新能源汽车
摘要:对于世界上的任何一个国家来说,能源都是至关重要,必不可少的。汽车的出现无疑推动了世界科技文明的发展进步,与此同时,也带来了严重的环境污染和能源危机。因此,节能减排是汽车工业面临的重大问题,解决这些问题迫在眉睫,新能源汽车的出现为汽车行业带来了一股暖风。
关键词:节能环保、新能源、天然气
众所周知,石油属于不可再生能源,而目前世界上很多国家石油能源频频告急,能源枯竭已经成为世界面临的大问题。对此,汽车工业也在为此做着不懈的努力,以天然气、氢气、液化石油气以及醇类燃料为主要能源的汽车应运而生。
新能源汽车主要有混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、氢发动机汽车等。在此简单介绍一下我国在新能源汽车上采用的技术并简要分析其优缺点。
(一)混合动力汽车
混合动力汽车是在纯电动汽车上加装一套内燃机,用以减少汽车的污染,提高汽车行驶里程,且符合汽车道路交通、安全法规的一种汽车。目前有串联式和并联式两种结构形式。混合动力汽车(亦称复合动力汽车)车上装有两个以上动力源。车载动力源有多种:蓄电池、燃料电池、太阳能电池、内燃机车的发电机组,当前复合动力汽车一般是指具有内燃机,再加上蓄电池的汽车。
我国非常重视混合动力汽车的研究与开发,有关工作开始于上个世纪90 年代。在“十五”期间,科技部组织北京理工大学、清华大学、东风汽车公司等国内多家企业、高校和科研机构进行联合攻关,相关研究被列入“十一五”863 计划重大项目。混合动力汽车涉及到几项关键技术,分别是混合动力单元技术、控制策略技术和能量存储技术。在这几个技术方向,我国科技人员都有一定的突破。
混合动力汽车是目前国内新能源领域内产业化进行的比较好的一类汽车,目前,已有部分实现小规模的生产。如在2005 年12 月,一汽集团就下线了PRUIS,实现小批量生产。在2008 年,本田的思域混合动力汽车、丰田雷克萨斯RX400H 和LS600H 以及GS450H、RX450H 多款混合动力车型也进入我国市场,。当前,我国一些自主品牌也走进该领域的
前列,如比亚迪油BYD F6 DM等。比亚迪的F3DM双模混合动力车已进入《节能与新能源汽车示范应用工程推荐车型目录》。
混合动力汽车优点:
(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。
汽车螺丝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。
混合动力汽车缺点:长距离高速行驶基本不能省油。
(二)纯电动汽车
纯电动汽车是指以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。车载电源一般为二次电池( 如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池等)。新型纯电动轿车的主要技术构成分为:整车部分、电机及其控制系统、动力系统主控制器、电池及其管理系统、车载充电机等。
我国的纯电动汽车研究这几年有很大进步,技术水平大有提升,特别是在动力装置方面。中国国家电网公司曾组织开发了“电池-电容混合电动汽车应用示范系统,并在2008年3月通过专家验收。据悉,该系统在标准工况下,一次充电续驶里程可达300km,最高时速100 km/h,一次充电时间小于3 h,每公里耗电不到1.61kw·h,这标志着我国纯电动汽车动力系统研发迈出了一大步。国内的汽车企业也十分看重纯电动汽车的发展,比亚迪、长城和吉利分别展出了比亚迪E6、长城欧拉和吉利熊猫等系列的纯电动汽车,吸引了市场的注目。
纯电动汽车优点:技术相对简单成熟,只要有电力供应的地方都能够充电。
进口马自达跑车纯电动汽车缺点: 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。
(三)燃料电池汽车
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燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转化成电能的装置。这种装置的最大特点是反应过程不经过燃烧和热机做功,因此其能量效率不受卡诺循环的的限制,转化率可达到60%-70%,实际使用效率接近普通内燃机的2倍。我国政府非常重视燃料电池汽车关键技术的研究。在“九五”期间,国家科技部就将燃料电池关键技术的研究列入国家攻关计划。中科院大连化学物理研究所、北京世纪富源燃料电池公司、北京飞驰绿能电源技术有限责任公司、上海神力科技有限公司等就分别研制出5KW-30KW的质子交换膜燃料电池。“十五”期间,燃料电池关键技术的研究被列入国家“863”电动汽车重大专项。
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燃料电池电动汽车目前在中国处于示范项目阶段。“中国燃料电池公共汽车示范项目”受到
奥迪s7报价中国政府、全球环境基金(GEF)和联合国开发计划署(UNDP)共同支持。一个总投资3200万美元的示范项目目前正由国家科技部、北京市、上海市共同组织实施。该项目的远期目标是推动燃料电池公共汽车在中国产业化和推广应用,减少空气污染和温室气体排放。项目于2003 年在北京启动,北京市和上海市各采购6 辆燃料电池公共汽车进行示范运行,预计这12 辆车总共运行将达160万千米。
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。
(四) 氢发动机汽车
讴歌4s店氢发动机汽车的内燃机系统有点类似于传统汽车内燃机系统。其内燃机可直接燃烧氢,而不使用其他燃料,产生水蒸气排出。这类车存在几个技术难题,一是氢气的安全存放和储
运。由于氢气在常温下呈气态,为能使汽车长距离运行,必须有充足的氢源,一般需要采用加压技术;另外氢气属于易燃易爆的气体,其安全储运一直是一技术难题。二是燃烧效率较低,氢内燃机的能率转化效率低于氢燃料电池,要使得汽车具有足够的马力,提高其能效是不能回避的问题。
氢发动机汽车涉及到氢能的综合利用问题,我国十分重视氢能源的研究与开发工作,和国际进行了广泛合作和接轨。在2003年11月,和欧盟共同签署了“氢经济国际合作伙伴计划(IPHE)”。在2008年4月,上海社会科院和BMW在上海联合举办了“中国发展氢燃料汽车战略国际研讨会”。科技部负责人曾表示,氢作为21世纪最具发展潜力的清洁能源,中国绝不能落后,既要寻求国际的合作,又要走适合中国国情的路子。
目前中国已在一些氢能汽车研究开发及应用示范项目上,取得一定进展。[6]
氢动力汽车优点:排放物是纯水,行驶时不产生任何污染物。
氢动力汽车缺点:氢燃料电池成本过高,而且氢燃料的存储和运输按照目前的技术条件来说非常困难,因为氢分子非常小,极易透过储藏装置的外壳逃逸。另外最致命的问题,氢
气的提取需要通过电解水或者利用天然气,如此一来同样需要消耗大量能源,除非使用核电来提取,否则无法从根本上降低二氧化碳排放。
结语:鉴于我国目前在新能源汽车行业表现车的良好势头,很多专家认为以我国低廉的劳动力、较领先的科学技术以及庞大的消费市场这些优势,中国必将成为新能源汽车发展的领军人。无疑,新能源汽车的大力开展使用,将大大缓解石油资源枯竭的问题,也有利于促进我国环境友好型社会的构建。
【参考资料】
世界及中国新能源汽车现状及发展前景深度分析报告 
刘世锦,冯飞.汽车产业全球化趋势及其对中国汽车产业发展的影响[J].中国工业经济,2002.(6):5-12.
曾鹏.我国新能源汽车发展现状及问题[J].上海汽车, 2009,(8):5-7.