新能源汽车的发展现状及应用前景
新能源汽车的发展现状及应用前景
The development of present stuation and prospect of application
about new energy vehicle
摘要由于我国经济高速发展，能源和污染问题形势严峻，寻找能够代替化石能源的新能源已经成为了重要解决问题途径。为了对新能源汽车有所了解以及认识新能源汽车
的发展现状以及应用前景，在此进行介绍，并且谈谈新能源汽车的种类等.
Abstract Since China's rapid economic development, energy and pollution issues facing to find new energy to replace fossil fuels has become an important problem-solving
approaches. In order to understand the new energy vehicles, as well as understanding the current
situation and prospects of development of new energy vehicles, described here, and new energy
vehicle types.
关键词新能源汽车发展现状应用前景
1. 绪论
1.1 选题背景及研究意义
21世纪,全球能源与环境形势异常严峻,有关资料统计,到2012年和2020年,我国机动车的燃油需求量分别达到1.38亿吨和2.56亿吨,而全球石油储量能过在维持约40年,能源短缺已经成为全球性的问题.目前,我国正处于建设“两型社会”和产业结构调整的关键时期.节能减排已经成为我国政府和各行业工作中的重中之重,新能源汽车可以宽泛的理解为了燃用汽油和轴的传统动力汽车以外的第三排放环保汽车,对我国这个石油资源匮乏和环境压力大的国家来说,大力发展能源汽车有着重要的现实意义和战略意义,
从另一个角度来说，2002—2009年中国的石油产量增长速度平缓，而石油消费量和净进口量却明显增长，见图1所示。中国石油对外依存度也在逐年增大，自1993年中国首度成为石油净进口国以来，其原油对外依存度由当年的6%一路攀升，到2006年突破45%，其后每年以2个百分点左右的速度向上攀升，到2009年突破50%的警戒线。据美国能源部预测，2020年以后，全球石油需求与常规石油供给之间将出现
净缺口2050年的供需缺口几乎相当于2000年世界石油总产量的2倍。
1.2 研究的内容
随着能源及环境的压力，从汽车方向，各国政府及研究机构致力于新能源汽车的研究以及开发，经历很长的一段历程。本论文注重讲述新能源汽车的发展现状、成果以及新能源汽车的应用前景。
2. 我国新能源汽车发展概况及主要问题
2.1 什么是新能源汽车
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。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。。目前，我国新能源汽车的发展，正处于难得的战略机遇期，是我国最终实现从汽车制造业大国向产业强国转变的一次重要机遇。为应对金融海啸的冲击，我国出台了汽车产业振兴规划，明确鼓励发展新能源汽车，在此关键时刻政府对新能源汽车加以政策上的扶持，能够有效促进国内汽车产业实现跨越式的发展。
2.2新能源汽车的分类
根据汽车动力的来源不同，新能源汽车可以分为以下六类［1－2］：纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车、燃气汽车、醇醚汽车和氢发动机汽车等。
2.3纯电动汽车
纯电动汽车是指完全以电机为动力源的汽车。纯电动汽车以电动机代替燃油机，噪音低、无污染，发动机、燃料及传动系统省下的空间和重量可用以补偿电机电池的需求，且因使用单一的电能源，电控系统相比混合电动车大为简化。降低了成本，也可补偿电池的部分价格。而且，纯电动车的电池可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，可以平抑电网的峰谷差。纯电动车主要用于机场、社区、球场等地方。目前，北京理工大学等单位已经完成了北京理工科凌电动车辆股份有限公司密云电动车辆产业化。生产基地的建设，初步形成了关键技术的研发能力和产业化配套能力。纯电动汽车的优点:技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。缺点: 目前蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较贵，至于使用成本，有些试用结果比汽车贵，有些结果仅为汽车的1／3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。
2.4混合动力汽车
混合动力是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力，而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。
混合动力汽车的优点是：1、采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。2、因为有了电池，可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。3、在繁华市区，可关停内燃
机，由电池单独驱动，实现“零”排放。4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。5、可以利用现有的加油站加油，不必再投资。6、可让电池保持在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。缺点:长距离高速行驶基本不能省油。
2.5 燃料电池汽车
燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电流，依靠电机驱动的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，而不是经过燃烧，直接变成电能或的。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车是一种理想的车辆。
单个的燃料电池必须结合成燃料电池组，以便获得必需的动力，满足车辆使用的要求。
近几年来，燃料电池技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制造厂，如戴姆勒－克莱斯勒、福特、丰田和通用汽车公司已经宣布，计划在2004年以前将燃料电池汽车投向市场。目前，燃料电池轿车的样车正在进行试验，以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。在开发燃料电池汽车中仍然存在着技术性挑战，如燃料电池组的一体化，提高商业化电动汽车燃料处理器和辅助部汽车制造厂都在朝着集成部件和减少部件成本的方向努力，并已取得了显著的进步。
与传统汽车相比，燃料电池汽车具有以下优点：
1、零排放或近似零排放。
2、减少了机油泄露带来的水污染。
3、降低了温室气体的排放。
4、提高了燃油经济性。
5、提高了发动机燃烧效率。
6、运行平稳、无噪声。
2.6 燃气汽车
燃气汽车是指用压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)和液化天然气(LNG)作为燃料的汽车。近年来，世界上各国政府都积极寻求解决这一难题，开始纷纷调整汽车燃料结构。燃气汽车由于其排放性能好，可调正汽车燃料结构，运行成本低、技术成熟、安全可靠，所以被世界各国公认为当前最理想的替代燃料汽车。
目前，燃气仍然是世界汽车代用燃料的主流，在我国代用燃料汽车中占到９０％左右。美国的目标是，到２０１０年，公共汽车领域有７％的汽车使用天然气，５０％的出租车和班车改为专用天然气的汽车；到２０１０年，德国天然气汽车数量将达到１０万至４０万辆，加气站将由目前的１８０座增加到至少３００座。
业内专家指出，替代燃料的作用是减轻并最终消除由于石油供应紧张带来的各种压力以及对经济发展产生的负面影响。近期，中国仍将主要用压缩天然气、液化气、乙醇汽油作汽车的替代燃料。汽车代用燃料能否扩大应用，取决于中国替代燃料的资源、分布、可利用情况，替代燃料生产与应用技术的成熟程度以及减少对环境污染等；替代燃料的生产规模、投资、生产成本、价格决定着其与石油燃料的竞争力；汽车生产结构与设计改进必须与燃料相适应。
以燃气替代燃油将是中国乃至世界汽车发展的必然趋势。我国应尽快组织力量，制定出国家级燃气汽车政策。考虑到我国能源安全主要是石油的状况，发展包括燃气汽车在内的各种代用燃料汽车，已是刻不容缓的事，根据国情应该做到：一是要限制燃气价格，使油、气价格之间保持合理的差价，如四川省、重庆市的油、气差价，即可保证燃气汽车适度发展；
二是鉴于加气站投资大，回收期长，政府适当给予一定补贴，在加气站售出的气价和汽车用户因用气节省的燃料费用之间，调节好利益分配；
三是对加气站的所得税，应参照高新技术产业开发区政策，采取免二减三的税收政策；
四是将加气站用电按照特殊工业用电对待，电价从优；另外，对加气站用地，能按重大项目和环保产业对待，特事特办，不要互相推诿、扯皮，积极采用国外先进建站标准，科学确定消防安全距离，节省土地资源。
2.7 生物乙醇汽车
乙醇俗称酒精，通俗些说，使用乙醇为燃料的汽车，也可叫酒精汽车。用乙醇代替
石油燃料的活动历史已经很长，无论是从生产上和应用上的技术都已经很成熟，近来由于石油资源紧张，汽车能源多元化趋向加剧，乙醇汽车又提到议事日程。
目前世界上已有40多个国家，不同程度应用乙醇汽车，有的已达到较大规模的推广，乙醇汽车的地位日益提升。
在汽车上使用乙醇，可以提高燃料的辛烷值，增加氧含量，使汽车缸内燃烧更完全，可以降低尾气的害物的排放。
乙醇汽车的燃料应用方式：一、掺烧，指乙醇和汽油掺合应用。在混合燃料中，乙醇和容积比例以“E”表示，如乙醇占10%，15%，则用E10，E15来表示，目前，掺烧占乙醇汽车占主要地位。二、纯烧，即单烧乙醇，可用E100%表示，目前应用并不多，属于试行阶段；三、变性燃料乙醇，指乙醇脱水后，再添加变性剂而生成的乙醇，这也是属于试验应用阶步；四、灵活燃料，指燃料既可用汽油，又可以使用乙醇或甲醇与汽油比例混合的燃料，还可以用氢气，并随时可以切换。如福特，丰田汽车均在试验灵活燃料汽车（FF）。
3．新能源汽车面临的主要问题
3.1研发力量分散,未能整合学科优势资源
我国传统汽车工业比较落后，企业开发创新的能力不足，而目前新能源汽车的研发任务虽然有国家“863 计划”的支持，但承担的任务由各承担单位分担，各研发单位各自为战，形成了全而散的状况，没有形成官产学研用的有效衔接，需要整合学科优势资源，发挥节能与新能源汽车快速发展各个环节方面的主观能动性和积极性。
3.2 我国新能源汽车缺乏核心关键零部件与技术
缺乏核心技术和关键零部件，是我国发展新能源汽车产业的瓶颈，新能源汽车的很多关键技术，特别是动力电池、燃料电池技术、混合动力的多能源的管理系统等，目前在世界范围内还都是技术难点，短期内没有实现突破的可能。虽然我国新能源汽车在研发等方面不断有新的突破，小规模的示范运行也取得了成功，但整体上仍处于发展初期，即使在目前最成熟的混合动力汽车技术领域，在关键零部件的可靠性方面，仍不及国际领先零部件企业的水平，难以满足规模化量产的
要求，如果新能源汽车进行批量生产，一些关键零部件仍需从国外采购。
3.3 新能源汽车市场有待进一步开发
目前，新能源汽车中的混合动力汽车在国际上已经实现商业化。美国是全球最大的混合动力汽车市场， 2008 年销量为31．4 万辆，由于受金融危机的影响，较2007 年减少了10％。2008 年，日本市场混合动力汽车销量首次突破10 万辆，澳大利亚市场销售为5042 辆。相对而言，我国混合动力汽车的销售市场尚处于起步阶段。
3.4 政策扶持力度不够，购买补贴尚未惠及私人购买
目前我国已出台的扶持新能源汽车发展的政策中，对消费者购买的支持力度不够，且尚未涉及私人消费购买，而私人消费是汽车市场的主力军。在美、日、欧等发达国家和地区，政府普遍通过减免各种税收或直接补贴等方式来支持消费者购买新能源汽车。
3.5 消费者的教育引导
节能环保的消费观念尚未形成，是新能源汽车推广的主要障碍。除了物质刺激消费者使用新能源汽车外，还应加强对消费者的引导教育，改变人们的观念，使科学发展观深入普通消费者心中，成为购买使用新能源汽车的不懈动力。
4.新能源汽车的趋势及应用
4.1 我国发展新能源汽车的方式
与传统汽车不同,我国新能源汽车发展与国际今本同步,我国发展新能源汽车应是各种方式并存,替代燃料、混合动力、电动汽车等都需要投入力度发展，这主要由我国汽车市场未来巨大的容量所决定的，根据乘用车发展理论判断，2009年后我国基本进入汽车普及化时期，汽车普及化时期的特点是市场需求快速增长，普及化时间长，初步判断到2020年之前我国乘用车市场仍将处于快速发展时期，增长率相当于
GDP增长率的1.5倍左右，而未来10年我国经济处于重工业化发展时期，经济将保持较快的增长速度，我国居民收入水平将快速提高。因此可以判断我国实现每年3000万辆汽车总需求和3亿辆的保有量是完全可能的，巨大的市场阵容将为我国发展各类新能源汽车提供规模的经济基础，使得我国发展每类新能源汽车都有一个可观的市场需求规模。
但是其具有两面性，巨大的市场容量使得我国依赖任何一种单一汽车能源方式都会无法承受。如果仅仅依赖石油作为单一车用能源，预计到2020年，我国车用石油消耗将达3亿吨，加上其他领域石油消耗量，全社会石油消耗量将超过6亿吨，而未来我国石油产量基本上维持在2亿吨左右，即2020年石油进口量超过70%，这是无法想象和承受的。还有就是乙醇燃料，国内若推广E10乙醇汽油，到2020年我国炼制以纯所需玉米量将达到1.3亿吨，而我国玉米总产量约1.3亿吨，完全用玉米制作燃料是完全不可能的。所以说我国发展新能源汽车不是单一的，是多元化的、可持续发展的。
4.2 我国新能源汽车政策的发展历程
2001年，科技部在“863”计划中设立电动汽车重大专项，并提出“三纵三横”（“三纵”为燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车3种整车技术，“三横”为多能源动力总成系统、驱动电机和动力电池3种关键技术）的研发布局，提出了近期发展混合动力汽车、长远发展燃料电池汽车的思路，“新能源”开始进入中国汽车产业的宏观构图。
2004年5月，国家发改委发布《机动车产业发展政策》，提到要突出发展节能环保、可持续发展的汽车技术。
2006年2月，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》指出，要重点研究开发混合动力汽车、替代燃料汽车和燃料电池汽车整车设计、集成和制造技术，动力系统集成与控制技术，汽车计算平台技术，高效低排放内燃机、燃料电池发动机、动力蓄电池、驱动电机等关键部件技术，新能源汽车实验测试及基础设施技术等。
2007年6月3日，国务院下发《国务院关于节能减排综合性工作方案的通知》，明确鼓励“开发生产燃气汽车及发动机；开发生产混合动力汽车的电池、发动
机……”。
2007年11月，国家发改委颁布执行《新能源汽车生产准入管理规则》，对新能源汽车做出概念界定，并制定了各类新能源汽车生产的统一标准，为促进汽车产品技术进步，保护环境，推进节约能源和可持续发展，鼓励企业研发和生产新能源汽车提供了政策保障。
2007年12月，国家发改委发布《产业结构调整指导目录》，新能源汽车正式进入鼓励产业目录。目录规定凡是购买新能源汽车的消费者将享受税收方面的优惠，还有可能在停车、过桥、高速公路行驶等环节得到便利。
2009年1月，财政部、科技部发出了《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》，决定在北京、上海等13个城市开始节能与新能源汽车示范推广工作。鼓励试点城市率先在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域推广使用节能与新能源汽车。
2009年3月，《汽车产业调整和振兴规划》指出：加快汽车产业调整和振兴，必须实施积极的消费政策，稳定和扩大汽车消费需求，以结构调整为主线，推进企业联合重组，以新能源汽车为突破口，加强自主创新，形成新的竞争优势。同时提出了未来3年新能源车形成50万辆产能，占乘用车销量的5%的目标；推动新能源汽车及关键零部件产业化，形成10亿安·时动力电池生产能力，新能源汽车成为中国汽车产业的聚焦点。
2010年6月，由财政部、科技部、工信部、国家发展改革委联合下发的《关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》明确规定，对试点城市私人购买、登记注册和使用的插电式混合动力乘用车和纯电动乘用车给予一次性补贴，最高可达6万元。
4.3 我国新能源汽车的发展现状
一汽集团承担了国家“863”计划中“解放牌混合动力城市客车研究开发”和“红旗牌混合动力轿车研究开发”项目，其开发的混合动力电动客车获得了汽车新产品公告，并已投入示范运营。奔腾B50插电式混合动力轿车是一汽集团开发的新一代节能环保车，它集成了一汽集团混合动力系统技术平台和整车制造的最新成果，采用双永磁同步电机混联式混合动力系统，其最高车速达到183公里/小时，油耗5升
/百公里，排放达到国Ⅳ标准。
东风汽车公司是国内最早从事电动汽车研发的汽车企业之一。该公司已研制出的东风混合动力轿车（EQ7200）排放指标满足国Ⅳ标准，燃油经济性比基础车型提高30％以上。武汉电动公交专线示范运营的结果表明，东风混合动力公交车具有良好的可靠性，总体性能、状态正常，环保和节能效果明显。
在新能源汽车方面，上汽集团起步相对较晚，但成绩喜人。2009年上汽集团展出了基于荣威750平台自主研发的混合动力轿车、上海牌纯电动汽车、新一代“上海牌”燃料电池轿车。荣威750混合动力车具备“智能停机零排放”和“环保与动力性兼备”的特点，可实现综合节油率20%左右。新一代“上海牌”燃料电池轿车是通过对通用第四代燃料电池动力系统重新优化匹配而成，最高车速达150公里/小时，最大续驶里程319公里，该车目前被选用为上海世博会场馆内的出租车。
比亚迪致力于油电混合动力和纯电动车的研发。F3DM和6DM双模式混合动力车搭载DM双模式混合动力系统，用户可以通过按键在纯电动和混合动力之间自由切换。其研制的e6纯电动汽车可与F6同平台生产，15分钟左右可充电量80%，其续驶里程在60公里等速的情况下达到400公里，是目前世界上续驶里程最长的纯电动轿车。2010年3月，比亚迪e6纯电动出租车已在深圳试运行在深圳的世界电动车大会上，比亚迪的总裁及多位高管，均在不同场合对外宣布，将从私人消费者市场转向公共交通市场。——尽管比亚的的K9纯电动客车今年9月底才下线（据称，长沙市政府已经签下采购1000辆的协议）,纯电动轿车E6也只有50台在深圳作为出租车试运行。
对此，比亚迪的解释是：①城市公交路线相对固定，使用范围相对固定，充电配套设施容易跟上；②传统内燃机公交车保有量大的同时，意味着市场更大；③节能减排的思路能够与地方政府契合，能争取更多的集团采购——城市减排指标是下达给各个省市和主要城市，所以政府乐于在公共交通这一领域助推车辆的电动化。
④中国政府对纯电动客车的激励比美国多了150%，在强烈的政府参与下，乐观估计，5-6年内中国各大城市的公共交通几乎都能改成新能源车。
——我国政府已经确定并作出承诺：到2020年我国当地生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%到45%。
——在广东省，广州、深圳、珠海等12个城市将全面展开新能源汽车推广应用示范行动。到2012年，全省新能源客车示范运行总量将超过3万辆。