各类新能源汽车特点及发展

各类新能源汽车特点及发展摘要在当前全球汽车工业面临能源环境的巨大挑战下，发展系能源汽车成为各大车厂的共识。但是对于各类各有优缺点新能源汽车，它们并不能都能成为最有前景的未来车型。以下将通过依次介绍纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、混合动力汽车（HEV）、燃料电池汽车（FCEV）、天然气汽车、氢发动机汽车、二甲醚汽车等各类别产品的特点还有发展现状，最后对比指出具体哪一类型的新能源汽车将成为未来汽车的主流。关键词：新能源汽车、未来汽车、混合动力混合动力汽车是指多于一种的能量转换器提供驱动力的混合型电动汽车。目前混合动力汽车多采用燃烧传统石化燃料的内燃机与电力混合。混合动力汽车最突出的优势就是其燃油经济性。可以按平均需用的功率确定内燃机的最大功率，使内燃机处于低油耗、污染少的最优工况下工作。这就比传统燃料汽车节约燃油30%~50%，同时也可以显著降低排放。同时电池可以方便地回收制动等工况时的能量。但是混合动气汽车也存在着价格高、长距离高速行驶基本不能省油的问题。目前，我国混合动力汽车技术发展较快，部分车型已处于技术成熟期，如已经上市的上汽荣威750。而在世界范围内，自1997年丰田首先在日本推Prius混合动力汽车以来，各大汽车企业纷纷推出自己的混动产品，如本田Insight，通用SaturnVUE、福特Escape等。随着技术的成熟和生产规模的扩大，成本大幅下降。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。纯电动汽车完全采用可充电电池驱动，其基本结构并不复杂。电动发电机和车载电池是其中的关键部件，其中又以电池最为关键。其难点在于电力储存技术。纯电动汽车并不是一种新汽车种类，电动汽车诞生有100多年了。不过在那时电动汽车的电池寿命短，行驶里程也不高。而后电动汽车被日渐成熟的内燃机汽车代替。不过到了20世纪70年代，由于石油危机的刺激，世界各国都开始寻找代替石油的其他能源。电动汽车才有回到了人们的视线。而最近几年除了早已存在的能源问题外，环境问题也成为社会关注的重大问题。聚焦在电动汽车上的目光再次增加。目前蓄电池的单位重量储能太少，充电后行驶里程不理想。而高效能的电池使用寿命较短，由于没形成经济规模导致纯电动汽车使用成本太高，难以商业化运行。尽管如此，纯电动汽车还是在在欧美、日本得到了小规模的推广，主要应用在市政用车、公交车公务车等。我国电动汽车的先行者比亚迪公司推出了e6，同时也对欧洲出口了城市公交。燃料电池电动汽车是利用燃料电池，将燃料中的化学能直接转换成电能来进行动力驱动的新型汽车。与混合动力汽车相比，燃料电池汽车完全不需要燃料的燃烧过程，而是通过电池直接将化学能转化为电能，依靠电机驱动。与纯电动汽车相比，燃料电池汽车动力源主要是燃料电池，而不是蓄电池。燃料电池能量转换的效率比内燃机高2~3倍，燃料电池化学反应过程不会产生有害产物，噪声低。因此从能源利用和环境保护方面来看，燃料电池汽车是一种理想车辆，代表着清洁汽车未来的发展方向。近几年来，虽然国际上在燃料电池技术已经取得了重大进展，但燃料电池汽车开发中仍然存在着技术性挑战，如燃料电池的一体化、整车集成、产业化、商业化等。值得一提的是我国在燃料电池电动车领域的研究水平与发达国家相差无几。氢发动机汽车是在现有的发动机基础上加以改造，从氢气和空气的混合燃烧产生能量从而获得动力的汽车。氢发动机汽车除了具备无污染、低排放等优点外，还具有一些特殊的优势，如对氢的要求较低、燃烧性能高、内燃机技术成熟等。但是氢发动机汽车现在面临氢的制取和液态氢的储存这两大难题，能否有效地解决这两大难题将决定氢发动机汽车的发展前景。天然气汽车是以天然气作为燃料的汽车。按照天然气的化学成分和形态，分为压缩天然气（CNG）、液化天然气（LNG）和液化石油气汽车（LPG）三种。天然气汽车由于采用天然气为燃料，所以其拥有低污染、低成本、安全性高等特点，但动力性能较低，不易携带，而且一旦大规模投入使用，必须建设相应的加气站和输送管道，设计城市建设规划、经费投入和环境安全等诸多因素，成本很高。我国天然气资源丰富，天然气汽车技术发展较快。例如长沙市部分出租车使用的就是天然气为动力。除了以上介绍的新能源汽车以外，还有一种以有机物质，如醇、醚为燃料的新能源汽车。乙醇汽车用的燃料是乙醇汽油，乙醇汽车技术已经相对成熟，对传统内燃机进行改动即可适应不同的乙醇汽油燃料。乙醇汽车在美国、巴西等乙醇资源丰富的国家发展较快，而在我国还处于起步期。二甲醚汽车使用二甲醚作为压燃式发动机的燃料，有两种使用方式：一是将二甲醚作为点火促进物质；二是将液态二甲醚进行直接燃烧。我国二甲醚汽车技术开已经取得重要进展。如上海汽车集团已经成功开发处二甲醚城市公交客车，并开始了试运行。得益于现在已经非常成熟的内燃机技术，混合动力汽车的在使用的简便性，续航性，可靠性上优于其他新能源汽车，但是其仍以汽油、柴油作为能量来源，因此不能代表未来汽车的类型。而由于电力可以从多种一次性能源获得，不必担心能源的日渐枯竭，因此纯电动汽车具有广阔的应用前景。同时纯电动汽车无污染，噪声低，效能高。正是这些优点式电动汽车的研究和应用成为汽车工业的热点，并且国家也将电动汽车作为我过汽车工业战略转型的主要取向。燃料电池汽车以其高能效绿色清洁还有续航能力的优势得到各国的重视和持续投入，因此燃料电池汽车也将是未来汽车的重要形式。对于其他类型的新能源汽车，由于燃料获得的局限性，不可能在全世界大规模应用。而且这类代用燃料存在在动力性不足、腐蚀发动机、储运困难等明显缺点。这类新能源汽车或将作为未来地区性的汽车补充类型。对比以上列举的各类型的新能源汽车不难发现，纯电动汽车将作为未来汽车的主流，燃料电池汽车作为未来汽车多样化的重要组成，而混合动力汽车是在石化资源枯竭之前的过渡车型，其他类型的汽车则作为因地制宜的补充。纯电动汽车作为最有发展前景的类型，得到了国家的支持，并已经在城市公交、重大比赛活动中得到推广。我们期待清洁交通时代的早日到来。参考文献邹政耀，王若平.新能源汽车技术.北京：国防工业书版社，2012石川宪二.新能源汽车技术及未来.康云龙，余开江译.北京：科学出版社，2012冯景毅.基于48V电压平台解读比亚迪绿混技术.汽车之家网，2013黄正桥.陈斌波：电动汽车是未来汽车发展的方向.汽车之家网，2011Sperling,Daniel.TwoBillionCars:DrivingTowardSustainability.UK:OxfordUniversityPress,2009.RanjanK.Bose,S.Sundar,K.S.Nesamani.