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2020-02-28 其他范文 下载本文

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新能源汽车

——我国新能源汽车的发展现状与趋势

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学号:81111207 王国庆

汽车是现代工业文明的象征之一,也是推动一国或地区经济发展的重要引擎。随着环境保护、低碳经济、降低能耗的理念为人们重视,汽车工业因其尾气排放污染环境、高能耗等一系列负效应,面临日益严峻的挑战。相对传统的燃油汽车,新能源汽车能够有效降低汽车排放废气污染。从环境角度讲,新能源汽车废气排出量比传统汽车可减少92%-98%,从而实现交通能源多元化,保护环境;从能源角度讲,全球石油危机日益严重,汽车工业又是能耗的最大组成部分,新能源汽车的开发和使用有效解决了交通能源重消耗的问题,实现低碳经济可持续发展。因此,随着低碳经济、节能环保意识深入人心,以解决环保和能源短缺为出发点的新能源汽车产业得到各国政府和学者的关注。

1.1新能源汽车定义

严格来讲,由于存在着相对概念,这样的描述并不规范,甚至可以说比较荒谬。因为随着时间的推移,今日的新能源可能成为明日的旧能源。一个优秀的名词定义应该经得起时间的考验,而不应经常变更,故而我们把目光放远,希望能在国际上找寻类似的定义,通过对著名的维基百科的检索,我们发现了类似的词汇(Green Vehicle)绿色(环保)汽车,顾名思义,这种类型的汽车就是指对环境较为友好的,排放相对内燃机汽车较少的道路机动车。不难看出,这个定义也存在着相对的概念,并不具备太多的参考价值。

新能源汽车聚焦网认为,目前新能源汽车的定义还比较宽泛,只要新型车辆满足”新能源“、”新技术“、”新结构“这三大基本要件中的任意二个,都能称之为新能源汽车。维基百科中绿色(环保)汽车的后续介绍也支持了这个观点,“Green vehicles are powered by alternative fuels and advanced vehicle technologies“(直译为为绿色汽车是由替代燃料与新型汽车技术所驱动的)。

2.1新能源汽车的发展历史

2.1.12001年,“863”计划汽车专项

我国从“八五”期间开始了电动汽车的研究开发,并取得了一批成果且正在推动成果转化及产业化。2001年,国家启动了“863”计划电动汽车专项。这一举措,既是我国汽车产业未来如何发展,向那个方向发展的一个指引,也是实现绿色环保和低碳经济的有效途径。2007年11月,国家出台了《新能源汽车生产准入规则》,首次提出了新能源汽车概念。认为新能源汽车是指:采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、二甲醚)汽车等。这标志着我国开始像对普通汽车一样,对新能源汽车的生产企业和产品实施管理和准入制度。2009年6月17日工业和信息化部发布了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》,共四章19条,这是对2007年《新能源汽车生产准入管理规则》的进一步修订和完善。主要是对准入条件和管理做了更加详尽的细化和完善。

两个规则的出台和不断完善,说明新能源汽车已上升为国家战略,这也是基于低碳经济的一场技术革命的开始,新能源汽车产业将成为中国低碳经济最重要的着力点和新的增长点。不过,处于发展初期的中国新能源汽车产业也将面临着技术创新、发展模式、政策扶持等一系列问题。此后,有关新能源汽车和“十城千辆”工程的政策、规划不断出现,彰显着国家对新能源汽车产业的日益重视。“十城千辆”工程自实施一年以来,在服务领域已示范推广6000多辆节能与新能源汽车,带动地方配套和产业100多亿元。新能源汽车产业在运营、充电站各个领域已经初具规模,通过明晰战略和示范推广相结合,发展新能源汽车为国家战略,进一步明晰以纯电驱动为主要技术路线,有效带动我国新能源汽车在人才、技术、产业等资源的快速集聚,从最初的新能源汽车产业规划和全面启动阶段进入到实施、攻坚阶段。2010年5月31日,为加快汽车技术进步,培育战略性新兴产业,推进节能减排,财政部、科技部、国家发改委等实施了《关于开展私人购买新能源汽车补贴试点》方案。该试点方案由七章十九条组成。从补贴范围、对象、方式,支持条件,补助标准与规模,资金申报与下达,监督管理各个方面对新能源汽车补助范围和对象做一界定。如在补助方式上,私人购买的范围扩大,包括了私人直接购买、整车租赁和电池租赁三种形式,中央财政对生产汽车企业的补助也细化;在补助标准上,补助标准根据动力电池组能量确定。按3000元/千瓦时给予补助。插电式混合动力乘用车最高补助5万元/辆;纯电动乘用车最高补助6万元/辆。试点期内(2010-2012年),每家企业销售的插电式混合动力和纯电动乘用车分别达到5万辆的规模后,中央财政将适当降低补助标准。补助资金必须专款专用,任何单位不得以任何理由、形式截留、挪用。对违反规定的,依法追究有关单位和人员的责任。

3.1 新能源汽车的分类及特点

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力装置和驱动方面的先进技术,形成的具有新技术、新结构的汽车。目前正在开发的新能源汽车包括气动汽车、纯电动汽车、二甲醚汽车、氢燃料汽车、燃气汽车、醇类燃料汽车以及以植物油为燃料的汽车等。

3.1.1气动汽车

以压缩空气、液态空气和液氮等为介质,通过吸热膨胀做功供给驱动能量、通过高压空气驱动气动马达行驶的汽车称为气动汽车。气动发动机排放无污染物辐射氮气或空气,实现真正的零污染。

3.1.2纯电动汽车

纯电动汽车完全以动力蓄电池作为动力源,通过牵引变流器和大功率异步电动机将电能转化为机械能,车辆的驱动通过传动装置运行,是一种具有结构简单、噪声小、零排放、无污染、低能耗等优势的新能源车型,完全符合环保要求。对于电力公司和发电企业来说,纯电动汽车的电池可以利用夜间电网的廉价“谷电”进行充电,平抑电网的峰谷差,最大限度地实现经济效益。而其缺点包括续驶里程短,每次充电所能支持的行驶里程短;电机控制器和蓄电池价格昂贵致使成本较高;质量重以及外形尺寸大;动力蓄电池寿命短等方面。

3.1.3甲醚汽车

二甲醚作为一种基本化工原料,常温下为无色无味气体,加压5个大气压以上即为液体,具有优良的燃烧性能、良好的动力性、十六烷值高、污染少,适合作为代用能源代替压燃式发动机。二甲醚汽车不排放污染环境的黑色气体,产生的氮氧化物相比柴油减少20%。目前二甲醚汽车的推广仍不具备经济性,但随着油价的迅速提升,二甲醚汽车的性价比将日益升高。同时,当前各个城市几乎都没有二甲醚加注点,不利于二甲醚汽车产业化的发展。

3.1.4氢燃料汽车

氢燃料汽车采用氢气作为主要能量,氢燃料电池的原理是将氢输入燃料电池中,质子交换膜阻隔氢原子的电子,电子经由外电路从负极传导至正极,形成一种电能驱动电动机;质子却可以通过质子交换膜,与氧发生化学反应成为纯净的水雾排出。氢燃料汽车干净卫生;燃烧产物不具污染性;燃烧效率高,有利于燃料的节约;氢气燃料中也可加入压缩天然气,以进一步提高燃料效率和减少NO2的排放。氢能汽车最大的使用障碍是储存和安全问题。推广氢能汽车需要解决廉价氢气大量制取的方法、氢气的安全储运问题以及研制高性能、廉价的氢供给系统这三个技术问题。

3.1.5燃气汽车 燃气汽车主要包括以压缩天然气为燃料的压缩天然气汽车和液化石油气为燃料的液化石油气汽车。压缩天然气和液化天然气是理想的点燃式发动机燃料,具备单

一、纯度高的燃气成分,燃烧完全;氮氧化物和微粒的排放量非常低;低温启动和运转性能较佳;是目前较为实用的新型低排放汽车。其缺点是储运性能与液体燃料相比较差;发动机着火延迟期较长以及容积效率较为低下等。

3.1.6醇类燃料汽车

醇类燃料汽车是指利用醇类燃料作为动力源的新型汽车。醇类燃料包括甲醇、乙醇等,可直接采作为发动机的燃料,也可与柴油或汽油按既定比例配制成混合燃料。醇类燃料汽车可降低污染效果,同时具有良好的节能作用,但这种掺和燃料难以获得与柴油或汽油相同程度的功率,若想提高功效性,必须增大燃油喷射量,而当掺醇率大于15%后,发动机的压缩比和点火提前角也必须予以改变。目前更大比例的掺混燃料研发仍处于试验阶段。

4.1 新能源汽车的发展前景

专家预测到2020年为止,中国将有10%~20%的乘用车销量来自于插电式混合动力汽车、纯电动汽车以及其他新能源汽车。新能源汽车的发展势不可挡。

一汽集团承担了国家“863”计划中“解放牌混合动力城市客车研究开发”和“红旗牌混合动力轿车研究开发”项目,其开发的混合动力电动客车获得了汽车新产品公告,并已投入示范运营。奔腾B50插电式混合动力轿车是一汽集团开发的新一代节能环保车,它集成了一汽集团混合动力系统技术平台和整车制造的最新成果,采用双永磁同步电机混联式混合动力系统,其最高车速达到183公里/小时,油耗5升/百公里,排放达到国Ⅳ标准。

东风汽车公司是国内最早从事电动汽车研发的汽车企业之一。该公司已研制出的东风混合动力轿车(EQ7200)排放指标满足国Ⅳ标准,燃油经济性比基础车型提高30%以上。武汉电动公交专线示范运营的结果表明,东风混合动力公交车具有良好的可靠性,总体性能、状态正常,环保和节能效果明显。

在新能源汽车方面,上汽集团起步相对较晚,但成绩喜人。2009年上汽集团展出了基于荣威750平台自主研发的混合动力轿车、上海牌纯电动汽车、新一代“上海牌”燃料电池轿车。荣威750混合动力车具备“智能停机零排放”和“环保与动力性兼备”的特点,可实现综合节油率20%左右。新一代“上海牌”燃料电池轿车是通过对通用第四代燃料电池动力系统重新优化匹配而成,最高车速达150公里/小时,最大续驶里程319公里,该车目前被选用为上海世博会场馆内的出租车。

比亚迪致力于油电混合动力和纯电动车的研发。F3DM和6DM双模式混合动力车搭载DM双模式混合动力系统,用户可以通过按键在纯电动和混合动力之间自由切换。其研制的e6纯电动汽车可与F6同平台生产,15分钟左右可充电量80%,其续驶里程在60公里等速的情况下达到400公里,是目前世界上续驶里程最长的纯电动轿车。2010年3月,比亚迪e6纯电动出租车已在深圳试运行。2005年,奇瑞公司推出A5BSG车型,这是国内自主品牌首次可以批量生产的混合动力车型,于2007年正式下线,已投放于芜湖出租车市场,迈出了自主知识产权混合动力轿车产业化、市场化的第一步。此外,长安、江淮、长城等多家企业也都研发出了具有自主知识产权的新能源汽车。

能源环境对发展的制约、节能减排的国际责任以及汽车行业在能源消耗和大气污染中的高份额,意味着汽车行业必须在节能减排工作中发挥重要的作用。绿色环保的“上海牌”燃料电池轿车在世博会上亮相,不仅是一个中华民族汽车品牌的“重生”,也反映了中国正在加快推进新能源汽车发展的态势。目前,中国的新能源汽车正处于从研发向规模产业化过渡的重要阶段,是难得的战略机遇期,中国应该把新能源汽车的研发和推广作为重点领域,最终实现从汽车制造大国向产业强国的转变。

我国新能源汽车的市场导入晚于发达国家5~10年,此时政府的政策支持将发挥着重要的作用。政府应该及时推出促进新能源汽车市场化的政策,进一步完善推动电动车产业化的政策体系。包括提供财政补贴,减免税收,政府采购等方面。

从当前形势来看,纯电动油、电混合动力和燃料电池将是未来新能源汽车的三大发展趋势。纯电动汽车的技术缺陷是电池成本高、电池容量不足以及续驶里程短,并且需要完备的基础配套设施,不适宜产业化发展。因此,混合动力汽车成为规避纯电动汽车研发和市场化高风险的最佳过渡性新能源汽车技术。而燃料电池汽车被认为是清洁能源汽车的终极发展方面。我国各大型企业以及高级院校、科研院所的研发应按照这一层级循序渐进,从而实现质的飞跃。

当前我国已基本建立节能与新能源汽车的技术平台,未来的发展趋势将致力于独立自主的知识产权建设,完整的关键零部件研发体系建设,以及实现从小批量整车生产逐渐发展至大规模产业化发展的目标。

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