牛銘超

摘要：當(dāng)前，汽車(chē)在我國(guó)發(fā)展速度十分迅猛，隨著我國(guó)汽車(chē)數(shù)量的不斷增加，汽車(chē)也帶來(lái)了一定的能源危機(jī)和環(huán)境污染。在能源和環(huán)保的當(dāng)前形勢(shì)下，新能源汽車(chē)是我國(guó)未來(lái)汽車(chē)發(fā)展的方向和趨勢(shì)。

關(guān)鍵字：混汽車(chē)；合動(dòng)力純電動(dòng)汽車(chē)；燃料電池；技術(shù)；現(xiàn)狀；應(yīng)用前景

1.新能源汽車(chē)的概念？

新能源汽車(chē)是相對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)來(lái)說(shuō)的，傳統(tǒng)式汽車(chē)是以汽油、柴油為燃料運(yùn)行。而新能源汽車(chē)的定義，是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規(guī)的車(chē)用燃料、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置），進(jìn)行綜合車(chē)輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理比較先進(jìn)，且具有一定新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車(chē)。目前，可實(shí)現(xiàn)的新能源汽車(chē)種類(lèi)包括以下：新型燃油汽車(chē)、燃?xì)馄?chē)、太陽(yáng)能汽車(chē)、生物燃料汽車(chē)、煤制醇醚燃料汽車(chē)、電池電動(dòng)汽車(chē)、其它新能源汽車(chē)等。

2我國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展的背景？

2.1發(fā)展新能源汽車(chē)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的需要

前幾年，石油價(jià)格一直上漲，查找其主要原因在于：世界石油資源的儲(chǔ)量稀缺，且世界大國(guó)能源緊缺嚴(yán)重，導(dǎo)致傳統(tǒng)式以石油為主要燃料汽車(chē)的發(fā)展受到了影響。為此，發(fā)展新能源汽車(chē)成為我國(guó)甚至世界汽車(chē)持續(xù)發(fā)展的必然選擇。目前，汽車(chē)燃料的使用成本在逐漸升高，加之石油價(jià)格一直攀升，這顯得部分新能源汽車(chē)具有相對(duì)使用成本優(yōu)勢(shì)，部分消費(fèi)者去選擇石油燃料消耗相對(duì)較低的新能源汽車(chē)。此時(shí)此刻，一些汽車(chē)制造廠商也看到了新能源汽車(chē)的巨大發(fā)展空間，開(kāi)始加大研發(fā)力度，至此新能源汽車(chē)行得到了前所未有的發(fā)展良機(jī)。最近，雖然石油價(jià)格出現(xiàn)了一定的降低，加之新能源汽車(chē)技術(shù)快速發(fā)展，但仍可以使一部分新能源汽車(chē)保持一定的成本優(yōu)勢(shì)。

我國(guó)用于汽車(chē)能源的石油資源是有限的，在幾十年后必然會(huì)出現(xiàn)枯竭，要大量依賴(lài)從國(guó)外進(jìn)口石油。屆時(shí)世界石油資源也會(huì)出現(xiàn)匱乏，各國(guó)對(duì)石油資源的競(jìng)爭(zhēng)必將更加激烈，石油在國(guó)家安全方面的重要性日益上升。所以節(jié)制使用石油資源，發(fā)展新能源汽車(chē)將會(huì)促進(jìn)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，有利于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2.2發(fā)展新能源汽車(chē)是控制城市污染的需要

現(xiàn)在全球變暖，主要是過(guò)多溫室氣體排放造成的，而汽車(chē)消耗石油，排出的氣體是組成溫室氣體的重要來(lái)源。面對(duì)嚴(yán)重的汽車(chē)污染問(wèn)題，世界各國(guó)家對(duì)汽車(chē)尾氣排放的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，這使得各大汽車(chē)廠商在研究開(kāi)發(fā)新技術(shù)的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)，主要為了提高排放氣體的質(zhì)量，但技術(shù)難度很大。此時(shí)此刻，各大廠商想到新能源汽車(chē)的使用會(huì)從源頭上根本解決汽車(chē)尾氣的排放問(wèn)題，這使得發(fā)展新能源汽車(chē)成為各大廠商發(fā)展汽車(chē)的新選擇。

3新能源汽車(chē)的種類(lèi)

新能源汽車(chē)是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規(guī)的車(chē)用燃料，但采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置），綜合車(chē)輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車(chē)。新能源汽車(chē)包括有：混合動(dòng)力汽車(chē)（HEV）、純電動(dòng)汽車(chē)（BEV）、燃料電池汽車(chē)（FCEV）、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)以及燃?xì)馄?chē)、醇醚汽車(chē)等等。

3.1混合動(dòng)力汽車(chē)

混合動(dòng)力是指那些采用傳統(tǒng)燃料的，同時(shí)配以電動(dòng)機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)改善低速動(dòng)力輸出和燃油消耗的車(chē)型。按照燃料種類(lèi)的不同，主要又可以分為汽油混合動(dòng)力和柴油混合動(dòng)力兩種。

混合動(dòng)力汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)：

（1）采用混合動(dòng)力后可按平均需用的功率來(lái)確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率，此時(shí)處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。需要大功率內(nèi)燃機(jī)功率不足時(shí)，由電池來(lái)補(bǔ)充；負(fù)荷少時(shí)，富余的功率可發(fā)電給電池充電，由于內(nèi)燃機(jī)可持續(xù)工作，電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車(chē)一樣。

（2）因?yàn)橛辛穗姵兀?可以十分方便地回收制動(dòng)時(shí)、下坡時(shí)、怠速時(shí)的能量。

（3）在繁華市區(qū)，可關(guān)停內(nèi)燃機(jī)，由電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)“零”排放。

（4）有了內(nèi)燃機(jī)可以十分方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動(dòng)汽車(chē)遇到的難題。

（5）可以利用現(xiàn)有的加油站加油，不必再投資。

（6）可讓電池保持在良好的工作狀態(tài)，不發(fā)生過(guò)充、過(guò)放，延長(zhǎng)其使用壽命，降低成本。

混合動(dòng)力汽車(chē)的缺點(diǎn)：長(zhǎng)距離高速行駛基本不能省油。

3.2純電動(dòng)汽車(chē)

電動(dòng)汽車(chē)顧名思義就是主要采用電力驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)，大部分車(chē)輛直接采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，有一部分車(chē)輛把電動(dòng)機(jī)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，也有一部分直接以車(chē)輪作為四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子，其難點(diǎn)在于電力儲(chǔ)存技術(shù)。

純電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單成熟，只要有電力供應(yīng)的地方都能夠充電。

純電動(dòng)汽車(chē)的缺點(diǎn)： 目前蓄電池單位重量?jī)?chǔ)存的能量太少，還因電動(dòng)車(chē)的電池較貴，又沒(méi)形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模，故購(gòu)買(mǎi)價(jià)格較貴，至于使用成本，有些試用結(jié)果比汽車(chē)貴，有些結(jié)果僅為汽車(chē)的1/3，這主要取決于電池的壽命及當(dāng)?shù)氐挠?、電價(jià)格。

3.3 燃料電池汽車(chē)

燃料電池汽車(chē)是指以氫氣、甲醇等為燃料，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流，依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)。其電池的能量是通過(guò)氫氣和氧氣的化學(xué)作用，而不是經(jīng)過(guò)燃燒，直接變成電能的。燃料電池的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程不會(huì)產(chǎn)生有害產(chǎn)物，因此燃料電池車(chē)輛是無(wú)污染汽車(chē)，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機(jī)要高2～3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護(hù)方面，燃料電池汽車(chē)是一種理想的車(chē)輛。

單個(gè)的燃料電池必須結(jié)合成燃料電池組，以便獲得必需的動(dòng)力，滿足車(chē)輛使用的要求。

燃料電池汽車(chē)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）零排放或近似零排放；（2）減少了機(jī)油泄露帶來(lái)的水污染；

（3）降低了溫室氣體的排放；（4）提高了燃油經(jīng)濟(jì)性；

（5）提高了發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率；（6）運(yùn)行平穩(wěn)、無(wú)噪聲。

3.4 氫動(dòng)力汽車(chē)

氫動(dòng)力汽車(chē)是一種真正實(shí)現(xiàn)零排放的交通工具，排放出的是純凈水，其具有無(wú)污染，零排放，儲(chǔ)量豐富等優(yōu)勢(shì)，因此，氫動(dòng)力汽車(chē)是傳統(tǒng)汽車(chē)最理想的替代方案。

氫動(dòng)力汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)：排放物是純水，行駛時(shí)不產(chǎn)生任何污染物。

氫動(dòng)力汽車(chē)缺點(diǎn)：氫燃料電池成本過(guò)高，而且氫燃料的存儲(chǔ)和運(yùn)輸按照目前的技術(shù)條件來(lái)說(shuō)非常困難，因?yàn)闅浞肿臃浅Ｐ?，極易透過(guò)儲(chǔ)藏裝置的外殼逃逸。另外最致命的問(wèn)題，氫氣的提取需要通過(guò)電解水或者利用天然氣，如此一來(lái)同樣需要消耗大量能源，除非使用核電來(lái)提取，否則無(wú)法從根本上降低二氧化碳排放。

3.5 燃?xì)馄?chē)

燃?xì)馄?chē)是指用壓縮天然氣（CNG）、液化石油氣（LPG）和液化天然氣（LNG）作為燃料的汽車(chē)。燃?xì)馄?chē)由于其排放性能好，可調(diào)正汽車(chē)燃料結(jié)構(gòu)，運(yùn)行成本低、技術(shù)成熟、安全可靠，所以被世界各國(guó)公認(rèn)為當(dāng)前最理想的替代燃料汽車(chē)。

3.6 生物乙醇汽車(chē)

乙醇俗稱(chēng)酒精，通俗些說(shuō)，使用乙醇為燃料的汽車(chē)，也可叫酒精汽車(chē)。

在汽車(chē)上使用乙醇，可以提高燃料的辛烷值，增加氧含量，使汽車(chē)缸內(nèi)燃燒更完全，可以降低尾氣的害物的排放。

乙醇汽車(chē)的燃料應(yīng)用方式：一、摻燒，指乙醇和汽油摻合應(yīng)用。在混合燃料中，乙醇和容積比例以“E”表示，如乙醇占10%，15%，則用E10，E15來(lái)表示，目前，摻燒占乙醇汽車(chē)占主要地位。二、純燒，即單燒乙醇，可用E100%表示，目前應(yīng)用并不多，屬于試行階段；三、變性燃料乙醇，指乙醇脫水后，再添加變性劑而生成的乙醇，這也是屬于試驗(yàn)應(yīng)用階步；四、靈活燃料，指燃料既可用汽油，又可以使用乙醇或甲醇與汽油比例混合的燃料，還可以用氫氣，并隨時(shí)可以切換。如福特，豐田汽車(chē)均在試驗(yàn)靈活燃料汽車(chē)（FFV）。

4 我國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展?fàn)顩r

4.1 混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展?fàn)顩r

在國(guó)內(nèi)外的新能源車(chē)家族中，混合動(dòng)力車(chē)的商業(yè)前景最被看好?；旌蟿?dòng)力車(chē)的原理是，采取傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過(guò)油、電互補(bǔ)的工作模式節(jié)約油耗，降低碳排放量。我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的多款混合動(dòng)力汽車(chē)也已在多個(gè)城市開(kāi)展了多年的示范考核。據(jù)有關(guān)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示2010年我國(guó)混合動(dòng)力汽車(chē)的保有量逾5萬(wàn)（占我國(guó)汽車(chē)總量的0.09%）輛。？

進(jìn)行混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)研究包括整車(chē)開(kāi)發(fā)及其整車(chē)匹配標(biāo)定技術(shù)，內(nèi)燃機(jī)、傳動(dòng)裝置及其控制系統(tǒng)技術(shù)，以及電池系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和整車(chē)多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)等各種電動(dòng)汽車(chē)都具有的共性技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，最終實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)品通過(guò)國(guó)家汽車(chē)產(chǎn)品型式認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)。？

到目前為止，從研究車(chē)型上來(lái)看，國(guó)內(nèi)對(duì)混合動(dòng)力客車(chē)的研究較為深入，己進(jìn)入小批量生產(chǎn)階段，在部分路段實(shí)現(xiàn)了試運(yùn)行。但對(duì)混合動(dòng)力轎車(chē)的研究不夠深入，從技術(shù)水平上來(lái)看，國(guó)內(nèi)目前還處于探索的中初級(jí)階段，技術(shù)的集成度還比較低，缺乏高度自動(dòng)化、智能化的控制系統(tǒng)和能源管理系統(tǒng)，兩種動(dòng)力源只是簡(jiǎn)單結(jié)合，統(tǒng)一協(xié)調(diào)能力還不夠強(qiáng)。完全具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的整車(chē)產(chǎn)品還不成熟，這些與國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)水平相比還有較大距離。

4.2純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展?fàn)顩r

2009年10月21日，國(guó)家科技部863計(jì)劃節(jié)能與新能源汽車(chē)重大項(xiàng)目辦公室副主任甄子健在中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì)上透露，2015年，我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)保有量有望達(dá)到266萬(wàn)（占我國(guó)汽車(chē)總量的萬(wàn)分之0.02）輛，全年電力需求在212億kWh。

中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)雖然沒(méi)有歐美等國(guó)家起步早，但國(guó)家從維護(hù)能源安全，？改善大氣環(huán)境，提高汽車(chē)工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的跨越式發(fā)展的戰(zhàn)略高度考慮，從“八五”開(kāi)始到現(xiàn)在，電動(dòng)汽車(chē)研究一直是國(guó)家計(jì)劃項(xiàng)目，并在2001年設(shè)立了“電動(dòng)汽車(chē)重大科技專(zhuān)項(xiàng)”。通過(guò)組織企業(yè)、高等院校和科研機(jī)構(gòu)，集中各方面力量進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，現(xiàn)正處于研發(fā)勢(shì)頭強(qiáng)勁階段，部分技術(shù)已經(jīng)趕上甚至超過(guò)世界先進(jìn)水平。

當(dāng)前，進(jìn)行純電動(dòng)汽車(chē)示范運(yùn)行的城市有若干個(gè)，但是規(guī)模都比較小。因?yàn)榧冸妱?dòng)汽車(chē)受到續(xù)駛能力的約束，純電動(dòng)汽車(chē)試驗(yàn)主要集中在小型公共汽車(chē)上。電池是電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力源泉，也是一直制約電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵因素。要使電動(dòng)汽車(chē)能與燃油汽車(chē)相競(jìng)爭(zhēng)，關(guān)鍵就是要開(kāi)發(fā)出比能量高、比功率大、使用壽命長(zhǎng)的高效電池。到目前為止，電動(dòng)汽車(chē)用電池經(jīng)過(guò)了3代的發(fā)展，已取得了突破性的進(jìn)展。第3代是以燃料電池為主的電池，燃料電池直接將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，能量轉(zhuǎn)變效率高，比能量和比功率都高，并且可以控制反應(yīng)過(guò)程，能量轉(zhuǎn)化過(guò)程可以連續(xù)進(jìn)行，因此是理想的汽車(chē)用電池，？但目前還處于研制階段，一些關(guān)鍵技術(shù)還有待突破。

汽車(chē)動(dòng)力電池難在“低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”三個(gè)要求上?，F(xiàn)在普遍看好氫鎳電池，鐵電池，鋰離子和鋰聚合物電池。氫鎳電池單位重量?jī)?chǔ)存能量比鉛酸電池多一倍，其它性能也都優(yōu)于鉛酸電池。但目前價(jià)格為鉛酸電池的4-5倍，正在大力攻關(guān)讓它降下來(lái)。鐵電池采用的是資源豐富、價(jià)格低廉的鐵元素材料，成本得到大幅度降低，也有廠家采用。鋰是最輕、化學(xué)特性十分活潑的金屬，鋰離子電池單位重量?jī)?chǔ)能為鉛酸電池的3倍，鋰聚合物電池為其4倍，而且鋰資源較豐富，價(jià)格也不很貴，是很有希望的電池。中國(guó)在氫鎳電池和鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)方面均取得了快速的發(fā)展。

據(jù)相關(guān)資料顯示，我國(guó)雖然在傳統(tǒng)汽車(chē)領(lǐng)域落后于發(fā)達(dá)國(guó)家近二三十年，失去了追趕的機(jī)會(huì)，但在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域，我國(guó)與國(guó)外的技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化程度差距相對(duì)較小，基本處在同一起跑線上，并有機(jī)會(huì)在該領(lǐng)域獲得重要席位。這也為我國(guó)汽車(chē)工業(yè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展提供了一次歷史性的機(jī)遇。我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)已具備一定的基礎(chǔ)，一些企業(yè)在20世紀(jì)90年代中期就推出了電動(dòng)汽車(chē)樣車(chē)。

5 小結(jié)

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的環(huán)保意識(shí)和節(jié)能意識(shí)也在逐漸提升。再者，由于大家對(duì)低碳經(jīng)濟(jì)的呼聲越來(lái)越強(qiáng)烈，發(fā)展新能源汽車(chē)是解決我國(guó)能源和環(huán)境問(wèn)題的必然趨勢(shì)。對(duì)于政府和企業(yè)來(lái)說(shuō)，要借鑒國(guó)外汽車(chē)企業(yè)的先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)我國(guó)的實(shí)際情況制定科學(xué)的新能源汽車(chē)發(fā)展戰(zhàn)略，推動(dòng)我國(guó)新能源汽車(chē)的快速發(fā)展，讓社會(huì)形成綠色的消費(fèi)環(huán)境。