新能源汽车新技术及应用研究

1、举肥工。大孝HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY成人高等教育毕业论文（设计）新能源汽车新技术及应用研究学生姓名 学号指导教师 学习形式院、系、站点专业年级完成日期 年 月 日合肥工业大学继续教育学院独仓IJ性声明本人声明所呈交的毕业论文是本人在导师指导下进行的工作及取得的成果。我 声明，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰 写过的论文及研究成果，也不包含为获得合肥工业大学 或其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。论文作者签名:签字日期:工作单位:电话:通讯地址:邮编:新能源汽车新技术及应用研究摘要如何解决能源短缺与环境污染一直以来都是世

2、界各国共同讨论的话题，尤其是 在汽车工业领域中，汽车所消耗的能源与排放的尾气尤为突出，所以，发展新能源 技术，用新能源汽车代替现有的燃油车已成为未来汽车工业领域的潮流，这也是我 国未来经济发展的重要战略，对于环境的改善，缓解我国能源的巨大压力都有着重 要意义。而现如今，我国汽车产业尚处在起步阶段，人才不足，新能源技术刚刚萌 芽，政府扶持政策力度不够等等都是我国目前存在的问题，作为汽车消费大国，新 能源汽车产业是低碳经济时代下的必然选择，所以，我国必须加大新能源技术发展, 这也是汽车行业的新导向。关键词：新能源；环境；能源；汽车产业Research on New Technology and A

3、pplication of New EnergyVehicleAbstractHow to solve the problem of energy shortage and environmental pollution has always been a topic of discussion in the world, Especially in the automotive industry. Energy consumption and emissions of vehicles are particularly prominent, So, development of new en

4、ergy technologies. Using new energy vehicles instead of the existing fuel vehicles has become the trend of the automotive industry in the future. This is also an important strategy for China's economic development in the future. It is of great significance for the improvement of the environment

5、and the great pressure of China*s energy. But now, China's automobile industry is still in its infancy, lack of talent, new energy technology has just sprouted, government support policies are not enough, and so are our current problems. As a big country of automobile consumption, the new energy

6、 automobile industry is the inevitable choice in the era of low-carbon economy, therefore, China must increase the development of new energy technologies, which is the new direction of the automotive industry.Keywords： New energy; Environment; Energy; Automobile industry1新能源汽车定义61.1 新能源汽车61.2 我国新能源汽

7、车发展方向62新能源汽车新技术及应用研究62.1 混合电动汽车应用研究62.1.1 1.1混合电动汽车的定义62.1.2 混合电动汽车的优势72.1.3 关键技术问题72.2 纯电动汽车应用研究82. 2.1纯电动汽车定义82. 2.2电动汽车关键技术问题82. 2.3针对我国纯电动汽车发展的可行性建议82.3氢燃料电池的应用研究92. 3.1氢燃料电池的定义92. 3.2燃料电池的发展现状92. 3.3氢燃料电池的优点92. 3.4氢燃料电池的缺点103总结10参考文献11致谢121新能源汽车定义1.1 新能源汽车顾名思义，新能源汽车就是要开发新型能源，在汽车动力上寻找能够取代石油 生能的代

8、替品，对汽车的环保有重大意义。早在20世纪末，世界各国已认知到汽车 对石油的消耗过于巨大，便开始着手研究用其他能源来代替石油消耗，尝试着使用 能够再生的能源或全球丰富的能源来缓解石油危机。发展至今，从燃料到汽车驱动 方面等技术都已融入到新能源汽车概念中，包括有：具有两种动力源的混合动力汽 车、采用蓄电池的纯电动汽车和其他环保节能型燃料电池汽车等等。随着在新潮 流趋势下的不断摸索，新能源汽车的发展在一步步进步，产品越来越多，也越来越 规范，再往后的发展中将会逐渐完善，形式新的工业化模式，具有更加完善的汽车 工业链。1.2 我国新能源汽车发展方向随着社会的不断进步，人们对环保意识的不断增强，传统油

9、耗车已再不适应当 前社会发展的需要了，新能源汽车以其低能耗低排放等众多的优点备受世界关注。 通过各种宣传及人们生活中对新能源汽车的感受，部分人开始普遍接受未来购买新 能源汽车的念想，但什么时候愿意购买及怎样让另一部分人也开始接受新能源汽车 这是我们要面临的一个问题。未来中国市场将成为新能源汽车需求最大的市场，与 各大外企相竞争，如何才能在我国市场中占据主动，保证我国经济发展也是另一大 问题。客户永远是上帝，他们对汽车有什么样的需求我们只有尽可能的去满足，只 有这样他们才愿意购买。大部分国人都认为新能源汽车贵，并且在性能与安全上与 传统汽车尚且有一定的差距，传统车目前在使用上更为适应，没有深刻了

10、解到传统 车与新能源汽车的差距优势体现在哪里，这就是我们宣传不到位的原因。目前网络 与4s店是我们对客户宣传新能源汽车最广泛有效的途径了，在网上常见的浏览网页 上，我们应该注重宣传，让人们很容易的了解新能源汽车的相关信息。2新能源汽车新技术及应用研究1.1 混合电动汽车应用研究2. 1. 1混合电动汽车的定义与传统内燃机不同，混合电动汽车是以燃油发动机和电池共同作为动力源。在 汽车不同的运作下，两者分工协作，相互配合将汽车的油耗与尾气降至最低。以丰 田的混合动力汽车PRIUS为例，在低速时，汽车111电池提供动力，燃油发动机停止 工作，尽可能的避免燃油发动机工作，损失油耗，提高经济性。当汽车达

11、到了高速 行驶之后，由于目前的电池技术无法如此高的动力，则依旧是由燃油发动机进行工 作，提供汽车的动力，而电池则改为为其他辅助设施如空调提供能量，保证了汽车 的高性能。3. 1.2混合电动汽车的优势在现阶段汽车工业还不成熟的情况下，作为新汽车工业的过渡产品一一混合电 动汽车，其既有传统内燃机的燃油发动机，乂有电动汽车的电机组，是两者结合的 产物。由于它保留了原有的汽车工业基础，在一些方面仍可使用原有的技术，在研 发上不需要太高的门槛，而且，还可以作为电动汽车实验的载体，容易在电动汽车 技术上取得进一步的创新与突破，故而各大车企更愿意接受混合动力车，加大开发, 尤以日本发展为最，日系混合车在如今

12、的市场上最受人们的追捧。之所以这么受欢迎，混合动力车有其独在的优势。与传统汽车相比，混合电动 汽车更显节能，下面我们做一个对比，但在相同的行驶条件和相同的路程上，其可 使用较小排量的发动机，同等高效工作下的能源消耗与尾气排放都要少，在全球提 倡节能减排的情况下，混合动力汽车无疑更受人们的追捧。与纯电动汽车相比，混 合动力汽车可选用较小的电池组，不需要为混动车建立充电桩来为其充电，不需消 耗过多的电池组的电能，除此之外，在动力上，混合动力汽车具有更高效的运行力, 纯电动汽车由于目前技术原因并不能达到高效行驶，在性能上要稍逊一筹。4. 1.3关键技术问题根据不同方式分类，混合动力也分为多种，在性能

13、结构上都有不同差异与各自 的侧重点，因而在发展研究上也需要各自的相应技术去满足其发展目标。相对而言, 就需要有更大的人力物力去撑起这一发展项目，就好比说在由传统汽车向纯电动汽 车转型有着多条道路，而我们必须把这每条路都走一遍，去尝试一遍，去掌握更多 的技术，把握更丰富的经验，一步一个脚印，这对我们来说是必须要经历的，只有 这样才能一步步地去达到我们的目标，使我们的汽车具在燃油经济性与性能达到最 佳，在排放与成本上达到最低。汽车的发展已有了 100多年的历史了，在汽车的动力来源上由原来的蒸汽机到 现在的内燃机，最终形成纯电动，而我们正处在内燃机到纯电动的过渡阶段。由于 纯电动技术的不成熟，内燃机

14、仍作为我们动力来源的主要设备，如何改善内燃机性 能与能耗仍是我们目前研究与发展的重点，近年来我们在内燃机上也有了一些新技 术的应用，如电控燃油喷射、排气再循环和催化后处理等，而现阶段我国已发展混 核动力为主，把内燃机在混动汽车上应用将会使我国汽车在节能减排上更进一个台 阶。2.2纯电动汽车应用研究2. 2. 1纯电动汽车定义纯电动汽车是完全排除传统的内燃机，由充电电池取代作为动力来源，提供电 能来推动汽车运行的，无论是在汽车行驶时的动力上，还是汽车空调等其他辅助设 施的能量上都将由电池来提供，最大的降低汽车能源的消耗，并且排除的尾气也无 污染，这将是未来我国汽车工业发展的方向。3. 2.2电动

15、汽车关键技术问题电池是我们发展的关键技术，无论是作用于目前的混动力汽车还是将来的纯电 动汽车，在键能减排上都与之存在着莫大的关联。一直以来，我国在蓄电池的发展 上都存在着技术问题，比如能量与电池寿命成为了电动汽车发展需要攻克的难关。 对于电动汽车来说，汽车比能量低，那么汽车的性能就低，无法达到一定的高速行 驶，在运行力上明显不足，因此只能在一些低功率的类似于小轿车与电动摩托上运 用较为广泛，而在高速的轿车以及动力需求大的货车卡车上则很少见到。相对节能 而言，我们在内燃机车与电动汽车上做个比较，为了使电动车达到内燃机车那样高 效的运行力，在比能量低的情况下则对能量需求更多，因而成本越高。并且与汽

16、车 十几年的寿命相比，蓄电池的则要低得多，在一辆车寿命结束时，我们往往电池就 换了好多个了，这也会增加汽车的成本。另外电池容量与充电时间也是我们需要考 虑的因素。4. 2.3针对我国纯电动汽车发展的可行性建议1 .我国在核心技术上与国外还是有一定差距的，我国应发挥我国体制的优势， 建议国家重点支持有较好基础的科研团队，尽快突破核心技术的瓶颈，满足整个电 动汽车产业的技术需要，并形成我国自主的整车标准体系和产业链条。2 .我国在纯电动大客车的技术水平上据世界前列，并在重点城市开展商业化运 行，应建立重点研究纯电动商用车动力系统平台，进一步提升技术水平和产品可靠 性，降低汽车成本，在动力性能上与传

17、统车相当，支持整车企业形成产业规模。3 .电池技术仍是研究的关键，需集中力量支持自主研发动力电池单体和电池组 系统，在电池的容量与寿命等技术上制定发展规划，5年内动力电池能量可以达到 150瓦时以上，成本降低至2元/瓦时，循环寿命稳定达到2000次或10年以上，与 汽车使用年限相当。4 .充电桩是电动汽车成功应用的保障。目前，我国充电桩数量明显不足，且分 布不合理，我国应加大充电设施的建设，同时发挥社会力量结合地区情况合理有效 的对充电桩进行分布。2. 3氢燃料电池的应用研究2. 3. 1氢燃料电池的定义氢燃料电池是一种新型的“绿色”燃料电池，其原理是通过化学反应电解水， 将分离的氢与氧分别供

18、给到电池的阴极与阳极，制造成能量储存在电池里。氢燃料 电池最早适用于航天领域，但随着人们对汽车的过分依赖，对能源消耗过大，造成 环境污染的日益加重，为此人们便想到用用氢燃料电池来代替传统发动机与内燃机 作为燃料。由于氢燃料电池是从电解水中得到能量，而地球上水资源丰富，并且其 作为燃料产生的尾气也十分环保，因此氢燃料电池深受专家们的看重。2. 3.2燃料电池的发展现状据最新统计，压缩氢气是目前最受大家关注的新型燃料了，不仅因为它节能减 排效果出众，还因为在技术上压缩氢气更为简单，适于在当前全球汽车环境下研究 发展。目前美国等发达国家都将燃料电池的开发作为重点研究项目，美国能源部大力 推进燃料电池

19、技术，将制造成本由原来的50%下降到30%。英国政府将从2015年起 实现氢燃料电池汽车本土化生产，计划在2030年之前使英国氢燃料电池车保有量达 到160万辆。丰田也在2015年东京车展上展示了燃料电池的概念车型，在年底实 现了 400辆的销量。2. 3.3氢燃料电池的优点氢燃料电池的优点是很难想象,就像汽车的电源有三个明显的优势。第一氢燃料 电池是通过电解水把化学能转化为电能的形式，除了消耗氧与空气外无需其他的能 源消耗，而不是像传统内燃机一样采用燃烧汽或油的方式产生能量，并且它释放的 尾气无污染，不会产生Cox和Sox这样的污染物，节能性能毋庸置疑，是一种十分 清洁的“绿色”能源，能真正

20、实现我们所追求的“零排放”目标。第二在汽车运行 -#-中氢燃料电池不会产生很大的噪音，其运作的声音只有55db左右，跟人说话时的声 音差不多，不会像内燃机那样剧烈燃烧发出的轰鸣声，尤其是在室内停车场或厂间 这样的室内环境下，燃料电池噪音小的优势会特别明显，随着人们向着“绿色”社 会的发展，它将在人们生活中起着不可或缺的作用。第三个氢燃料电池具有很高的 能量转换效率,它可以直接通过化学反应将化学能转化为电能的存储，中间不需要其 他形式能量的转换，不需要想内燃机一样转化为热能还担心其热量过高，然后通过 发电机在将热能转化为电能，这样不仅提高了发电效率，还消除了中间其他能量转 换的消耗。目前，纯电动

21、汽车由于技术研究不成熟，在经济性与性能方面仍没有达到满足 人们所需求的产品，尚还处在发展阶段。但氢燃料发动机在现如今来说则较为容易 实现，在发动机的生产上，我们已经有了一套的生产链和一些发动机的配套设施， 可以说我们在发动机技术发展上了拥有很多的成果与经验，而我们只需把内燃机的 结构改变一下，将其改为燃用氢气就可以了环境保护的同时，氢发动机的影响是客观 的,所以是最广泛用于汽车发动机,氢的应用解决方案。2. 3.4氢燃料电池的缺点高昂的成本是氢燃料电池目前发展的最大限制。在航天领域，氢燃料电池注重 的是技术的研究，在使用上往往只需对少有的航天飞船使用，而将氢燃料电池用于 汽车领域则不同，在电解

22、水反应所用的交换膜、催化剂与石墨双极板等材料都需要 昂贵的材料与较高的加工成本，而全球汽车车辆乂如此之多，将这普遍的用于汽车 中肯定是不现实的，成本需求太高，影响商业化进程。其次，在氢燃料电池的关键 技术上我国较为缺失，很多重要的零件都不能自主研发，需要从国外采购回来。3总结迄今世界汽车保有量已然达到了 io亿辆并且依旧有增长趋势，为了社会的可持 续发展上，未来必然不会允许汽车如此大的能源消耗与环境的严重污染，传统汽车 在节能减排上已无法进一步改进了，研究新能源将是未来汽车工业发展的唯一途径。 本文以混合动力，纯电动，燃料电池三个方面探究了国内外新能源汽车技术的发展, 将研发的技术与生产产能呈现出来以便更清晰的了解目前发展状况以及存在的问 题。今后我国将继续加大对新能源汽车的研发支持力度，不断扩大示范运行规模， 带动新能源产业发展，并计划用6年至8年实现节能与新能源汽车的产业化，