我国新能源汽车发展状况

1、我国新能源汽车的发展状况邵志远5120209184机械与动力工程学院【摘要】汽车工业对节能环保的要求越来越高，本文简要介绍我国目前新能源汽车的种类、各种新能源汽车应用技术及状况以及新能源汽车未来的发展趋势。【关键字】新能源汽车种类技术发展趋势近年来我国汽车工业及汽车运用市场高速发展，同时，再发展过程中，也和世界一道面临着能源短缺和环境污染两大挑战，随着世界汽车保有量的急剧增长传统的内燃机车对人类环境带来的危害越来越严重，环境保护呼声的高涨和石油储量日益短缺的压力，迫使人们重新思考未来汽车的动力问题。开发新一代的清洁节能型汽车成为必然的趋势。我们国家也把新能源汽车列为我国汽车行业今后五年发展的重

2、中之重，新能源汽车也被列为国家七个战略新兴产业之一。新能源汽车主要包括电动汽车、氢能汽车、煤制醇醚燃料汽车、生物燃料汽车、燃气汽车、新型燃油汽车、太阳能汽车几种类型。其中电动汽车可分为混合动力汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV，含太阳能汽车）和燃料电池电动汽车三种技术类型；煤制醇醚汽车可分为煤制二甲醚和煤制二甲醇两种汽车；生物燃料汽车可分为石油液化气（LPG）、液化天然气（LNG）、压缩天然气（CNG）三种类型的汽车；新型燃油汽车可分为清洁柴油车和新配方汽油车两种。1、目前国内新能源汽车的种类（1）混合动力车发动机与电机直接耦合：长安杰勋HEV、奇瑞A5HEV、华普海尚305HEV；发动机与电

3、机通过变速器耦合：荣威750混合动力车、一汽CA6110HEV、东风EQ6110HEV；插电式、增程式电动汽车：荣威550插电式、奔腾B50C插电式、比亚迪F3D；电动汽车：比亚的E6EV、瑞麟MlEV、一汽雅M80EV。（2）纯电动汽车海马福仕达E（最高车速120km/h、续驶里程100km）,比亚迪E6（最高车速140km/h、续驶里程300km），比亚迪F3DM（最高车速150km/h、续驶里程300km），荣威E1（最高车速120km/h、续驶里程135km），奇瑞ME1V（最高车速120km/h、续驶里程110km）。（3）代用燃料车天然气汽车：一汽CA6100URN1城市客车、东风

4、雪铁龙新爱丽舍、潍柴动力蓝擎WP12NG系列气体发动机；甲醇燃料汽车：华普海锋甲醇轿车、奇瑞旗云甲醇燃料汽车、安凯HFF6104GK39汽油/甲醇双燃料城市公交车；乙醇燃料汽车：沃尔沃3个系列（C30、S50、V50）9种车型可以提供多种燃料车型，奇瑞A5灵活燃料CNG多燃料轿车是一款能混合燃料乙醇、汽油、CNG气体燃料的情节能源汽车；（4）二甲醚汽车SWB6116二甲醚城市客车、SWB6116DME型二甲醚城市客车。除此之外，氢生物柴油汽车、动力汽车、太阳能汽车等其他一些新能源汽车在研发试验的阶段或者只是一些初步的概念车，暂时还没有达到可以投放运营的要求。2、各种新能源汽车应用技术及状况（1

5、）混合动力技术混合动力汽车既有蓄电池提供电力驱动，又装有一个小型内燃机，内燃机在最佳工况区域内稳定运行，实现较高的燃油经济性和排放特性，同时减少噪声污染，并通过电机回收制动能量，进一步降低能耗；借助内燃机可带动空调、暖风、转向助力等辅助用电设施，保证驾、乘舒适性；在车辆拥堵、人口稠密的市区行驶或停车倒车入位时，可以选用纯电动模式，实现零排放。然而，混合动力电动汽车也存在着一定的局限性：双动力系统带来的较高的制造成本；动力能源最终依靠内燃机燃烧获得，在环保方面没有实现质的突破；在长距离行驶时，能耗方面与传统内燃机相比非但没有提升，反而由于电机电池等设备增加了车重，造成燃油经济性下降；同时，复杂的

6、双动力系统将给车辆的维修保养增加更多的支出2) 车载电池技术动力电池是新能源汽车的核心，电池是技术和成本上的最大瓶颈。车载电池的主要性能指标是比能量、能量密度、比功率、循环寿命和成本等。现有的动力蓄电池主要有铅酸电池、锂电池和镍氢电池等几种类型，锂电池的平均性能比其他电池高出一筹。现阶段存在的问题是电池比能量低，在整车中所占体积比喝质量比过大；电池成组问题对充电站更换电池带来很大的不利影响；电池充电时间长，而目前的一些快速充电技术造成电池寿命急速衰减的严重代价；电池组充电时单体电池间的不一致性影响电池的循环寿命。在我国，中国电子科技集团、解放军防化研究院、清华大学、上海交通大学、国防科技大、武

7、汉大学、北京理工大学等正在进行锂硫电池的研究。在金属空气电池中，铝和锌空气电池已有研发，并进入市场应用，而锂空气电池的研究目前还是一项空白。3) 电池管理系统车载电池需要通过并联、串联的方式组成电池组进行充放电，单体电池之间的性能差异决定了其作为动力和储能电池时，都需要电池管理系统(BMS)进行充放电管理、监控和保护，以避免单体电池出现损坏，影响整个电池组的性能。随着动力电池及储能电池市场的高速扩张，电池管理系统的需求也快速扩大。目前国内外电池管理系统已经进入实际应用阶段，但研究还不够成熟，性能不够理想。由于技术不够成熟，设计多样以及市场需求不够，未规模化生产，电池管理系统的成本较高。4) 充

8、电技术及充电站建设发展电动汽车，首先必须建设完备的、与其配套的充电站系统，充电站是为电动汽车提供能量供给的重要配套基础设施。截至目前，我国电动汽车充电站大多局限于电动公交汽车或内部集团用车还没有建成真正面向不同用户的充电站服务网络。在现有的技术条件下，充电站的发展存在动力蓄电池、电网建设以及充电站规划这三大技术难题的制约。在充电技术方面，近年来又出现了非接触充电装置，包括电磁感应、磁共振、微波三种方式，使得电动车随时随地充电变为肯能。5) 新能源汽车与智能电网技术电动汽车的快速发展，对城市用电峰谷日益加大的电力系统而言，必然会增加发电、输电、配电的压力。于是出现了电网和电动汽车互动的车辆到电网

9、(V2G)技术，以满足日益增长的电动汽车的用电需求，同时利用电动汽车作为移动式分布储能单元来缩小日益增长的电力峰谷负荷差，以提高输配电设备利用率和减缓新发电厂的建设。我国最大的电力运营商国家电网公司在上海世博会的国家电网场馆附近演示了V2G技术。国家电网公司试制了两台支持V2G技术的快速充电座。6) 电力驱动及控制技术目前，电动汽车常用的驱动系统有四种：直流电动机、异步电动机、永磁电动机和开关磁阻电动机。永磁同步电动机具有高效、高控制精度、高转矩、密度低等特点。通过合理设计的磁路能够获得较高的弱磁性能，在电动汽车特别是高档电动汽车方面具有很高的应用价值，已经受到国内外电动汽车界的高度重视。永磁

10、电动机在我国的应用刚刚起步，市场份额不到20%。目前我国车用电动机大部分是有刷直流电动机，但随着对耗能要求的额提高，永磁电动机正在逐步取代有刷电动机。目前，我国的电动机制造仍存在着许多问题，主要有对系统应用研究不够，电动机的可靠性耐久性还需验证；电动机、控制器、DC/DC变换器的质量和体积仍然偏大；模块化设计不足，插接件标准不统一；关键的电力电子器件还需依赖进口等。7) 氢燃料的供应与储存技术通常有两种途径向燃料电池供应氢：一是在地面供应站产生氢气，在车上储存氢气；二是在车上，从易于含氢的承载装置中产生氢气直接供给燃料电池。目前车上用得较多的是由复合材料的高压储氢系统，这种方法简单可靠，而且充

11、放氢气又方便。从质量和体积上考虑，液化储存是一种理想的储氢方式。某些金属氧化物储氢效率与液化储氢相当甚至超过液化储氢，而且还有纯化、压缩功能。3、新能源汽车未来的发展趋势现有的内燃机动力汽车渐进式的技术改进与地球能源相对匮乏、环境日趋恶化的矛盾最终必然走向无法调和，客观上需要汽车产业进行革命性的变革，以应对环境、能源系统的挑战。同时，目前中国汽车工业正在蓬勃发展，堪称社会经济发展的重要支柱。如何在发展汽车工业、带动国民经济和节约能源、保护环境中取得平衡，成为政府决策机构乃至全社会共同关注的焦点。而新能源汽车技术可以解决这看似难以调和的矛盾。新能源车辆以其环保、节能和高效的特点不断开拓着汽车市场

12、，不仅成为中国赶超发达国家汽车技术的最佳契机和平台，也是中国汽车工业发展的希望和未来。（1）混合动力电动汽车是当前最具可行性的新能源汽车技术混合动力汽车兼顾传统内燃机汽车动力和续驶里程方面的优势，一方面可以利用已经较为成熟的发动机技术，另一方面将电池电机技术发展推向前沿，为今后纯电动车技术打下坚实基础。尤其是可插电式混合动力电动车技术，不论是在用油还是用电方面将自主权更多地交给消费者，使消费者能在满足日常交通需求的同时，兼顾燃油经济性和低碳环保的需求。由双系统带来的制造维护成本的增加可以由国家、企业和消费者共同承担。可以说，混合动力电动汽车是现阶段较为成熟、最具可行性和推广性的新能源汽车技术，

13、也是实现大范围普及纯电动车技术前无法逾越的重要技术路线。（2）纯电动汽车是新能源汽车发展的主流路线和最终目标纯电动汽车在节能环保和维护保养等方面的优势相当明显，作为真正的绿色环保汽车，虽然在续驶里程和充电时间上依然存在难以解决的障碍，但电池技术的瓶颈不会永远存在，政府也将配合推行相关的扶植政策，如补贴退税降低车辆制造成本、采用电池置换等经营模式改善其充电时间长的固有缺陷。总之，未来很长的一段时间内，纯电动汽车的大范围推广依然颇具难度，但纯电动车技术毕竟是新能源汽车发展的最终技术，相信通过长期的努力和各方面力量的协同合作，真正“绿色”的纯电动汽车一定会成为未来交通工具的主流。（3）燃料电池电动汽

14、车是新能源汽车技术未来中长期发展的重要补充燃料电池电动汽车技术在现阶段已取得了技术研发上的一些突破，并投入了小范围的应用，可以预见，在今后相当长的一段时间内该技术依然会不断发展。但单一燃料电池的供能方式如果不配合蓄电池或超级电容，依然会有很大局限性，而且随着纯电动汽车电池技术的突破，该技术最可能应用于未来的长距离行驶运输，成为新能源汽车成员里中长期发展目标的重要分支。（4）氢燃料汽车技术的发展前景非常有限虽然氢能清洁、高效、可置备资源充足，但许多关键技术尚未成熟，且生产成本高昂，因而短期内很难实现产业化。就长期发展潜力来评估，其依托内燃机产生动力的能源转化模式也不如氢燃料电池汽车更加高效、环保

15、。所以氢燃料汽车技术只能作为中短期过渡性新能源汽车技术，且其推广使用范围非常有限。（5）燃气汽车是新能源汽车技术未来中短期发展的重要补充液化石油气目前生产制备非常方便，但随着石油资源的枯竭，显然无法将其作为长期发展的目标。虽然已探明天然气储量十分巨大，但内燃机的低效率和天然气资源的不可再生性决定着燃气汽车只能作为未来中短期新能源汽车技术的补充和分支，随着混合动力电动汽车和纯电动汽车技术的日趋完善，以内燃机为单一动力输出方式的汽车技术将逐步淡出历史舞台。（6）生物燃料汽车技术是新能源汽车未来中短期发展的补充之一与燃气汽车相似，生物燃料汽车采取新的代用燃料可缓解石油资源日趋匮乏的危机，所不同的是，生物燃料是可再生资源，可长期生产，但其生产和使用饱受气候环境、土地资源经济性的限制。另一方面，依