现代汽车构造

汽车新能源开发关键字：汽车能源资源材料摘要：为了改善汽车的性能，环境的保护，以及对于地球能源枯竭的问题，汽车新能源的开发已经成了必要，研究各国对新能源的开发方向。

分析汽车新能源的发展方向。

随着汽车产业的发展，汽车的研究已经相当广泛，汽车美容，汽车环保，汽车节能，汽车生产装配制造，汽车服务等等。

由于地球资源的有限性，人类对资源有了很强的意识，汽车由以前的石油，后面到各种能源作为动力，汽车新能源已经成为了一个很大的课题。

人们不对发展研究更适合汽车的能源。

大力发展节能与汽车新能源是国际社会应对能源短缺、环境污染和气候变暖问题在交通领域采取的共同措施。

世界各国依据各自资源条件和产业技术状况，主要采取制定实施国家交通能源发展战略、组织开展国家重大科技开发计划、实行鼓励性政策等措施，推动汽车新能源的发展。

总体来看，尽管在现阶段各国汽车节能技术发展的方向不尽相同、各具特色，但在近中期发展有资源优势和环境友好的替代燃料以调节交通能源结构，减少石油依赖，开发应用节能效果显著的混合动力汽车，降低能源消耗；长期发展纯电动汽车和燃料电池汽车，实现交通能源转型的总体趋势基本相同。

近年来，各国政府不断加大对节能与汽车新能源研发的投入，积极开展示范项目，对节能与汽车新能源的市场导入给予政策扶持，大大加快了节能与汽车新能源技术发展和商业化的进程。

美国：多种技术路线共同发展由于国内各种力量的博弈，美国近三任总统对未来节能与汽车新能源的重点发展方向摇摆不定。

克林顿政府制定了PNGV计划，提出重点发展混合动力电动汽车。

而布什政府上台后，又提出了FreedomCAR计划，要重点发展燃料电池电动汽车。

最近的奥巴马的一系列讲话，又让汽车业界感受到美国政府将可插入式混合动力电动汽车作为发展重点。

从总的发展趋势看，美国政府深刻认识到必须减少对进口石油的依赖，而且出台了多项汽车交通领域的能源法案及国家计划。

在发展车用能源的战略选择上，美国已从以往重点进行燃料电池技术研发的单一化发展格局向氢燃料电池、混合动力、先进柴油、生物乙醇、生物柴油等多种技术路线共同发展的多元化格局转变。

欧洲：摆脱化石燃料的能源政策欧盟从2000年起开始推进力图摆脱化石燃料的能源政策，在出台的一系列能源政策中，尤为重视可再生能源及生物燃料的应用。

欧盟的车用能源发展战略主要体现在两个方面：第一，坚定不移地实施柴油化战略，同时加强柴油混合动力技术研究，以获得更加理想的节能效果；第二，积极推进车用能源多元化，重视发展氢、天然气和生物燃料。

欧盟委员会于2010年12月公布了“生物能源与生物燃料行动计划”，提议鼓励在交通、发电、取暖等20多个领域使用生物能源。

该计划指出运输部门的目标是到2010年，将汽车燃油中生物燃油的使用率提高到5.75%，但2010年的份额仅为0.8%，远没有达到规定目标。

根据上述行动计划，欧盟委员会在2006年1月通过一项“生物燃料战略”，该战略旨在促进生物燃料在欧盟和发展中国家的发展，推动第二代生物燃料的技术开发，改善生物燃料的成本竞争力。

2006年6月，欧盟委员会进一步发表了题为“生物燃料2030年展望”的报告，从长远观点提出导入生物燃料的意义与目标，提出了在欧盟内发展生物燃料的整体时间表，并给出了相应的措施和政策建议。

报告中还提出了欧盟计划在2030年实现交通运输燃料的四分之一来自生物燃料的目标。

欧盟委员会于2007年1月公布了“新欧洲能源政策”，目标是到2020年，将欧盟27国的温室效应气体排放量削减到至少低于1990年的20%，将能源消耗中可再生能源(生物资源、风力、水力、太阳能)所占比例提高到20%，为此提出了到2020年生物燃料份额设定最低要达到10%的具有法律约束力的目标。

温室气体排放问题在欧盟受到了高度重视，并成为欧盟研究制定车用能源战略的重要考虑因素，同时也是欧盟先进汽车技术发展的主要推动力。

根据欧洲汽车产业协会和欧盟委员会制定的限制二氧化碳排放协议，从1995年到2008年，轿车新车的平均排放量应当减少25%，到2008年机动车二氧化碳平均排放值降至140g/km。

目前，欧盟正在与欧洲主要汽车厂商协商进一步降低机动车二氧化碳平均排放量。

二氧化碳排放法规的不断严格，同时配合经济激励政策和政府计划(如清洁能源伙伴计划、Hyfleet CUTE计划等)的有效实施，将大大促进欧盟车用能源战略的贯彻实施和战略目标的实现。

日本：重视节能与替代燃料技术的研究与应用日本是一个资源匮乏的国家，多年来高度重视节能与替代燃料技术的研究与应用，在汽车节能技术及汽车新能源发展方面处于世界领先地位。

为了加快发展汽车新能源，日本政府近些年来相继发布了多项国家计划，如低公害汽车普及计划，下一代汽车及燃料计划、WE-NET计划等等，基本形成了符合自身特点的车用能源发展战略。

2006年5月，日本公布了“新国家能源战略”，明确提出了通过改善和提高汽车燃油经济性标准、推进生物质燃料应用(生物乙醇、生物甲醇等)、促进电动汽车和燃料电池汽车的应用等途径，到2030年使日本运输领域能源效率比现在提高30%，对石油的依赖程度从100%降至80%的目标。

为配合新国家能源战略的实施，于2007年5月发布了“下一代汽车及燃料计划”。

该计划将提高动力电池和燃料电池的性能及寿命、降低成本作为工作重点，力争在2030年左右使纯电动汽车和燃料电池汽车商业化。

另外，该计划还将大力支持清洁柴油和生物燃料的发展。

为推动氢燃料电池汽车的发展，日本政府还启动实施了一系列政府专项计划予以支持。

如WE-NET计划，重点进行不同氢技术的可行性研究和氢能源网络远景规划研究，现正在开展氢安全技术研究。

日本经济产业省于2004年启动的氢能与燃料电池示范项目(JHFC Project)，重点进行真实条件下的燃料电池汽车性能和可靠性测试评价，旨在加速质子交换膜(PEMFC)燃料电池的实用化。

针对日益严峻的全球温室效应问题，还出台了反映日本对解决地球温暖化问题的导向方针的新战略““美丽星球50”计划”。

提出了到2050年，世界上总体温室气体减排50%的长期目标。

为了实现这一目标，将推动利用低碳能源(生物燃料、氢燃料等)以及开发、普及燃料电池等换代汽车的内容写进了该计划。

发展新能源汽车战略性新兴产业，势必带动电池技术和轻量化技术升华。

助力新能源汽车业打造一颗强劲的“心脏”，让它的动力更强劲更持久，是相关化工企业的机遇，更是责任。

锂离子电池下面是我国对新能源的认识和在我国的发展动向。

关键材料力争国产纯电动汽车的发展前景被一致看好，其关键在于锂离子动力电池。

它主要包括正极材料、负极材料、电解液、隔膜等核心技术。

据测算，一台纯电动汽车需要40～50千克的正极材料和电解液，约为单个手机电池耗用量的1万倍。

新能源汽车对锂电池材料需求量很大，但我国多数无法自产。

正极材料是锂离子动力电池的核心，约占电池成本的40%。

目前，锂离子电池正极材料主要有四种——磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂以及三元材料，其中第一种在我国占主流。

不过，从单电池电压来看，磷酸铁锂比钴酸锂等材料低很多，导致磷酸铁锂电池能量密度偏低，电池系统体积很大，大规模运用还需作更多技术论证。

值得注意的是，不管是锰酸锂还是磷酸铁锂，锂离子电池在循环寿命、可靠性、安全性、充放电性能等方面还存在缺陷。

隔膜是锂电材料中技术壁垒最高的。

全球近95%的隔膜由日本旭化成、东燃化学及美国Celgard三家公司生产。

我国隔膜研究起步较晚，生产企业屈指可数，其中仅有星源科技、金辉高科、新乡格瑞恩、桂林新时代等几家技术相对成熟。

目前国产隔膜在低、中端市场已经大部分替代了进口产品，并有少量产品进入高端市场，但适用于车用动力电池的三层结构隔膜和陶瓷/塑料复合膜尚不能生产,全部依赖进口。

我国有十多家锂离子电解液生产企业，但绝大多数从事溶剂提纯和电解液配制，电解质盐、添加剂等关键材料大部分依靠进口，制约了锂离子电池产业发展。

目前，固体和凝胶电解质开始被用作一个特殊的组件，同时发挥电解液和电池隔膜的作用，成为企业的关注热点。

燃料电池打破质子交换膜瓶颈燃料电池是目前很多专家认准的方向，不少国际巨头也在该领域发力。

由于启动快速、负载响应快，质子交换膜燃料电池成为了燃料电池技术的代表，其核心就是那一张膜。

性能优异的原材料产业化是燃料电池产业化的关键。

质子交换膜生产技术一直为美国和日本所垄断，国内企业多采用美国杜邦公司产品。

科研人员希望研究出增强、自增湿、在中温120℃左右工作的复合质子交换膜。

今年以来喜讯频传，山东东岳集团自主研发的燃料电池膜实现国产化，打破了国外垄断，同时其年产500吨的燃料电池磺酸树脂离子膜生产装置建成投产；武汉理工大学承担的质子交换膜研究开发课题取得突破性进展，采用独特制备工艺与树脂末端修饰技术，使复合膜气体渗透性大大降低，质子传导率和耐久性明显提高。

此外，碳载铂催化剂的产业化问题也急需解决。

该催化剂在电极中分为加快阳极燃料氢氧化和加快阴极氧化剂氧气还原两类催化剂。

国内许多单位都在研发碳载铂及非铂催化剂，并在产业化方面取得进展，但离国外先进水平尚有一定差距。

材料创新轻量化要求高于传统汽车，电动车、混合动力车的动力系统与传统汽车的区别很大，需要额外增加200千克的重量。

由于电池技术等未能同步发展，行驶里程短成为电动汽车发展的瓶颈。

减轻重量无疑能在一定程度上弥补动力不足的缺陷，因此新能源汽车提出了比传统汽车更高的轻量化要求。

轻量化需求拓展了高性能材料发展空间。

在设计中大量采用塑料，不仅可以满足轻量化要求，还有利于降低成本，而塑料逐渐成为汽车轻量化的首选材料。

譬如，保险杠等外装件以塑代钢；仪表板、座椅、头枕等对安全、环保、舒适性能的要求较高，内饰件采用可吸收冲击能量和振动能量的弹性体和发泡塑料来制造，可减轻碰撞时对人体的伤害；燃油箱、发动机和底盘上的零件等功能结构件则多采用高强度工程塑料甚至特种工程塑料(如聚碳酸酯耐力板)。

目前，汽车塑料件的发展重点已经向开发结构件、外装件用的增强复合材料和高性能树脂材料转移。

电池组的框架和结构部件、电池隔膜等对材料也提出了创新性的要求。

一些公司已经拿出了高性能聚酰胺等候选方案：通过材料革新提升荷电线和连接器负荷，达到功能集成化，以降低下一代逆变器的自重和成本汽车新能源的开发正处于白热化的状态，各国为了解决自身的问题，对新能源也有不同的发展方向。

而我们的共同目标都是发展更好的汽车能源，有利于环境的保护，有利于资源的开发，有利于汽车性能的提高。

汽车新能源是以后汽车的改革方向。