淺談我國新能源汽車的發展現狀

牛銘超

摘要：當前，汽車在我國發展速度十分迅猛，隨著我國汽車數量的不斷增加，汽車也帶來了一定的能源危機和環境污染。在能源和環保的當前形勢下，新能源汽車是我國未來汽車發展的方向和趨勢。

關鍵字：混汽車；合動力純電動汽車；燃料電池；技術；現狀；應用前景

1.新能源汽車的概念？

新能源汽車是相對傳統汽車來說的，傳統式汽車是以汽油、柴油為燃料運行。而新能源汽車的定義，是指采用非常規的車用燃料作為動力來源（或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置），進行綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理比較先進，且具有一定新技術、新結構的汽車。目前，可實現的新能源汽車種類包括以下：新型燃油汽車、燃氣汽車、太陽能汽車、生物燃料汽車、煤制醇醚燃料汽車、電池電動汽車、其它新能源汽車等。

2我國新能源汽車發展的背景？

2.1發展新能源汽車是國民經濟可持續發展的需要

前幾年，石油價格一直上漲，查找其主要原因在于：世界石油資源的儲量稀缺，且世界大國能源緊缺嚴重，導致傳統式以石油為主要燃料汽車的發展受到了影響。為此，發展新能源汽車成為我國甚至世界汽車持續發展的必然選擇。目前，汽車燃料的使用成本在逐漸升高，加之石油價格一直攀升，這顯得部分新能源汽車具有相對使用成本優勢，部分消費者去選擇石油燃料消耗相對較低的新能源汽車。此時此刻，一些汽車制造廠商也看到了新能源汽車的巨大發展空間，開始加大研發力度，至此新能源汽車行得到了前所未有的發展良機。最近，雖然石油價格出現了一定的降低，加之新能源汽車技術快速發展，但仍可以使一部分新能源汽車保持一定的成本優勢。

我國用于汽車能源的石油資源是有限的，在幾十年后必然會出現枯竭，要大量依賴從國外進口石油。屆時世界石油資源也會出現匱乏，各國對石油資源的競爭必將更加激烈，石油在國家安全方面的重要性日益上升。所以節制使用石油資源，發展新能源汽車將會促進我國能源結構的調整，有利于國民經濟的可持續發展。

2.2發展新能源汽車是控制城市污染的需要

現在全球變暖，主要是過多溫室氣體排放造成的，而汽車消耗石油，排出的氣體是組成溫室氣體的重要來源。面對嚴重的汽車污染問題，世界各國家對汽車尾氣排放的要求也越來越嚴格，這使得各大汽車廠商在研究開發新技術的汽車發動機，主要為了提高排放氣體的質量，但技術難度很大。此時此刻，各大廠商想到新能源汽車的使用會從源頭上根本解決汽車尾氣的排放問題，這使得發展新能源汽車成為各大廠商發展汽車的新選擇。

3新能源汽車的種類

新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源（或使用常規的車用燃料，但采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。新能源汽車包括有：混合動力汽車（HEV）、純電動汽車（BEV）、燃料電池汽車（FCEV）、氫發動機汽車以及燃氣汽車、醇醚汽車等等。

3.1混合動力汽車

混合動力是指那些采用傳統燃料的，同時配以電動機/發動機來改善低速動力輸出和燃油消耗的車型。按照燃料種類的不同，主要又可以分為汽油混合動力和柴油混合動力兩種。

混合動力汽車的優點：

（1）采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內燃機的最大功率，此時處于油耗低、污染少的最優工況下工作。需要大功率內燃機功率不足時，由電池來補充；負荷少時，富余的功率可發電給電池充電，由于內燃機可持續工作，電池又可以不斷得到充電，故其行程和普通汽車一樣。

（2）因為有了電池， 可以十分方便地回收制動時、下坡時、怠速時的能量。

（3）在繁華市區，可關停內燃機，由電池單獨驅動，實現“零”排放。

（4）有了內燃機可以十分方便地解決耗能大的空調、取暖、除霜等純電動汽車遇到的難題。

（5）可以利用現有的加油站加油，不必再投資。

（6）可讓電池保持在良好的工作狀態，不發生過充、過放，延長其使用壽命，降低成本。

混合動力汽車的缺點：長距離高速行駛基本不能省油。

3.2純電動汽車

電動汽車顧名思義就是主要采用電力驅動的汽車，大部分車輛直接采用電機驅動，有一部分車輛把電動機裝在發動機艙內，也有一部分直接以車輪作為四臺電動機的轉子，其難點在于電力儲存技術。

純電動汽車的優點：技術相對簡單成熟，只要有電力供應的地方都能夠充電。

純電動汽車的缺點： 目前蓄電池單位重量儲存的能量太少，還因電動車的電池較貴，又沒形成經濟規模，故購買價格較貴，至于使用成本，有些試用結果比汽車貴，有些結果僅為汽車的1/3，這主要取決于電池的壽命及當地的油、電價格。

3.3 燃料電池汽車

燃料電池汽車是指以氫氣、甲醇等為燃料，通過化學反應產生電流，依靠電機驅動的汽車。其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學作用，而不是經過燃燒，直接變成電能的。燃料電池的化學反應過程不會產生有害產物，因此燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉換效率比內燃機要高2～3倍，因此從能源的利用和環境保護方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。

單個的燃料電池必須結合成燃料電池組，以便獲得必需的動力，滿足車輛使用的要求。

燃料電池汽車具有以下優點：

（1）零排放或近似零排放；（2）減少了機油泄露帶來的水污染；

（3）降低了溫室氣體的排放；（4）提高了燃油經濟性；

（5）提高了發動機燃燒效率；（6）運行平穩、無噪聲。

3.4 氫動力汽車

氫動力汽車是一種真正實現零排放的交通工具，排放出的是純凈水，其具有無污染，零排放，儲量豐富等優勢，因此，氫動力汽車是傳統汽車最理想的替代方案。

氫動力汽車的優點：排放物是純水，行駛時不產生任何污染物。

氫動力汽車缺點：氫燃料電池成本過高，而且氫燃料的存儲和運輸按照目前的技術條件來說非常困難，因為氫分子非常小，極易透過儲藏裝置的外殼逃逸。另外最致命的問題，氫氣的提取需要通過電解水或者利用天然氣，如此一來同樣需要消耗大量能源，除非使用核電來提取，否則無法從根本上降低二氧化碳排放。

3.5 燃氣汽車

燃氣汽車是指用壓縮天然氣（CNG）、液化石油氣（LPG）和液化天然氣（LNG）作為燃料的汽車。燃氣汽車由于其排放性能好，可調正汽車燃料結構，運行成本低、技術成熟、安全可靠，所以被世界各國公認為當前最理想的替代燃料汽車。

3.6 生物乙醇汽車

乙醇俗稱酒精，通俗些說，使用乙醇為燃料的汽車，也可叫酒精汽車。

在汽車上使用乙醇，可以提高燃料的辛烷值，增加氧含量，使汽車缸內燃燒更完全，可以降低尾氣的害物的排放。

乙醇汽車的燃料應用方式：一、摻燒，指乙醇和汽油摻合應用。在混合燃料中，乙醇和容積比例以“E”表示，如乙醇占10%，15%，則用E10，E15來表示，目前，摻燒占乙醇汽車占主要地位。二、純燒，即單燒乙醇，可用E100%表示，目前應用并不多，屬于試行階段；三、變性燃料乙醇，指乙醇脫水后，再添加變性劑而生成的乙醇，這也是屬于試驗應用階步；四、靈活燃料，指燃料既可用汽油，又可以使用乙醇或甲醇與汽油比例混合的燃料，還可以用氫氣，并隨時可以切換。如福特，豐田汽車均在試驗靈活燃料汽車（FFV）。

4 我國新能源汽車的發展狀況

4.1 混合動力汽車的發展狀況

在國內外的新能源車家族中，混合動力車的商業前景最被看好。混合動力車的原理是，采取傳統的內燃機和電動機作為動力源，通過油、電互補的工作模式節約油耗，降低碳排放量。我國自主開發的多款混合動力汽車也已在多個城市開展了多年的示范考核。據有關預測數據顯示2010年我國混合動力汽車的保有量逾5萬（占我國汽車總量的0.09%）輛。？

進行混合動力電動汽車技術研究包括整車開發及其整車匹配標定技術，內燃機、傳動裝置及其控制系統技術，以及電池系統、電機驅動系統和整車多能源動力總成控制系統等各種電動汽車都具有的共性技術的研究開發，最終實現混合動力電動汽車產品通過國家汽車產品型式認證，實現批量生產和產業化的目標。？

到目前為止，從研究車型上來看，國內對混合動力客車的研究較為深入，己進入小批量生產階段，在部分路段實現了試運行。但對混合動力轎車的研究不夠深入，從技術水平上來看，國內目前還處于探索的中初級階段，技術的集成度還比較低，缺乏高度自動化、智能化的控制系統和能源管理系統，兩種動力源只是簡單結合，統一協調能力還不夠強。完全具備自主知識產權的整車產品還不成熟，這些與國外的先進技術水平相比還有較大距離。

4.2純電動汽車的發展狀況

2009年10月21日，國家科技部863計劃節能與新能源汽車重大項目辦公室副主任甄子健在中國汽車工程學會年會上透露，2015年，我國純電動汽車保有量有望達到266萬（占我國汽車總量的萬分之0.02）輛，全年電力需求在212億kWh。

中國電動汽車雖然沒有歐美等國家起步早，但國家從維護能源安全，？改善大氣環境，提高汽車工業競爭力，實現我國汽車工業的跨越式發展的戰略高度考慮，從“八五”開始到現在，電動汽車研究一直是國家計劃項目，并在2001年設立了“電動汽車重大科技專項”。通過組織企業、高等院校和科研機構，集中各方面力量進行聯合攻關，現正處于研發勢頭強勁階段，部分技術已經趕上甚至超過世界先進水平。

當前，進行純電動汽車示范運行的城市有若干個，但是規模都比較小。因為純電動汽車受到續駛能力的約束，純電動汽車試驗主要集中在小型公共汽車上。電池是電動汽車的動力源泉，也是一直制約電動汽車發展的關鍵因素。要使電動汽車能與燃油汽車相競爭，關鍵就是要開發出比能量高、比功率大、使用壽命長的高效電池。到目前為止，電動汽車用電池經過了3代的發展，已取得了突破性的進展。第3代是以燃料電池為主的電池，燃料電池直接將燃料的化學能轉變為電能，能量轉變效率高，比能量和比功率都高，并且可以控制反應過程，能量轉化過程可以連續進行，因此是理想的汽車用電池，？但目前還處于研制階段，一些關鍵技術還有待突破。

汽車動力電池難在“低成本要求”、“高容量要求”及“高安全要求”三個要求上。現在普遍看好氫鎳電池，鐵電池，鋰離子和鋰聚合物電池。氫鎳電池單位重量儲存能量比鉛酸電池多一倍，其它性能也都優于鉛酸電池。但目前價格為鉛酸電池的4-5倍，正在大力攻關讓它降下來。鐵電池采用的是資源豐富、價格低廉的鐵元素材料，成本得到大幅度降低，也有廠家采用。鋰是最輕、化學特性十分活潑的金屬，鋰離子電池單位重量儲能為鉛酸電池的3倍，鋰聚合物電池為其4倍，而且鋰資源較豐富，價格也不很貴，是很有希望的電池。中國在氫鎳電池和鋰離子電池的產業化開發方面均取得了快速的發展。

據相關資料顯示，我國雖然在傳統汽車領域落后于發達國家近二三十年，失去了追趕的機會，但在電動汽車領域，我國與國外的技術水平和產業化程度差距相對較小，基本處在同一起跑線上，并有機會在該領域獲得重要席位。這也為我國汽車工業技術實現跨越發展提供了一次歷史性的機遇。我國電動汽車的研發已具備一定的基礎，一些企業在20世紀90年代中期就推出了電動汽車樣車。

5 小結

隨著我國社會經濟的快速發展，人們的環保意識和節能意識也在逐漸提升。再者，由于大家對低碳經濟的呼聲越來越強烈，發展新能源汽車是解決我國能源和環境問題的必然趨勢。對于政府和企業來說，要借鑒國外汽車企業的先進技術經驗，并根據我國的實際情況制定科學的新能源汽車發展戰略，推動我國新能源汽車的快速發展，讓社會形成綠色的消費環境。