我国新能源汽车发展概述.docx

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1、摘要II关键词II1雌11.1 新能源汽车的概念11.2 新能源汽车的类型及其特点22新能源汽车发展趋势32.1发展概况32. 2发展前景32. 3城市试点43新能源汽车预测及改进53.1 新能源汽车发展预测53.2 对现有技术的改进5总结7参考文献8致谢9当下绿色汽车电子，其核心就是新能源即绿色能源下的动力系统，从国家产业 发展战略上讲，各国无不将之纳入 低碳经济 的范畴。本文亦将以此为重心，希翼 从近期我国相关发展策略、全球相关厂商的动向以及目前相关市场最新产品方案 几个方面进行全景式扫描，全面分析新能源汽车的发展现状。随着世界能源危机和环保问题日益突出，汽车工业面临着严峻的挑战。一方面，

2、 石油资源短缺，汽车是油耗大户，且目前内燃机的热效率较低，燃料燃烧产生的热 能大约惟独35% 40%用于实际汽车行驶，节节攀升的汽车保有量加剧了这一矛 盾；另一方面，汽车的大量使用加剧了环境污染，城市大气中C0的82%、NOX的 48%、HC的58%和微粒的8%来自汽车尾气，此外，汽车排放的大量C02加剧了温 室效应，汽车噪声是环境噪声污染的主要内容之一。我国作为石油进口国和第二大 石油消费大国，污染严重，世界认定的20个污染最严重的城市有16个在中国。国 内汽车产品水平与国外差距很大，平均油耗高出10% 30% ,排放约为15-20倍， 汽车工业面临的压力更大。上个世纪末以来世界各国和各大汽

3、车公司以及国内各大 科研机构和高等院校纷纷致力于开辟清洁节能汽车，新能源汽车获得了长足发展。 汽油和柴油是传统内燃机汽车的能源，利用除此以外的能源提供汽动力的汽车均可 称为新能源汽车。目前正在开辟的新能源包括天然气、液化石油气、醇类、二甲醛、 氢、合成燃料、生物气、空气以及电荷燃料电池等。关键词：新能源汽车；发展现状；发展战略；压缩天然气(CNG)；液化石油气 (LPG)1概述1.1 新能源汽车的概念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。 据不彻底统计，全世界现有超过400万辆液化石油气汽车，1

4、00多万辆天然气汽车。 中国市场上在售的新能源汽车都是混合动力汽车。1.2 新能源汽车的类型及其特点1.2. 1天然气汽车和液化石油气汽车天然气汽车又被称为“蓝色动力”汽车，主要以压缩天然气（CNG）、液化天 然气（LNG）、吸附天然气（ANG）为燃料，常见的是压缩天然气汽车（CNGV）。 液化石油气汽车（LPGV）是以液化石油气（LPG）为燃料。CNG和LPG是理想的点 燃式发动机燃料，燃气成份单一、纯度高，与空气混合均匀，燃烧彻底，CO和微 粒的排放量较低，燃烧温度低于是NOx排放较少，稀燃特性优越，低温起动及低 温运转性能好。其缺点是储运性能比液体燃料差、发动机的容积效率较低、着火 延迟

5、期较长。这两类汽车多采用双燃料系统，即一个汽油或者柴油燃料系统和一 个压缩天然气或者液化石油气系统，汽车可由其中任意一个系统驱动，并能容 易地由一个系统过渡到另一个系统。1.2.2 醇类汽车醇类汽车就是以甲醇、乙醇等醇类物质为燃料的汽车，使用比较广泛的是乙 醇，乙醇来源广泛，制取技术成熟，最新的一种利用纤维素原料生产乙醇的技术 其可利用的原料几乎包括了所有的农林废弃物、城市生活有机垃圾和工业有机废 弃物。目前醇类汽车多使用乙醇与汽汕或者柴油以任意比例掺和的灵便燃料驱动, 既不需要改造发动机，又起到良好的节能、降污效果，但这种掺和燃料要获得与 汽油或者柴油相当的功率，必须加大燃油喷射量，当掺醇率

6、大于15% 20%时， 应改变发动机的压缩比和点火提前角。乙醇燃料理论空燃比低，对发动机进气 系统要求不高，有较高的抗爆性，挥发性好，混合气分布均匀，热效率较高， 汽车尾 气污染可减少30%以上。1.2.3 氢燃料汽车氢是清洁燃料，采用氢气作燃料，只需稍加改动常规火花塞点火式发动机， 其燃烧效率比汽油高，混合气可以较大程度地变稀，所需点火能量小，有利于节 约燃料。氢气也可以加入其它燃料（如CNG）中，用于提高效率和减少N02排放。 氢的质量能量密度是各种燃料中最高的一种，但体积能量密度最低，其最大的使 用障碍是储存和安全问题。宝马公司向来致力于氢气发动机研制，开辟了多款氢 发动机汽车，其装有V

7、12氢发动机的7系列轿车是世界上首批量产的氢发动机， 该发动机可使用氢气和汽油两种燃料。1.2.4 二甲醛汽车二甲醛（DME）是一种无色无味的气体，具有优良的燃烧性能，清洁、十六烷 值高、动力性能好、污染少，稍加压即为液体，非常适合作为压燃式发动机的代 用能源，使用该燃料的车辆可达到超低排放标准。二甲醛汽车（DMEV）不会排放 黑色气体污染环境，产生的NOX比柴油少20% 01.2.5 气动汽车以压缩空气、液态空气、液氮等为介质，通过吸热膨胀做功供给驱动能量的 汽车称为气动汽车，气动发动机不发生燃烧或者其他化学反应，排放的是无污染 物辐射的空气或者氮气，真正实现了零污染。目前开辟比较成功的是压

8、缩空气 动力汽 车（APV）,工作原理类似于传统内燃机汽车，只无非驱动活塞连杆机构 的能量来源于高压空气。APV介质来源方便、清洁，社会基础设施建设费用不高, 较容易建造。无燃料燃烧过程，对发动机材料要求低，结构简单，可借鉴现有 内燃机技术于是研发周期短，设计和创造容易。但目前APV能量密度和能量转换 率还不够高，续驶里程短。1.2.6 电动汽车世界上第一辆电动车（EV）由美国人在19世纪90年代创造。EV大致分为 蓄电池电动汽车（BEV）、燃料电池电动汽车（FCEV）和混合动力电动汽车（HEV）。 电动汽车的一个共同特点是汽车彻底或者部份由电力通过机电驱动，能够实现低 排 放和零排放。蓄电池

9、电动汽车是最早浮现的电动汽车。使用铅酸电池的汽车 整车动力性、续驶里程与传统内燃机汽车有较大的差距，而使用高性能银氢电 池或者 锂电池乂会使成本大大增加。燃料电池具有近65%的能量利用率，能够 实现零排 放、低噪声，国外最新开辟的高性能燃料电池已经能够实现几乎与传 统内燃机汽车相当的动力性能，发展前景很好，但成本却是制约其产业化的瓶颈。 混合动力 汽车融合了传统内燃机汽车和电动汽车的优点，同时克服了两者的缺点, 近年来获得了飞速发展，并已经实现了产业化和商业化。目前我国自主品牌-比亚迪，在 这领域占有一席之地。其代表作E6, F3DM就是采用电动的混合动力。1. 2. 7以植物油为燃料的汽车为

10、了寻觅可代替石油的新能源，科学家也将目光投向了植物油，正在研制以 植物油如大豆油、玉米油及向日葵油为原料的内燃机油。科学家们还在研究生物柴 油，这是一种以植物油为原料的燃料，将来可作为柴油的替代品大量用于卡车和 轮船。生物柴油中不含硫，因此不会对环境造成酸雨威胁。为生产生物柴油，化 学家们正在对植物油进行酯化加工，使之变成甲基酯化合物，燃烧起来更干净， 发动机内残留物也较少。2新能源发展趋势2. 1发展情况我国天然气资源丰富，分布广泛，海南、北京、上海、重庆等省市被列为国 家燃气汽车重点示范城市，各地均在燃油汽车基础上研制开辟改装了压缩天然气 汽车和液化石油气汽车，主要用于出租车、公交客车、大

11、型车辆和工程设施等。山西是产煤大省，甲醇汽车项目已进行多年，目前已达到商业运行阶段，所 用甲醇汽车采用灵便燃料系统，既可用甲醇，也可用汽油，将乙醇当做有氧燃料 使用，现在河北和黑龙江等地推广。我国从事燃料电池研究的单位有20余家，质子交换膜燃料电池技术已取得较 大发展，但与国外还有不小差距，例如，国外将功率50-80KW的PEM燃料电池用 于轿车，而我国最大的PEM燃料电池单堆功率为5KW,离轿车使用相距甚远。但是 我国的锲氢 电池和锂 电池技术水平 以及金属燃料电池技术 已经达到世界先进水 平。如比亚迪在2005年上海车展展出的E1电动车已经具备了很好的整车动力性 能。目前国内对压缩空气动力

12、汽车的研究报导最多的是浙江大学，他们已经开辟 出压缩空气动力摩托车研究平台，探索出不少有益的结论，正在进一步深入研究， 此外重庆大学和同济大学也做过一些探索性研究。应当说国内的发展才刚刚起步。 2.2发展前景在各种汽车代用燃料中，LPG和CNG最方便投入使用，而且目前已经具有好的 配套基础设施。在中国这样的农业大国特殊是一些农业大省，乙醇资源丰富，乙 醇汽车有良好的应用前景。二甲醛等合成燃料具有很好的排放特性，也将具有很 的应用前景，特殊是作为代用柴油应用于混合动力汽车。混合动力汽车毫无疑问 是下i代汽车动力系统的主要形式。蓄电池电动汽车的使用性能不如混合动力汽车和燃料电池汽车，且成本高。 氢

13、燃料发动机的能量利用率不如氢氧燃料电池。于是蓄电池电动汽车和氢发动机 汽车的发展前景不是十分乐观。固然随着太阳能电池技术的发展和突破，也许纯 电动汽车能迎来一个不错的发展局面。压缩空气动力汽车虽然实现了零污染，但 其整车性能与传统汽车相差太远，只能在较小的范围内应用于特定场合。燃料电池是目前技术条件下能量利用率最高的 车用能源。燃料电池的比能量可达200350W1I/ KG,为锂离子电池的2-3倍；能 量转换效率高达60%80%,是汽油机或者柴油机的1.52倍，能实现超低污染 甚至零污染，而且燃料电池使用的氢能源是可再生的。目前以甲醇燃料电池技术最为成熟。国外各大石油公司和汽车均在致力于燃 料

14、电池汽车的研发以抢占在未来汽车发展中的滩头。基于综合因素考虑，目前最容易投入使用的代用燃料是CNG和LPGo电、甲醇 和乙醇的综合评价指数都低于汽油。可以估计LPG和CNG以及乙醇的市场份额将 会不断增加。二甲醛和合成柴油在十年后其市场份额会快速稳定增长。混合动力 汽车会进一步发展，迅速增加市场份额。而燃料电池汽车会在20年之后开始实现 产业化逐渐增加市场份额。传统汽油机汽车的市场份额会在20年之后开始浮现明 显的下降，但柴油车会在重型车辆领域继续保持定的市场份额。2. 3城市试点2022年春节前，财政部、科技部发出关于开展节能与新能源汽车示范推 广 工作试点工作的通知，决 绿色环保车定在北京

15、、上海、重庆、长春、大 连、杭州、济南、武汉、深圳、合肥、长沙、昆明、南昌13座城市开展节能与 新能源汽车示范推广试点工作；鼓励试点城市率先在公交、出租、公务、环卫 和邮政等公共服务领域推广使用节能与新能源汽车。通知明确指出，中央财政重点对试点城市购置混合动力汽车、纯电动汽 车和燃料电池等节能与新能源汽车赋予一次性定额津贴。 通知同时要求地方 财政安排一定资金，对节能与新能源汽车配套设施建设及维护保养等相关支出给 予适当津贴，保证试点工作顺利进行。不彻底统计，中度混合动力汽车的平均成 本比同类型汽油动力车贵30%至50%。3新能源汽车预测及改进3. 1新能源汽车发展预测在未来的20年内，汽油和

16、柴油仍是汽车主要的能量来源，但汽油和柴油的质 量要求越来越高，发动机技术将快速发展以提高能量利用率。代用燃料会得到迅 速运用，天然气汽车和乙醇汽车会率先大规模投入使用，二甲醛和合成燃料会逐 步扩大应用。混合动力系统会得到快速发展和应用，混合动力汽车将至少在30年 内都是汽车工业最切实可行的解决能源问题和污染问题的途径。因此应当整合资 源加速混合动力汽车的开辟，抢占汽车技术发展的新高地。燃料电池是最有前途 的车用能量，也是未来汽车的主要能量源，国内石油工业应该与汽车工业联手开 发先进的燃料电池技术，抢占未来先进汽车技术的前沿阵地！ 3.2现有技术的改进3.2. 1.提高旧能源汽车的效率目前的汽柴

17、油内燃机热效率小于30%,如果算上机械效率以及其他的能量传递 损失，则总效率仅占燃料放出热能的15%摆布。毫无疑问，如果能够提高热机的效 率，则可在一定程度上缓解目前的石油危机。3. 2. 2.空气动力汽车：自他由解振和轮胎产气利用空气作为能量载体，使用空气压缩机将空气压缩到30MP以上，然后储存 在储气罐中。需要开动汽车时将压缩空气释放出来驱动启动马达行驶。优点是无 排放、维护少，缺点是需要电源、空气压力（能量输出）随着行驶里程加长而衰 减、高压气体的安全性。3.2.3. 飞轮储能汽车；飞轮加重了负荷利用飞轮的惯性储能，储存非满负载时发动机的余能以及车辆长大下坡、减 速行驶时的能量，反馈到一个发机电上发电，再而驱动或者加速飞轮旋转。飞轮 使用磁悬浮方式，在70000r/min的高速下旋转。在混合动力汽车上作为辅助， 优点是可提高能源使用效率、分量轻储能高、能量进出反应快、维护少寿命长, 缺点是成本高、机动车转向会受飞轮陀螺效应的影响。3.2.4. 超级电容汽车超级电容器是利用双电层原理的电容器。在超级电容器的两极板上电荷产生 的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内