新能源汽车技术

新能源汽车

在不断加剧的“人、车、自然”的矛盾之下，人们开始从把目光从传统的燃油汽车转向新能源汽车。文章主要介绍与新能源汽车相关的一些情况。

首先，介绍了新能源汽车的基本概念，与传统的汽车划清界限。在认清它的概念之后，根据新能源汽车现有的技术及发展情况对它做出分类，并对每种类型作出详尽的描述，以便更清楚了解每种类型的汽车的特点。然后，分析新能源汽车发展的战略背景及现状介绍，列出福克斯电动车及雷诺电动概念车DeZir两个实例，对现阶段情况下新能源汽车所面对的难题作出分析，并且针对现状对未来进行展望，提出发展方向。最后，文章指出新能源汽车是实现汽车工业可持续发展的必由之路，但是现在依旧面临重重困难，未来任重而道远。

关键词：新能源汽车电池可持续发展难题

一．新能源汽车概述

随着车辆增加，导致石油供不应求，目前世界上2/3的石油被汽车用掉【1】。石油价格与日俱增，环境污染日趋严重，“人、车、自然”之间的矛盾愈加突出，人们不得不把目光重新放在节能与新能源汽车上。新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。我国2009年7月1日正式实施了《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，明确指出：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。

二．新能源汽车分类及简介

新能源汽车包括电动汽车、气体燃料汽车、生物燃料汽车、氢燃料汽车。

1．电动汽车——以电能为动力的汽车，一般采用高效率充电电池，或燃料电池为动力源。电能是二次能源，可以来源于风能、水能、热能、太阳能等多种方式。电动汽车包括纯电动汽车、混合动力(电动)汽车和燃料电池电动汽车。

（1）纯电动汽车（PEV）【2】

纯电动汽车是指完全由动力蓄电池提供电力驱动的电动汽车，虽然它有134年的悠久历史，但一直仅限于某些特定范围内应用，市场较小。主要原因是由于各种类别的蓄电池，普遍存在价格高、寿命短、外形尺寸和重量大、充电时间长等严重缺点。

铅酸电池有一定价格优势，但是由于它太过笨重，充电时间又长，因此在低端产品市场上有较强的竞争力和实用性，只被广泛用于车速小于50km/h的各种场地车、高尔夫球车、垃圾车、叉车以及电动自行车上。

镍氢电池的主要优点是技术比较成熟，安全性较好，相对寿命较长，但是由于镍金属占其成本的60％，导致镍氢电池价格居高不下。

锂离子二次电池作为新型高电压、高能量密度的可充电电池，其独特的物理和电化学性能，具有广泛的民用和国防应用的前景。其突出的特点是：重量轻、储能大、无污染、无记忆效应、使用寿命长。同时它是一种真正的绿色环保电池，不会对环境造成污染，是目前最佳的能应用到电动车上的电池。

（2）混合动力电动汽车（HEV）

由于完全由动力蓄电池驱动的纯电动汽车，其性能/价格比长期以来都远远低于传统的内燃机汽车，难于与传统汽车相竞争，上个世纪90年代以来着手开发混合动力汽车。混合动力电动汽车是指具备两个以上动力源、而其中有一个可以释放电能的汽车。

混合动力汽车按混合方式不同，可分为串联式、并联式和混联式三种；按混合度（电机功率与内燃机功率之比）的不同，又可分为微混合、轻度混合和全混合三种。根据研究表明，混合动力汽车的节油率几乎与汽车功率的混合度和汽车的生产成正比上升。因此，从长远来看，研制全混合电动汽车是一种必然趋势。（3）燃料电池电动汽车(FCEV)

20世纪60年代，研发出了液氢和液氧发电的燃料电池。由于石油危机和大气污染日趋严重，以质子交换膜式为代表的燃料电池技术，受到世界各国普遍重

视。

质子交换膜燃料电池（PEMFC）主要优点：其排放生成物是水及水蒸汽，为零污染；能量转换效率可高达60～70％;无机械振动、低噪声、低热辐射;宇宙质量中有75％是氢，地球上氢也几乎是无处不在。氢还是化学元素中质量最轻、导热性和燃烧性最好的元素;氢的热值很。但燃料电池电动汽车存在发动机使用寿命短、制造成本高、环境适应很差和燃料使用成本大等的技术、经济问题。

2．气体燃料汽车——利用可燃气体作能源驱动的汽车。

汽车的气体代用燃料种类很多，常见的有天然气和液化石油气。

气体燃料汽车——专用气体燃料汽车、两用燃料汽车和双燃料汽车。

（1）专用气体燃料汽车是以液化石油气、天然气或煤气等气体为发动机燃料的汽车；两用燃料汽车是指具有两套相对独立的供给统系，一套供给天然气或液化石油气，另一套供给天然气或液化石油气之外的燃料，两套燃料供给系统可分别但不可共同向气缸供给燃料的汽车，如汽油/压缩天然气两用燃料汽车等；

（2）双燃料汽车是指具有两套燃料供给系统，一套供给天然气或液化石油气，另一套供给天然气或液化石油气之外的燃料，两套燃料供给系统按预定的配比向气缸供给燃料，在气缸混合燃烧的汽车，如柴油—液化石油气双燃料汽车等。

3．生物燃料汽车——燃用生物燃料或燃用掺有生物燃料之燃油的汽车，与传统汽车相比，结构上无重大改动，排放总体上较低，包括乙醇燃料汽车和生物柴油汽车等。

4．氢燃料汽车——以氢为主要能量驱动的汽车。一般的内燃机，通常注入柴油或汽油，氢汽车则改为使用气体氢。

氢内燃机在汽车上的应用方式又有3种：纯氢内燃机、氢/汽油双燃料内燃机、氢-汽油混合燃料内燃机。

另外，还有利用太阳能、原子能等其它能量形式驱动的汽车。

三．新能源汽车发展背景和现状

能源短缺、环境污染、气候变暖是全球汽车和能源产业面对的共同挑战，各国政府及产业界纷纷提出各自发展战略，积极应对，以保持其汽车和能源产业的可持续发展，并提高未来的国际竞争力。新能源汽车已成为21世纪汽车工业的发展热点。发展新能源汽车是实现汽车工业可持续发展的必由之路。

在世界范围内，大部分国家都开始在新能源汽车领域增大投入。在密集的扶持政策出台背景下，我国新能源汽车驶入快速发展轨道，虽然新能源汽车在中国市场的比例微乎其微，但他在商用车市场上的潜能一开始释放。但相比国外，我国发展刚刚起步。

[福特] 首款纯电动车福克斯

零排放、零油耗的福克斯电动车是福特首款纯电动轿车，福克斯电动车采用先进的锂离子电池系统。每套电池系统都经过精心设计，力求最大程度使用规格统一的高品质零件——比如，中控硬件使用的就是已经在多款福特现有混合动力车型上获得成功的配件。使用家中的240伏电源，福克斯电动车完成一次完全充电的时间只需3至4小时。在电量全满状态，福克斯电动车的设计能提供足够满足大多数车主日常驾驶里程的需求。