世界新能源汽车技术路线图

世界新能源汽车技术路线图

由于石油储量日趋紧缺和燃油车辆有害排放物成为城市空气的主要污染源,发展清洁、高效、可持续发展的新能源汽车技术，开发汽车清洁代用燃料，并实现产业化，成为当前世界汽车产业发展的最大焦点。

广义上来讲，用比较清洁替的代燃料和电能为发动机提供动力的汽车均可称为新能源汽车。按能源动力类型划分，主要可分为两大类：一类被统称为电动汽车，包括蓄电池电动汽车或称纯电动汽车（BEV）、混合动力汽车（HEV）和燃料电池汽车（FCEV）；一类是以天然气和液化石油气、醇类、醚类、植物油等为燃料的各类代用燃料汽车。按汽车构造和启动原理方面划分，主要可分为热机型动力系统、热机——电力混合动力系统和电力型动力系统三种。

1 总体发展综述

1.1跨国公司期待新能源汽车突破

2008年是全球汽车市场面临严峻考验的一年，席卷全球的金融危机使得全球经济陷入衰退，实体经济受到牵连、消费不振，导致汽车产业深陷困境。不仅美国、西欧、日本这样的成熟市场汽车销量大幅下滑，即使是中国、印度、俄罗斯等近几年持续高速增长的市场，也深受打击。2009年初，在密歇根州底特律市开幕的世界三大车展之一的北美国际汽车展上，众多跨国公司推出的新能源汽车成为车展的展示舞台，期待以此来提振行业。

在美国，推动新能源汽车发展是奥巴马政府能源政策的重要组成部分。美国政府在2009年4月宣布购买1.76万辆美国三大汽车厂商制造的、包括新能源汽车在内的节能车辆。按照政府规划，到2015年，美国要有100万辆充电式混合动力车上路。为鼓励消费，政府规定，购买充电式混合动力车的车主可享受7500美元的税收抵扣。此外，政府还投入4亿美元支持充电站等基础设施建设，并设立20亿美元政府资助项目以扶持新一代电动汽车所需的电池组及其部件的研发。美国汽车厂商和一些科研机构也在采取行动，争取在新能源汽车及其电池组的研发和生产方面有所突破。通用汽车公司生产的充电式混合动力车Volt计划于明年上市。美国能源部下属的国家实验室以及电池制造业联盟设立了研发和制造中心，为充电式混合动力车提供高性能的锂电池组。汽车城底特律所在的密歇根州，正在通过税收优惠等手段吸引电池厂商前来落户。4月份道氏化学、韩国LG等4家电池制造商宣布在密歇根州总额达17亿美元的投资计划，相应获得了总额5.4亿美元的税收优惠。

资料来源：美国能源信息部EIA

图1 2000-2008年美国各类新能源汽车销量（千辆）

日本企业同样也成为开发和展示低燃耗车的主力之一。在2009年初的底特律车展上，丰田汽车首次公开了混合动力汽车普锐斯新款与高档车雷克萨斯的混合动力、电动车试制品；本田将展示混合动力车Insight。

资料来源：JAMA

图2 1997-2006年日本各类新能源汽车保有量（千辆）

1.2新能源汽车解决方案多样化

新能源汽车的种类繁多，从纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车，到天然气汽车、液化石油气汽车、甲醇汽车、乙醇汽车、二甲醚汽车等各类代用燃料汽车，每个国家都在选择自己的新能源汽车发展路径，呈现多样化发展态势。

20世纪90年代中期，美国克林顿政府制订发展电动车的“新一代汽车伙伴（PNGV）计划”，集中研究电池驱动的纯电动汽车。但由于纯电动汽车一次充电后的续驶里程短，充电

时间长，降低电池造价困难，在技术上也难以解决处理废旧电池二次污染、回收困难的问题，商业化进展缓慢。因此，布什政府执政后，不再积极鼓励发展纯电动汽车，重新提出自由汽车（自由燃料）Freedom CAR计划，实际上是放弃了纯电动汽车研究而更多的转向燃料电

池汽车技术研发。这一时期，美国在氢燃料电池汽车领域取得了一定的进展，其技术研发确实在世界处于先进水平。但是燃料电池汽车仍然有一系列技术瓶颈有待突破，成本与基础设

施建设等问题尚未解决，产业化进程缓慢。因此，近几年美国政府在研发领域的投入重点开始转向纯电动汽车、混合动力汽车和某些代用燃料汽车。2007年9月，美国能源部斥资2150万美元资助11个旨在提高轻型汽车发动机能效的研发项目，包括提高乙醇发动机燃料能效、研制先进润滑系统、研发高效和清洁内燃发动机3个领域；加上来自工业界的匹配研发资金，其总经费接近4300万美元。2007年11月，美国能源部再斥资2000万美元增强对插入式混合电动汽车（PHEV）研发，其中与美国先进电池联盟（USABC）对5个PHEV电池研发项目合作投资1720万美元，并为密歇根大学提供近200万美元PHEV研究经费；加上USABC 的匹配资金，项目总投入达到3800万美元。2009年7月，美国能源部宣布250亿美元先进汽车技术贷款项目的首批拨发情况，向福特、日产和特斯拉发放80亿美元低息贷款，支持混合动力汽车、插电式混合动力汽车和柴油车的发展。

欧洲是在汽车节能环保技术方面执行柴油技术战略最早、最彻底、最成功的地区，清洁柴油机技术快速发展。在新能源汽车研发和制造领域中，欧洲较崇尚完美零污染的纯电动汽车。其中最为成功和著名的就是电动标致106车型，这种以镍镉电池为动力的纯电动汽车经过十余年的发展，已经在欧洲各国，尤其是在政府部门当中，拥有大量的用户。但是镍镉电池还存在一定技术局限性，寿命、性能、续驶里程等都有待进一步发展，纯电动汽车的大规模产业化进程尚未完全成熟。对于燃料电池汽车，欧洲国家认为燃料电池装备复杂，现阶段在保证质量前提下的装备体积和质量较大，只能在大型行驶路线较为固定的公共汽车上进行应用。在这一领域，欧洲企业尚未进行产业化生产，较多还在示范运营、技术研发。例如欧盟组织的欧洲城市清洁交通（CUTE）和生态城市交通系统（Ecological City Transport System，ECTS）两个燃料电池公共汽车示范项目以及欧共体提出的进行车用蓄电池、燃料电池先进动力系统技术开发“明日汽车”计划。目前，欧洲企业在现实利益的驱动下较多选择了混合动力汽车开发和生产。2008年3月，瑞典工业部、环境部联合投入6200万瑞典克朗（约合1000万美元）支持瑞典相关机构与萨伯轿车、沃尔沃轿车、大瀑布电力公司（Vattenfall）、ETC公司等联合开发可直接连接电源充电的下一代混合动力环保汽车。

日本是最早开始发展电动汽车的国家之一。其汽车企业在产业发展上的主导性较强，承担大部分的研发经费，对市场信号非常敏感，研发重点集中在能迅速获得市场成效的项目上。因此，日本汽车企业从较早就将新能源汽车技术研发与生产重点放在现阶段解决环保和能源问题最为切实可行的、也是能最快能出业绩的混合动力汽车上。目前，日本已经在普及混合动力系统的低燃耗、低排放和改进行驶性能方面走在了世界前列，在全球混合动力汽车市场上占据主导地位。典型案例是，丰田的普锐斯和本田的Insight最早投放市场，逐渐取得经济效益，并成为其他汽车企业群起而效之的典范。不过日本也并未放弃氢能、生物燃料等其他新能源汽车领域的技术研发和产业化。例如2007年6月日本经济产业省制定将氢气、生物燃料等新能源作为燃料的下一代汽车普及计划。

1.3各类新能源汽车技术不断发展

经过多年讨论和探索，目前国际上对于汽车能源和动力转型形成了比较一致的看法：各种高新技术特别是新型动力电池技术的进步给纯电动汽车带来新的发展机遇；混合动力作为新型汽车能源动力技术共性平台继承了先进内燃机技术，结合了高效洁净的电力驱动方式，