吳丹 李瓊

摘 要：新能源汽車是指采用非常規(guī)車用燃料作為動(dòng)力來源，綜合車輛的動(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。在能源緊缺、環(huán)境污染越來越嚴(yán)重的今天，新能源汽車已成為汽車產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的趨勢(shì)，新能源技術(shù)在此發(fā)展過程中扮演著非常重要的角色。本文對(duì)我國汽車新能源技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并結(jié)合其應(yīng)用領(lǐng)域分析了發(fā)展汽車新能源技術(shù)的重要性。

關(guān)鍵詞：新能源技術(shù)；發(fā)展現(xiàn)狀；應(yīng)用領(lǐng)域；

目前，新能源汽車的發(fā)展已近二十年，世界各大汽車大國紛紛向國家戰(zhàn)略尤其是歐盟國家推廣，不僅提出了“禁止銷售燃油時(shí)間表”，而且也上升到具體是法律層面，同時(shí)應(yīng)采取一些“限行”措施。中國則是更為主動(dòng)、更積極、更為系統(tǒng)地推動(dòng)新能源汽車的發(fā)展。在此，對(duì)中國新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展問題及應(yīng)用前景進(jìn)行分析探討。

1 發(fā)展汽車新能源技術(shù)的意義

第一，有利于提高經(jīng)濟(jì)效益。以新能源汽車中的純電動(dòng)汽車為例。首先，純電動(dòng)汽車節(jié)省油箱，發(fā)動(dòng)機(jī)，變速箱，冷卻系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的柴油機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)相比，電動(dòng)機(jī)和控制器成本較低，純電動(dòng)汽車的能量轉(zhuǎn)換效率較高。由于電動(dòng)汽車的能源是電力，大型發(fā)電機(jī)組的效率與小型汽油機(jī)甚至混合動(dòng)力電動(dòng)機(jī)的效率無法比擬。按目前油價(jià)6.2元計(jì)算，成本為46.5元。相比之下，使用電動(dòng)車的成本是傳統(tǒng)汽油車的1/8。鐵電池的循環(huán)壽命超過2000次，可滿足60萬公里使用10年的電動(dòng)車。另外，電動(dòng)汽車還可以在夜間充分利用低功率的剩余電力，使發(fā)電設(shè)備日夜充分利用，大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。

第二，有利于建設(shè)生態(tài)環(huán)保城市。目前全國各城市機(jī)動(dòng)車輛數(shù)量較多，車輛排放已成為各城市空氣污染負(fù)荷的主要來源之一。新能源汽車的推廣有利于節(jié)能減排和城市宜居環(huán)境的建設(shè)。

第三，有利于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車可以節(jié)省燃料，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約和綜合利用。

綜上所述，新能源汽車的推廣應(yīng)用具有提高經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約能源，減少二氧化碳排放等優(yōu)勢(shì)，使新能源汽車的研究和應(yīng)用成為汽車“熱點(diǎn)”行業(yè)。

2 我國汽車新能源技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 純電動(dòng)和插電式技術(shù)水平不斷提升

在技術(shù)方面，純電動(dòng)技術(shù)取得了進(jìn)展，車輛的技術(shù)水平也接近國際的一些產(chǎn)品。從趨勢(shì)來看，全新的一體化電動(dòng)底盤、輕量化材料、智能化技術(shù)將會(huì)在下一代車型上大量應(yīng)用。插電式乘用車技術(shù)水平也與國際產(chǎn)品不相上下，甚至有部分國內(nèi)汽車企業(yè)走出了中國特色的技術(shù)路線。

2.2 動(dòng)力電池水平穩(wěn)步提升

近幾年，我國動(dòng)力電池水平穩(wěn)步提升，關(guān)鍵材料國產(chǎn)化進(jìn)程加快。從性能上看，我國的鋰電池已經(jīng)達(dá)到了150Wh/kg；從成本看，電池原材料價(jià)格整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，目前系統(tǒng)價(jià)格已經(jīng)到2元/Wh；從動(dòng)力電池發(fā)展的趨勢(shì)上來看，我國主要的動(dòng)力電池企業(yè)，比亞迪、寧德時(shí)代、國軒在注資/合資等方面，逐步向上游產(chǎn)業(yè)鏈延伸。為提升能量密度，降低生產(chǎn)成本，動(dòng)力電池企業(yè)開始生產(chǎn)大容量單體電芯。去年發(fā)布的動(dòng)力電池技術(shù)路線圖也分別提出了比能量壽命、成本、安全性發(fā)展目標(biāo)。

2.3 氫能燃料電池汽車成為重要發(fā)展方向

歐美日都在能源、技術(shù)研發(fā)等領(lǐng)域提出了新能源燃料汽車作為能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備以及在產(chǎn)業(yè)方面的戰(zhàn)略地位。我國也在能源、汽車、戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)等多項(xiàng)規(guī)劃中，將燃料電池汽車作為未來重要發(fā)展的技術(shù)方向。隨著國際上現(xiàn)代、本田、豐田分別推出了商業(yè)化燃料電池汽車產(chǎn)品，燃料電池汽車初步進(jìn)入商業(yè)化階段，2016年燃料電池銷量達(dá)到2312輛，其中豐田銷售2039輛，主要用于運(yùn)營方面。

總體來看，我國已經(jīng)基本建成燃料汽車動(dòng)力基礎(chǔ)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了百輛級(jí)的系統(tǒng)生產(chǎn)能力。在燃料電池方面，我國也取得了一些核心突破；在產(chǎn)業(yè)化方面，燃料電池催化劑方面已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)初步的產(chǎn)業(yè)化，燃料電池電堆和關(guān)鍵部件可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)制造。

3 我國新能源技術(shù)在汽車上的應(yīng)用

3.1 純電動(dòng)汽車

純電動(dòng)汽車是指以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的車輛，一般采用高效率充電蓄電池為動(dòng)力源。純電動(dòng)汽車可分為2種類型，即用蓄電池作動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車和裝有輔助動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車。用單一蓄電池作為動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車，蓄電池的比能量和比功率較低，蓄電池組的質(zhì)量和體積比較大。因此，在某些純電動(dòng)汽車上增加輔助動(dòng)力源，如超級(jí)電容器、發(fā)電機(jī)組、太陽能等，由此改善純電動(dòng)汽車的啟動(dòng)性能和增加續(xù)駛里程。

3.2 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車

主要包括三種類型：串聯(lián)式結(jié)構(gòu)、并聯(lián)式結(jié)構(gòu)以及混聯(lián)式結(jié)構(gòu)。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)能量的產(chǎn)生和使用完全獨(dú)立，發(fā)動(dòng)機(jī)的功能只是驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)工作，由發(fā)電機(jī)向蓄電池充電。汽車完全由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)只需在某一轉(zhuǎn)速下工作，避免在怠速或其他不經(jīng)濟(jì)工況下工作可明顯減少排氣污染和提高燃油經(jīng)濟(jì)性、節(jié)約費(fèi)用。并聯(lián)式結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力汽車可由發(fā)動(dòng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)飯別獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)，采用異步交流電動(dòng)機(jī)，既可作電動(dòng)機(jī)，又可作發(fā)電機(jī)使用?；炻?lián)式結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力系統(tǒng)利用動(dòng)力分配裝置將動(dòng)力一分為二：一部分直接驅(qū)動(dòng)汽車；另一部分驅(qū)動(dòng)交流發(fā)電機(jī)，而交流發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)并為蓄電池充電。

3.3 燃料電池電動(dòng)汽車

采用燃料電池作為電源的電動(dòng)汽車稱為燃料電池電動(dòng)汽車（Fuel Cell Electric Vehicle， FCEV）。FCEV一般以質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）作為車載能源.PCEV按“多電源”的配置不同，可分為以下幾種：純?nèi)剂想姵仳?qū)動(dòng)（PFC）的FCEV、燃料電池與輔助蓄電池聯(lián)合驅(qū)動(dòng)（FC+B）的FCEV、燃料電池與超級(jí)電容聯(lián)合驅(qū)動(dòng)（FC+C）的FCEV以及燃料電池與輔助蓄電池和超級(jí)電容聯(lián)合驅(qū)動(dòng)（FC+B+C）的FCEV。

3.4 氣體燃料汽車

天然氣是指以天然氣作為燃料的汽車。按照所使用天然氣燃料狀態(tài)的不同，天然氣汽車可分為壓縮天然氣汽車（CNGV）和液化天然氣汽車（LNGV）。壓縮天然氣是指壓縮到20.7～24.8MPa的天然氣，儲(chǔ)存在車載高壓氣瓶中。它是一種無色透明、無味、高熱量、比空氣輕的氣體，主要成分是甲烷，由于組分簡(jiǎn)單，易于完全燃燒，加上燃料含碳少、抗爆性好、不稀釋潤(rùn)滑油，能夠延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。液化天然氣是指常壓下、溫度為-162℃的液體天然氣，儲(chǔ)存于車載絕熱氣瓶中。液化天然氣燃點(diǎn)高、安全性能強(qiáng)，適于長(zhǎng)途運(yùn)輸和儲(chǔ)存。目前世界上使用較多的是壓縮天然氣汽車。

4 結(jié)論

汽車的發(fā)展方向與低碳經(jīng)濟(jì)是一致的，低碳經(jīng)濟(jì)旨在減少對(duì)環(huán)境的破壞和合理利用不可再生資源。汽車一直是以節(jié)能、環(huán)保、安全發(fā)展作為主導(dǎo)方向。因此，未來作為減少溫室氣體排放和減少對(duì)原油進(jìn)口依賴的解決方案之一，新能源汽車將成為各國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，新能源汽車在未來可擴(kuò)展的程度還取決于對(duì)政府相關(guān)配套政策具體規(guī)則的支持和推動(dòng)。

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