的政政策尚不明明朗，甲醇醇汽车会影影响到一些些集团的利利益。一部部分人对甲甲醇燃料不不太了解，导导致一些认认识的误区区。山西、内内蒙古两省省区对甲醇醇车大

25、力推推广，有些些地方则持持相反意见见。甲醇汽汽车大范围围推广后，会会对人体和和环境造成成怎样的危危害，目前前国内外缺缺乏权威定定论。 一一些专家指指出，开发发甲醇汽车车是从国家家能源安全全的角度来来考虑的，不不让甲醇汽汽车准入市场没有有充分理由由。我国发展甲甲醇汽车的的优势：甲醇的国国内供应量量非其他替替代能源可可比。我国国煤炭资源源丰富，政政府支持以以煤炭为原原料制造车车用燃料项项目。煤直直接液化和和间接液化化制取车用用燃料的项项目正在积积极进行。“十十五”期间间在云南和和陕西建立立了煤直接接液化示范范厂，以煤煤为原料合合成石油或或二甲醚等等车用燃料料。我国现现有甲醇生生产企业2200多家家

26、，以煤炭炭为主要原原料的生产产厂家占到到70%，其他以以天然气、焦焦炉气、渣渣油等为原原料，原料料来源丰富富，摆脱了了对石油资资源的依赖赖。 据据了解，到到20088年年底，我我国甲醇年年产能已达达20833万吨，产产量10661万吨。而而其他替代代燃料远远远达不到这这么大供应应能力。 甲醇的价价格已十分分低廉。在在全球金融融危机的大大背景下，甲甲醇价格跌跌入低谷。据据了解，目目前山西甲甲醇的价格格是每吨116801750元元，其他地地区的价格格也都很低低。而成品品油价格每每吨为70000多元元。这使得得煤炭开采采、甲醇生生产、汽车车制造和汽汽车使用的的终端用户户都能获得得较好的经经济效益和和

27、社会效益益。 与燃料电电池汽车、纯纯电动汽车车等新能源源汽车相比比，甲醇汽汽车除了上上面提到的的资源优势势、经济性性优势外，研研发成本和和销售价格格也相对要要低，更重重要的是国国内的部分分汽车企业业已经全部部或者部分分攻克了甲甲醇汽车的的技术瓶颈颈。现阶段段发展甲醇醇汽车比起起电动汽车车、混合动动力汽车等等条件更为为成熟。 11.1.33.生物柴油油汽车 所所谓生物柴柴油，是指指含油植物物或动物油油脂与低分分子量醇类类(主要包包括甲醇及及乙醇)进进行酯交换换反应制造造的脂肪酸酸酪类，是是一种洁净净的生物燃燃料。生物物柴油具有有以下特点点：无毒，生生物降解率率达98%，其降解解速率是柴柴油的两倍

28、倍，有益于于保护生态态环境。利用可再再生的植物物资源生产产，可降低低对进口石石油的依赖赖性。与石油和和柴油相比比，可大大大减少二氧氧化碳、二二氧化硫、多多环苯类致致癌物质和和“黑烟”等等污染物排排放。生物柴油油生产过程程中使用的的植物还可可将二氧化化碳转化为为有机物固固化在土壤壤中，从而而减少大气气中的温室室气体浓度度。生物柴油油还可直接接应用于现现有的柴油油发动机。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，

29、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。 乙乙醇和生物物柴油统称称为生物燃燃油，在制制造过程中中需要大量量的再生植植物，或者者说需要大大量的原生生物为其原原料，功利利主义不可可避免地会会介人生物物燃油这一一黑金产业业，于是在在很多地区区，特别是是贫困地区区，出现了了大量砍伐伐森林和破破坏植被来来榨取生物物燃料的行行为，很多多地区甚至至出现了将将耕地改为为生物燃油油植物产地地的政策。从从长远来讲讲，这样的的行为会为为世界粮食食产量带来来隐患。 正正因如此，人人们现在开开始以批判判的态度谨谨慎对待生生物燃油，各各国也逐渐渐意识到生生物燃油并并非当年人人们所认为为的那样，可可以成为世

30、世界石油危危机的终极极解决方案案。Fl(一级方程程式赛车世世界锦标赛赛)曾经有有意识地推推广生物燃燃料以提升升整个运动动的环保形形象，但是是随着联合合国环境大大会上的争争吵，不仅仅仅是Fll，连厂商商们对于生生物燃油也也开始谨慎慎起来。 11.1.44氢气汽车车 氢氢气遇氧燃燃烧之后只只会产生水水，而不是是其他任何何的环境污污染物，另另外，氢能能源是地球球上最为丰丰富的资源源，完全可可以通过对对水的分解解得到这种种能源，这这就形成了了良好的无无污染良性性再循环。 氢氢气汽车指指用氢气直直接作为燃燃料的汽车车，在车辆辆上使用氢氢能的途径径有两种：液态氢在在内燃机或或涡轮发动动机中燃烧烧。用于燃料

31、料电池，燃燃料电池是是一种将氢氢和氧发生生化学反应应产生的能能量化学能能直接转化化成电能的的装置，装装备燃料电电池的车型型正在试验验和研究之之中。 氢氢气汽车仍仍处于基础础研究阶段段，有希望望成为未来来汽车的重重要组成部部分，但前前景尚难估估量。 戴戴姆勒一克克莱斯勒是是燃料电池池车型领域域投人较大大的企业，包包括轿车、公公交车和卡卡车在内，总总共开发出出了12款款燃料电车车车型。其其中较有影影响力的是是基于梅塞塞德斯一奔奔驰A级开开发的FCelll燃料电池池车型，该该车型在必必比登挑战战赛上表现现良好。第第一代FCelll车型是在在20022年生产出出来，而基基于B级车车开发的FFCelll

32、车型将将会搭载功功率更高的的电动马达达，同时行行驶里程会会更长，该该车型计划划于20110年小规规模投产。 在在氢气发动动机方面取取得重要突突破的是宝宝马，于22007年年向外界推推出了7系系氢动力车车型，该车车型搭载一一台6.0升V112氢动力力发动机，按按照双模式式驱动的要要求在汽油油模式下燃燃油通过直直接喷射供供应，同时时在发动机机进气系统统中集成了了氢供应管管路。这台台发动机的的关键技术术是喷射阀阀体需要提提供相应的的燃料空气气混合气体体，在很短短的时间内内将适量的的氢气送人人进气当中中。在解决决这一难题题的过程中中，宝马发发动机所具具有的Vaalvettroniie电子气气门和Doo

33、ubleeVANNOS双凸凸轮轴可变变气门正时时系统起到到至关重要要的作用。 氢氢能源车型型过高的开开发费用以以及氢能源源并没有达达到大量生生产的能力力，使这类类车型的市市场推广受受到一定阻阻碍。但这这并不代表表各家厂商商放弃对这这一类车型型的研发投投入，宝马马公司200年来已经经投入了将将近10亿亿美金用于于氢动力的的研发。 11.1.55太阳能汽汽车 太太阳内部不不断发生核核聚变反应应，释放出出巨大的能能量。科学学研究证明明，太阳的的总辐射功功率达3.7311023kw，大大约有200亿分之一一到达大气气层，其中中约23%被大气层层吸收，约约30%被大气层层反射回宇宇宙空间，穿穿过大气层层

34、到达地球球表面的约约47%，数量为为8.110013kW。其其中被陆地地接收的，约约为1.710013kW，比比目前全世世界能源的的总消耗量量还多l万万倍。太阳阳能是一切切能源中最最丰富、最最清洁、可可再生的取取之不尽用用之不竭的的绿色能源源。 太太阳能汽车车用电池组组来储存能能量，用充充满电的电电池组起动动，起动后后由电池板板产生的能能量对电池池组再充电电。电池组组能储存能能量的最大大值受每一一种电池类类型的重量量限制。 太太阳能汽车车最复杂的的组成部分分是电子执执行器件，它它们包括具具有峰值功功率的阳光光跟踪器，电电机控制器器和数据获获取系统。电电子执行器器件的主要要功能是监监视和控制制整

35、个系统统的电设备备。 太太阳能汽车车的传动装装置与传统统汽车有很很大的不同同，它由电电机和能把把电机的电电能传送到到车轮而使使汽车行驶驶的装置组组成，由于于产生的功功率小，常常在汽车的的一个后轮轮上装有电电动机。在在太阳能汽汽车上最常常用的电机机是双重绕绕组的无刷刷直流电动动机，这种种电动机质质量轻，而而且在允许许的转速内内能达到998%的功效。一一些太阳能能汽车用可可变比率的的传送带把把能量传给给车轮。当当电动机的的速度升高高时，齿轮轮齿数比改改变。这样样在低速时时能够给电电动机更大大的起动转转矩，直到汽汽车以稳定定的高速行行驶。可变变比率的传传送带需要要精确的辅辅助设备和和装置配合合有效的

36、工工作。 太太阳能汽车车要真正走走进大众生生活还有很很多难题需需要解决。首首先是太阳阳能电池板板造价普遍遍过高，其其次是太阳阳能转化为为电能的效效率太低。目目前太阳能能电池的光光电转换率率一般只能能达到200%左右。为为满足汽车车高速行驶驶所需要的的足够动力力，通常需需要788m2的太阳能能电池板，因因而导致车车身过大、转转动不够灵灵活和内部部空间过于于狭小等。 11.1.66电动汽车车 电电动汽车是是指以电能能为动力的的汽车，是是清洁汽车车发展的主主要方向。电电动汽车应应用形式主主要有三种种：纯电动动汽车、混混合动力汽汽车和燃料料电池电动动汽车。 (1)纯电电动汽车 纯纯电动车的的结构原理理

37、其实很简简单，除了了驱动系统统和控制系系统与普通通汽车有本本质差别外外，电动车车其他装置置和内燃机机车大同小小异。电动动车的动力力来源是一一组高性能能可充电电电池。 与与其他新能能源汽车相相比，纯电电动汽车具具有明显的的优势。与与内燃机汽汽车相比，纯纯电动汽车车效率更高高、更加环环保。首先先，比较原原油转化成成汽油和原原油转化成成电的能量量效率，现现在的内燃燃机效率约约为38%，因汽车车在市内行行驶需频繁繁停车、低低速行驶、等等待信号灯灯等，其最最终效率不不过12%；而纯电电动汽车电电池80%以上的能能量可由电电动机转为为汽车的动动力，即使使考虑原油油的发电效效率、送配配电效率、充充放电效率率

38、等，其最最终可达到到19%左右的能能量效率。其其次，纯电电动汽车在在行驶中无无废气排出出，即使以以火力发电电来计算，相相对于内燃燃机汽车其其图2纯电动动车的基本本结构废气排出量量也大幅度度减少。此此外，相比比内燃机汽汽车，纯电电动汽车具具有更舒适适平稳的运运行环境，更更低噪音且且没有活塞塞式引擎的的震动，如如图2所示示，电动汽汽车系统可可以分为33个子系统统，即电力力驱动子系系统、主能能源子系统统和辅助控控制子系统统。其中电电力驱动子子系统又由由电控单元元、功率转转换器、电电动机、机机械传动装装置和驱动动车轮组成成。主能源源子系统由由蓄电池、能能量管理系系统及充电电系统组成成。辅助子子系统由空

39、空调、动力力转向及其其它系统组组成。 对对于纯电动动汽车来说说，电池性性能至关重重要。目前前常用的电电池形式有有阀控铅酸酸电池、镍镍氢电池、锂锂离子电池池。电池的的主要影响响因素有：能量密度度、功率密密度、效率率、充放电电次数及电电池组的体体积和重量量等。 以以锂离子电电池为动力力的纯电动动汽车已成成为国际竞竞争的热点点。国际上上主流汽车车公司，如如福特、通通用、日产产、三菱、奔奔驰和雪佛佛兰等，均均已推出或或即将推出出基于锂离离子电池的的电动汽车车。很多专专家认为，锂锂离子动力力电池就如如同今天的的石油一样样具有重要要战略意义义。 纯纯电动汽车车在使用过过程中是零零污染，非非常适合在在人口密

40、集集区、旅游游地等特殊殊要求的场场合使用，而而且也非常常安静。但但是有学者者认为，从从全局的观观点来看，除除非使用自自然能源如如太阳能、水水力、势能能或风能来来发电，否否则使用电电动汽车不不会降低排排气污染物物对整个环环境的压力力。 目目前，纯电电动汽车已已经取得了了技术上的的若干突破破，随着世世界各国研研发力度的的加大，纯纯电动汽车车的电池、电电机等技术术难关将会会被一一攻攻克。纯电电动汽车终终究会取代代内燃机汽汽车。 (2)燃料料电池汽车车 燃燃料电池汽汽车(Fuel Celll E1eectriic Veehiclle，FCCEV)采采用燃料电电池作为动动力源。燃燃料电池是是一种将储储存

41、在燃料料和氧化剂剂中的化学学能通过电电极反应直直接转化成成电能的装装置。 与与传统的内内燃机驱动动车辆相比比，燃料电电池驱动的的汽车具有有很多优点点：零排放放，无污染染；由于没没有机械传传动部件，噪噪声很小；启动快，88s即可达达到全负荷荷；热效率率高，其效效率大约为为内燃机系系统的23倍。 虽虽然燃料电电池汽车的的历史并不不长，但由由于燃料电电池汽车具具有突出的的环保、节节能优势，各各种各样结结构的燃料料电池汽车车不断问世世。可以按按照以下三三种方法对对燃料电池池汽车进行行分类。 一一是根据汽汽车是否带带有储能设设备(如蓄蓄电池、超超级电容和和飞轮等)分类，据据此可把燃燃料电池汽汽车分为纯纯

42、燃料电池池汽车和混混合(复合合)式燃料料电池汽车车，由于纯纯燃料电池池汽车无法法回收能量量，并且要要求燃料电电池的功率率大，因此此复合式燃燃料电池汽汽车居多。根根据复合式式燃料电池池汽车中燃燃料电池和和蓄电池的的关系，又又可进一步步把燃料电电池汽车的的动力系统统归纳为并并联式和串串联式两种种(图3)。根据燃燃料电池汽汽车有无蓄蓄电池和蓄蓄电池的结结构特点可可归纳为三三类，即大大燃料电池池无蓄电池池型、中等等燃料电池池小蓄电池池型、小燃燃料电池大大蓄电池型型，如图44所示。图4燃料电电池汽车动动力系统分分类1一燃料；2一燃料料电池；33一控制器器；4一电电动机；55一轮胎；6一蓄电电池。 (a)

43、大燃料电电池无蓄电电池型；(b)中等等燃料电池池小蓄电池池型；(cc)小燃料料电池大蓄蓄电池型。 二二是根据燃燃料特点把把燃料电池池汽车分为为直接燃料料电池汽车车和重整燃燃料电池汽汽车等。直直接燃料电电池汽车的的燃料主要要有氢气和和甲醇等，重重整燃料电电池汽车的的燃料主要要有汽油、天天然气、甲甲醇、甲烷烷、液化石石油气等。氢氢燃料电池池汽车由于于其零有害害排放，因因此被认为为是最理想想的，但存存在氢的制制取及运输输困难、续续驶里程短短、需要建建设储存及及其他基础础设施不足足等问题；甲醇重整整燃料电池池汽车则需需要对甲醇醇进行2000左右的加加热以分解解出氢，另另外还要建建设储存甲甲醇的基础础设

44、施；汽汽油重整燃燃料电池汽汽车仅需要要对汽油进进行10000左右的加加热以分解解出氢。重重整燃料电电池汽车的的结构要比比氢燃料电电池汽车复复杂得多。 三三是根据燃燃料氢的储储存方式可可把燃料电电池汽车分分为压缩氢氢燃料电池池汽车、液液氢燃料电电池汽车和和合金(碳碳纳米管)吸附氢燃燃料电池汽汽车三类。 (3)混合合动力电动动汽车 混混合动力电电动汽车(Hybrrid EElecttric Vehiicle，HHEV)是是指既有内内燃机又有有电动机驱驱动的车辆辆。早在11905年年就有人提提出类似的的思想，但但是直到近近些年才发发展起来。HHEV既是是一种过渡渡型车型，又又是一种独独立型车型型。本

45、世纪纪上半叶，HHEV有可可能成为汽汽车工业的的主导产品品。 混混合动力电电动汽车的的优点是把把电动汽车车的行驶里里程延长了了24倍倍，而且能能快速添加加燃油。和和传统燃油油车相比，在在相同行驶驶里程的条条件下，混混合动力电电动汽车的的燃油消耗耗和废气排排放要少得得多。这是是因为对于于普通的内内燃机汽车车而言，汽汽车在行驶驶过程中随随着车速及及路面的变变化，内燃燃机工况不不断变化，这这使得内燃燃机不能工工作在最优优状态。而而混合动力力汽车中的的内燃机消消除了怠速速以及低负负荷运行的的工况，使使得内燃机机运行在高高效区域，也也即混合动动力电动汽汽车中的内内燃机总是是以最有效效的模式工工作。并且且

46、，混合动动力汽车还还可将汽车车下坡、减减速的能量量转换为电电池中的电电能，所以以燃油消耗耗少，排放放物也少得得多。 混混合动力汽汽车的缺点点是结构比比较复杂，排排放特性不不如纯电动动汽车好。 按按照混合动动力驱动模模式分类，混混合动力电电动汽车可可分为串联联式混合动动力(SHHEV)、并并联式混合合动力(PPHEV)和混联式式混合动力力(PSHEVV)三类，如如图5所示示。图5混合动动力电动汽汽车的分类类 (aa)串联式式；(b)串联式；(c)并并联式；(d)混联联式。 串串联式混合合动力(SSHEV)模式由发发动机、发发电机和驱驱动电动机机三大动力力总成组成成，发动机机、发电机机和驱动电电动

47、机采用用“串联”的的方式组成成驱动系统统。SHEEV用发动动机一发电电机组均衡衡地发电，电电能供应驱驱动电动机机或动力电电池组。发发动机、发发电机组只只能看作一一种电能供供应系统，发发动机并不不直接参与与SHEVV的驱动。串串联式混合合动力汽车车适用于大大型客车或或货车，适适合在路况况较复杂的的城市道路路和普通公公路上行驶驶。 并并联式混合合动力(PHEVV)由发动动机、电动动/发电机或或驱动电动动机两大动动力总成组组成。发动动机、电动动发电机机或驱动电电动机采用用“并联”的的方式组成成驱动系统统。驱动模模式有发动动机驱动模模式、驱动动电动机驱驱动模式和和发动机一一驱动电动动机混合驱驱动模式。在在混合驱动动时发动机机与驱动电电动机的动动力有在发发动机输出出轴处进行行组合、在在变速器(或驱动桥桥)处进行行组合和在在驱动轮处处进行组合合三种组合合方式。并并联式混合合动力电动动汽车适用用于小型汽汽车、在城城市道路和和高速公路路上行驶。 混混联式混合动力电电动汽车(PSHEEV)综合合SHEVV和PHEEv结构特特点，由发发动机、电电动一发电电机和驱动动电动机