混合动力电动汽车技术的现状与发展分析(一)
混合动力电动汽车技术的发展与现状分析
龙源期刊网 .cn
混合动力电动汽车技术的发展与现状分析 作者：郭广超
来源：《科技创新与应用》2014年第15期
摘 要：随着环境问题的日益增多，雾霾天气给人们带来的困扰，以及能源短缺的恐慌使人们意识到环境友好型的新能源交通工具是今后发展的主流。混合动力电动汽车作为一种各项技术日益成熟的新能源汽车类型，也在引起全面的关注。本文旨在阐述近年来混合动力电动汽车技术上的发展状况，分析存在的问题，总结其发展的趋势。
关键词：混合动力电动汽车；能源；发展现状；趋势
引言
汽车作为20世纪最伟大的20项工程技术成就之一，为人类进步和经济发展做出了不可磨灭的贡献。我国也在近几十年来经历了汽车产品和保有量的快速增长。但是，我们无法回避的是，汽车保有量快速增长的背后是严峻的交通问题，环境污染和能源紧张等一系列负面效应，对此我们必须要寻求积极的应对办法，所以电动汽车成为了各个国家争相发展的研究项目。由于电池的能量密度和转化效率依然很低，远未达到人们所要求的数值，因此现在混合动力电动汽车HEV（Hybrid-Electric Vehicle）作为纯电动汽车的替代产品，其发展在汽车行业深受瞩目。
1 混合动力电动汽车的发展历程
电动汽车的诞生还要从1834年苏格兰人托马斯·德文博特发明的世界上第一辆不可充电的干电池汽车说起，此后电动汽车受到内燃机汽车的冲击被逐渐冷落，从市场上消失。到20世纪60年代，美国政府由于大量汽车对城市造成的环境和能源问题开始重新重视电动汽车的发展，导致了新一轮的电动汽车研发热潮。
在此之后，混合动力汽车占据了发展的主流。1997年日本的丰田汽车（Toyota）率先将混合动力电动汽车丰田普锐斯（PRUIS）正式推入市场，从此开始了混合动力电动汽车的全新时代。此后进入21世纪，世界其他汽车公司也相继推出了自己的混合动力汽车车型，希望在新能源汽车市场中分一杯羹，其中比较有代表性的有现代的Insight，Daimler克莱斯勒的ESx3，福特的Prodigy，尼桑的Tino，通用的Precept等。其中PRUIS和Insight以其优良的性能，成熟的技术已经正式进入市场，市场份额正在逐渐增大。【混合动力电动汽车技术的现状与发展分析】
2 我国的混合动力汽车发展历程
我国近些年来非常重视混合动力电动汽车的研究和开发工作，科技部早在“十五”就将其列为863重大专项进行重点攻关，确立了“三纵三横”的国家新能源汽车研发布局。“十一五”期间，投资11亿元启动863计划“节能与新能源汽车重大项目”，全力推动电动汽车从整车设计
混合动力电动汽车技术的现状与发展分析(二)
混合动力电动汽车技术发展与现状分析
机电工程学院毕业设计任务书
（13级）
混合动力电动汽车技术的现状与发展分析(三)
混合动力电动车市场现状及发展前景分析
混合动力电动车市场现状及发展前景分析
一、全球产业发展综述
中投顾问在《2016-2020年中国电动汽车产业投资分析及前景预测报告》中表示，当前，全球汽车工业正面临着能源环境问题的巨大挑战。发展新能源汽车，实现汽车动力系统的新能源化，推动传统汽车产业的战略转型，在国际上已经形成广泛共识。在这种形势下，美国、日本、欧洲等发达国家和地区，不约而同地将新能源为代表的低碳产业作为国家战略选择，都希望通过新能源产业与传统汽车产业的结合，破解汽车工业能源环境制约，培育新型战略性产业，提升产业核心竞争力，发展低碳经济，实现新一轮经济增长。在太阳能、电能等替代能源真正进入实用阶段之前，混合动力汽车因其低油耗、低排放的优势越来越受到人们的关注。
近年来，美、日、德等汽车工业强国先后发布了关于推动包括混合动力汽车在内的新能源汽车产业发展的国家计划。美国奥巴马政府实施绿色新政，计划到2015年普及100万辆插电式混合动力电动汽车
（PHEV）。日本把发展新能源汽车作为“低碳革命”的核心内容，并计划到2020年普及包括混合动力汽车在内的“下一代汽车”达到1350万辆，为完成这一目标，日本到2020年计划开发出至少38款混合动力车、17款纯电动汽车。德国政府在2008年11月提出未来10年普及100万辆插电式混合动力汽车和纯电动汽车，并宣称该计划的实施，标志德国将进入新能源汽车时代。
动力电池成为各国政府在电动汽车领域支持的重中之重。美国总统奥巴马2009年8月宣布安排24亿美元支持PHEV的研发与产业化，其中20亿美元用来支持先进动力电池的研发和产业化。日本政府提出“谁控制了电池，谁就控制了电动汽车”，并组织实施国家专项计划。德国从2010年起启动了一项4.2亿欧元的车用锂电池开发计划，几乎所有德国汽车和能源巨头均携资加入。国家的大量投入，充分调动了企业的积极性，目前国际主要汽车制造商不断加强与电池企业的合作，以动力电池突破为核心目标的强强联合与产业联盟不断涌现，动力电池技术研发和产业化进程明显加快。
各国政府加大了政策支持力度，全力推进包括混合动力汽车在内的新能源汽车产业化。美国对PHEV实施税收优惠，减税额度在2500美元和15000美元之间，同时美国政府对电动汽车生产予以贷款资助。2009年6月23日，福特、日产北美公司和Tesla汽车公司获得80亿美元的贷款，主要用于混合动力和纯电动汽车的生产。日本从2009年4月1日起实施新的“绿色税制”，对包括混合动力车、纯电动汽车等低排放且燃油消耗量低的车辆给予税赋优惠，一年的减税规模约为2100亿日元，是现行优惠办法减税额的10倍。法国对购买低排放汽车的消费者给予最高5000欧元的奖励，对高排放汽车进行最高2600欧元的惩罚。【混合动力电动汽车技术的现状与发展分析】
从1995年起，包括日本丰田与美国三大汽车公司在内的世界各大汽车生产厂商陆续投入混合动力汽车的研究开发。经过多年发展，混合动力汽车在商用化、产业化进程上的发展已经较为迅速。特别是2004年全球各大汽车制造商继续加大环保车型的开发力度，混合动力车型成为各大公司的战略重点，逐渐突破了小型车的限制越来越多的应用在中大型车上，技术竞争愈演愈烈。
在日本，1997年，日本丰田推出了世界上第一款批量生产的混合动力汽车，其后又在2001年相继推出了混合动力面包车和皇冠轿车，运用了先进的混合动力系统（THS）电子控制装置与电动四轮驱动及四轮驱
动力/制动力综合控制系统，在普及混合动力系统的低燃耗、低排放和改进行驶性能方面处于世界前沿。以丰田为代表的日系企业，正是在10多年前的精确判断，才最终以混合动力这种过度的新能源技术傲力如今的世界汽车市场。丰田普锐斯轿车2009年的销量达20.89万辆，同比增长达290%，成为包含微型车在内的新车销量排行榜榜首。
在美国，美国三大汽车公司通用、福特和戴姆勒-克莱斯勒在2004年就组建了生产混合动力汽车和燃料电池汽车所用电池联合开发公司——USABC，投资460万美元开发新一代环保型双动力汽车所需要的高性能锂聚合物电池。2005年9月，通用汽车、戴姆勒·克莱斯勒集团与宝马集团签署了关于构建全球合作联盟，以共同开发混合动力推进系统的合作备忘录，共享各自在混合动力推进系统方面领先的技术能力及丰富的科技资源，并把发展“双模”完全混合动力系统作为首要目标。
二、市场产销规模
中投顾问在《2016-2020年中国电动汽车产业投资分析及前景预测报告》中表示，2015年12月，国内混合动力客车产量5339辆，排名前九的企业共计生产4202辆，占据整个混合动力客车市场总量的78.7%。
12月份，苏州金龙海格以1330辆，排名首位，占据24.91%的市场份额；宇通客车和扬州亚星分别以1243辆和499辆，位列第二、三位，市场占比分别为23.28%和9.35%。
2015年1-12月，宇通以6348辆的产量排名第一，累计同比增长19%；苏州金龙海格以3870辆排名第二，累计同比增长232%；中通客车以2033辆排名第三，累计同比增长51%。
图表 2015年混合动力客车产量排行
注：图表数据为2015年12月
数据来源：中投顾问产业研究中心
图表 2015年混合动力客车企业份额
注：图表数据为2015年12月
数据来源：中投顾问产业研究中心
图表 2015年混合动力客车销量排行榜
单位：辆
注：图表数据为2015年12月
数据来源：中投顾问产业研究中心
三、行业发展前景【混合动力电动汽车技术的现状与发展分析】
中投顾问在《2016-2020年中国电动汽车产业投资分析及前景预测报告》中表示，“十三五”会议和规划制定总方针，提出详细地要求，反观汽车行业，要达到上述要求并持续发展，这是一项艰巨的任务，任重而道远。由于我国经济的快速发展，城市汽车数量迅速增加，汽车对于空气污染严重的“贡献”功不可
没，特别是近期雾霾肆虐，汽车就是罪魁祸首之一。除此之外，汽车尾气增大碳排放量，造成温室效应，影响气候。还有，当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病，统计表明在占80%以上的道路条件下，一辆普通轿车仅利用了动力潜能的40%，在市区还会跌至25%。以上种种，显然是与“十三五”规划的要求相悖，但是，作为重要的交通工具，汽车以其舒适性、方便性，符合消费要求，注定有更加长远的发展，所以，我们能做的，就是在此基础上不断优化，使其达到最优效果。
国务院颁布的《中国制造2025》指出汽车未来可持续发展的四个方向，即“纯电动汽车”、“混合动力汽车”、“燃料电池汽车”、“智能网联汽车”等四个方向。其中，“混合动力汽车”应当是目前的最优选择，有较大的可实施性和发展机会。通常所说的混合动力汽车，一般是指油电混合动力汽车，采用传统的内燃机和电动机作为动力源。这是两全其美又富有创新的设计，既能减少资源浪费和减轻污染，又不会囿于电池技术的发展不足。我国混合动力汽车主要集中在华东地区、华北地区和华中地区，以上三个地区的混合动力汽车占到了全国的65.1%，特别是华东地区的混合动力汽车占到全国的27.3%。
市场上的多家汽车厂商都在进行混合动力汽车的研发与生产，比如丰田汽车。丰田对混合动力情有独钟，在“双擎”的道路上继续不断探索前行。目前，丰田在中国市场的混动车型已达到4款，加上雷克萨斯的混动车型总共达到10款。随着双擎车型的导入，丰田混合动力的销量将达到目前销量的10倍。
发展前景一片光明、潜力巨大的混合动力汽车，将会是对“十三五”规划的最好执行和诠释，定当助力“十三五”规划，保证其良好实施。首先，从消费者的角度来说，汽车不需要外部充电系统，一次充电全部解决，发动机和电机动可以互补，不用担心没油或没电。其次，对于环境和能源利用来说，混合动力汽车减少污染和碳排放量。与传统汽车相比，由于内燃机总是工作在最佳工况，油耗非常低；它既有燃料发动机动力性好、反应快和工作时间长的优点，又有电动机无污染和低噪声的好处。
以丰田集团的雷克萨斯ES300h为例，在降低噪音方面，人正常呼吸的声音为22分贝，冰箱启动时的声音为36分贝，而它在电驱动状态下噪音值为34.5分贝，比冰箱启动时的声音还要低1.5分贝；在碳排放量方面，如果你饭后独步1公里，你呼吸带来的碳排放平均约为30克，而它行驶1公里的碳排放仅为107克，与同级车型相比，行驶6年或15万公里，可减少6.75吨碳排放量，相当于为地球多种植270棵树木。
混动汽车无疑是一种创新，正如“十三五”规划提出的“创新是发展的新动力”。混合动力汽车的深入发展与普及，是一个新起点，是汽车行业产业升级的新起点，也是助力“十三五”规划的新起点，更是未来科学发展、可持续发展的新起点。
四、市场潜力分析
中投顾问在《2016-2020年中国电动汽车产业投资分析及前景预测报告》中表示，2016年，全国电动汽车和插电式混合动力车的销量预计将超过70万辆，较2015年的销量增长一倍。
2015年电动车和插电式混合动力车的合并销量为331092辆，较2014年增长了340%。
其中包括247482辆电动车和83610辆插电式混合动力车，在24万辆多的电动汽车销量中，包括146719辆乘用车，另有100763辆为商用车。插电式混合动力车的销量中，60663辆为乘用车，22947辆为商用车。
在中国，只有电动车、插电式混合动力车和燃料电池车可享受政府补贴，传统混合动力车不能享受政府补贴。中汽协没有公布2015年燃料电池车的销量数字。
为了减少汽车排放，鼓励自主品牌车企开发电动汽车技术，中国政府正全力推进电动汽车的发展。 根据2015年起草的蓝图，政府计划到2020年在全国范围内新建12000个充电站和480枚充电桩。2014年年底，全国共有780个充电站共31000枚充电桩。
2015年政府还为27个省市自治区设定了电动车的最低销量目标。
政府预计，这些措施到位后，自主品牌车企的电动车和插电式混合动力车销量到2020年可达100万辆，到2025年可达300万辆。
混合动力电动汽车技术的现状与发展分析(四)
浅谈电动汽车技术进展现状和发展趋势
摘要：随着我国科学技术的不断发展，大大推动了电动汽车的发展，本文叙述了国内外电动汽车的发展现状，并提出了电动汽车技术的发展趋势。 关键词：电动汽车技术 进展 发展趋势
引言
电动机汽车是人类的重要交通工具，汽车产业国民经济的支柱产业，但是汽车的大量使用同时也带来了能源消耗、环境污染等许多负面影响。这些负面影响正逐步动摇燃油发动机在现代汽车动力系统中占据的统治地位。目前世界各大汽车公司都在争相研制各种新型的无污染环保车，力图使自己生产的汽车达到或接近“零污染”标准。而电动汽车以电能为能源，通过电动机将电能转化为机械能，是零污染汽车，因此电动车作为解决环境污染的重要途径，得到了飞速发展。
1 电动汽车的发展历史及现状
电动汽车是20世纪最伟大的20项工程技术成就中前两项技术的融合，即“电气化”和“汽车”的融合产物。它不是当代人的新近想法，其构想与研制均早于燃油车，但由于性能不如燃油车，使其研究与开发工作一度停滞，20世纪7O年代的能源危机和石油短缺，又使电动汽车获得了生机，到了20世纪8O年代，随着人们对于空气质量和温室效应的关注，对电动汽车的研究热情进入了空前高涨期。从2O世纪9O年代初起，世界各大汽车集团公司如Ford、GM、Nissan、Toyota和Honda等，都在电动汽车上投入了较大的资金，并研制出多种电动汽车及电动汽车概念车，如Ford的Thinkcity，GM的EV1，Toyota的RAV4、Prius和FCEV，Honda的EVPlus、Insight和FCX—V3等。
2 国内、外发展状况
2.1 国内电动汽车发展概况
国内电动汽车的研究始于20世纪60年代，但当时的研究开发都是零散和小规模的，投入也很少。自1980年开始，我国开始掀起电动汽车的研究高潮，电动汽车被国家列为“八五”、“九五”科技攻关项目。国内一些科研院所和生产企业相继开始研究电动汽车，并取得了一些成果。如清华大学研制的l6座电动中巴车，东风汽车公司研制的电动轿车，郑州市电动车辆研究所研制的电动轿车，天津汽车研究所试制了微型厢式电动汽车，华南理工大学研制的轻型电动客车，远望集团公司研制的电动大客车，长江动力公司研制的电动双层大客车等都具有一定的水平，但与国外先进电动汽车相比还有一定差距。
2.2 国外电动汽车发展现状
20世纪90年代以来，各大汽车公司通过使用先进的开发手段，已在较短的开发周期内相继推出了采用不同布置形式和控制策略的HEV产品。大众汽车公司第一次推出了“Chico”混合动力电动微型汽车。自1995年起，世界各大汽车生产厂商已将研究的重点转向了混合动力汽车的研究开发。日本丰田汽车公司是走在混合动力汽车研究发展前沿的汽车公司，开发的混合动力汽车已达到实用化水平。1997年，丰田推出了世界上第一款批量生产的混合动力汽车Prius，其后又在2001年相继推出了混合动力的面包车和皇冠轿车，2003年推出第二代Prius，在日本、美国和欧洲上市。截至2006年4月，丰田Prius混合动力车全球销售504700辆，成为到目前为止市场表现最好的混合动力汽车；丰田汽车公司生产的混合动力汽车在全球的累计销量已突破60万辆，日本的本田汽车公司于1999年独立研制开发的Insight混合动力车也已经实现量产。继Insight之后.2002年本田公司又推出了Dualnote运动型概念车。但是由于本田Insight难敌丰田Prius，据本田副总裁RichardColliver于2006年5月17日在加利福尼亚举行的远程电信会议上透漏，Insight系列将在2006年9月份停产，并且以后不再生产。
3 混合动力电动汽车
由于完全由动力蓄电池驱动的纯电动汽车，其性能/价格比长期以来都远远低于传统的内燃机汽车，难于与传统汽车相竞争，上个世纪9o年代以来各大汽车公司都着手开发混合动力汽车。日本丰田公司在1997年率先向市场推出“先驱者”（Prius）混合动力汽车，并在日本、美国和欧洲各国市场上均获得较大成功，各种纯电动车辆数量/性能和价格/性能曲线田THEWORLDOFINVERTERS累计产销量已超过60万辆。随后日本本田、美国福特、通用和欧洲一些大公司，也纷纷向市场推出各种类型的混合动力汽车。混合动力电动汽车是指具备两个以上动力源、而其中有一个可以释放电能的汽车。混合动力汽车按混合方式不同，可分为串联式、并联式和混联式三种；按混合度（电机功率与内燃机功率之比）的不同，又可分为微混合、轻度混合和全混合三种。其中外挂式皮带驱动起动/发电（BSG）式是微混合动力汽车的典型结构，其电机功率一般仅2～3kW，依赖发动机的停车断油功能，可节燃油5～7%；在发动机曲轴后端加装一个电动/发电型盘式电机（ISG）是轻度混合动力汽车的典型结构；具有纯电力驱动功能的可作为全混合或混联式混合动力汽车的典型。
4 结束语
第3代新型电池的出现大大推动了电动汽车的发展，续驶里程和充电时间已能满足实用化的要求。电动汽车所采用的直流电动机基本上已经被交流电动机、永磁电动机或开关磁阻电动机所取代，电动机正在向大功率、高转速、高效率和小型化方向发展。最新的控制技术和控制方法已经成功地应用于电动汽车的驱动控制，并向智能化方面发展。可以预计21世纪电动汽车必将替代内燃机汽车，占据主导地位。
参考文献：
[1]杨孝纶.电动汽车技术发展趋势及前景（上）[J]. 汽车科技. 2007（06）.
[2]杨孝纶，刘晓康，汪斌.电动汽车技术发展趋势及前景[J]. 变频器世界. 2007（07）.
[3]杨孝纶.电动汽车技术发展趋势及前景（下）[J]. 汽车科技. 2008（01）.
[4]余群明，石小波，王雄波，杨振东. 电动汽车技术（5） 电动汽车电控系统发展现状及其趋势[J]. 大众用电. 2008（05）.
[5]曹秉刚，张传伟，白志峰，李竟成.电动汽车技术进展和发展趋势[J]. 西安交通大学学报. 2004（01）.
混合动力电动汽车技术的现状与发展分析(五)
国外纯电动汽车发展现状及前景
【摘 要】本文从技术和市场两方面对国内外纯电动汽车的发展历史和发展现状进行了深入分析，指出了国内纯电动汽车目前需要解决的主要问题，进一步分析研究了纯电动汽车的发展前景。 【关键词】纯电动汽车；发展现状；发展前景
1.国外纯电动汽车发展历程
近年来，各国政府为了振兴汽车业，新能源汽车扶持政策都加速出台，在相关产业标准方面有密集动作。总体看来，各国实现交通能源转型的总趋势基本相同，即发展环境友好和资源优势的替代能源，以此来改善对石油的过分依赖，同时对交通能源结构进行调整。混合动力电动汽车应用于短中期研发，长期发展纯电动汽车和燃料电池电动汽车[1-2]。
1.1美国纯电动汽车发展
20世纪90年代中期，美国制订发展电动车的“新一代汽车伙伴（PNGV）计划”，主要研发电池驱动纯电动汽车。2002年，美国能源部对工业研究、开发和演示电动汽车投资1500万美元，包括供电质量、动力储存以及使用效率等。低速、小型、特种用途的纯电动汽车得到不断发展。同时，《能源法案》2005年在美国获得通过，规定购买清洁能源汽车能减免一定的税收。在经历经济危机之后，政府推出“以旧换新”汽车计划来刺激消费，鼓励用户将大排量的旧汽车换为节能新型汽车。2009年，为了支持新一代电动汽车部件及其电池组的研发，政府设立20亿美元的投资计划。同时政府还投入4亿美元来建设充电站等基础设施[3]。
2012年，美国电动汽车市场增长突飞猛进，全年电动汽车（包括插电式混合动力车和纯电动汽车）销售量较上年猛增2倍。2012年，加利福尼亚州仍然是美国电动汽车发展的领先者，加州纯电动车的新车注册数量占全美总数的32%。
1.2日本新能源汽车发展
由于地理环境、人口分布等特殊性日本政府对电动汽车的研发尤其看重。1965年，电动汽车的研发被列入国家项目；1971年，制定了《电动汽车的开发计划》。90年代之后一些大型汽车企业重新着手研发装载锂离子、镍氢电池的第二代纯电动汽车。由于当时技术和成本等方面的考虑，新能源汽车的研发战略中，动力装备类企业（富士重工、三菱重工等）以纯电动汽车蓄电池技术的研发为重点，而更多的日本汽车企业则将混合动力汽车作为重点发展方向。而纯电动汽车的研发逐渐小型化，单人和双人车型成为主力车型。
2009年4月，日本对纯电动汽车、清洁柴油车、混合动力车、天然气车以及认定为低油耗且低排放的车辆开始实施“绿色税制”。日本政府还通过免除多种税负的优惠政策来鼓励用户购买“下一代汽车”（指前三类车）。在日本，混合动力普锐斯新车能全免重量税和取得税，同时个别车辆还能减免一半的自动车税，还可以领取补助金。日前，日本政府准备245亿日元巨资用于研发下一代车用电池，同时还将投资210亿日元用于电池创新基础科学研究。
1.3欧洲纯电动汽车发展
相对于国内市场而言，欧洲的电动汽车市场非常成熟，市场环境对电动汽车商业化很有利。同美国相比，欧洲更崇尚“零污染”的纯电动汽车。
德国政府对保护环境方面相当重视，并投入了大量资金研发电动汽车。德国政府2009年颁布《国家电动汽车发展计划》，规划到2020年，德国将有100万辆电动汽车在运行。但是，由于各种原因2012年德国政府将目标下调至60万辆左右。德国准备首先在大城市运营电动汽车，之后在城市间高速公路推广。
英国电动汽车技术在世界范围内都是较先进的，而且应用也相当广泛。上世纪80年代中期，英国在运行的电动汽车就有12万辆，现在已达40多万辆[4]。伦敦于2012年开展“电源伦敦”计划，到2015年伦敦的充电站数量将首次超过加油站。充电站按年度会员制，会员只需缴纳161美元会费可享受全年无限制充电。此外，伦敦市长还决定彻底减免电动汽车的城市拥堵费（约每年3200美元）。
2. 纯电动汽车关键技术及发展前景
2012年，国务院先后出台了《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》、《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》等多项政策。科技部继2011年投入约8亿元专项资金启动“十二五”电动汽车科技创新外，2012年再次安排约4亿元专项资金用于电动汽车科技创新。与此同时，新能源汽车产业技术创新工程启动，在整车、动力电池方面，累计部署超过40亿元专项资金。2012年国内销售新能源汽车12791辆，其中纯电动汽车产销量分别比上年增长98.8%和103.9%。
2012年6月国务院颁布的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012～2020）》中指出，到2015年，纯电动汽车及插电式混合动力汽车累计产销量争取达50万辆，到2020年超过500万辆。
2010-2012年“十城千辆”累计推广了27，432辆，80%为公共服务领域，完成既定目标仅40%左右。9月份出台新政策提出，补贴将由中央政府直接补贴企业，同时要求示范城市采购30%外地生产的新能源汽车。新的推广计划将带动2014-2015年新能源汽车销售约12万辆。目前看来要达到工信部提出的2015年和2020年的目标，还有很长的路要走。
2.1纯电动汽车电池技术
电池是纯电动汽车的动力源，也是纯电动汽车发展的关键因素。到目前为止，车用电池经历了3代的发展。铅酸电池是第1代，广泛使用的是免维护的阀控式铅酸电池（VRLA），是由于其可靠性高、价格低廉、原材料丰富和高倍率放电等优点。但比能量低、质量和体积相对较大，而且一次充电的续驶里程较短。碱性电池是第2代，主要有镍氢、锌空气、镍镉、钠硫和锂离子等，比功率和比能量较铅酸电池要高，续驶里程和动力性能都得到明显提高，然而价格比铅酸电池要高很多。随着商业化进程的加快，锂电池的成本也将下降。燃料电池是第3代电池。它能高效的将化学能转化为电能，在比能量、比功率方面优势也较明显，燃料也易于获取，还能够控制反应过程。所以，燃料电池是理想的车用电池，应用技术还有待进一步的开发，一些关键技术还有待突破[5-6]。 2.2车辆
电动汽车是一类具有高科技综合性的产品，除电动机、电池含有高科技以外，其车体本身同样潜在很多高新技术。例如，同等条件下，如果使用轻质材料如铝、镁、复合材料优及质钢材，适当优化结构，可使汽车自身重量减少30%-50%。再比如，假设能使车身特别是汽车底部更加流线型化，能够使汽车的空气阻力减少50%。在提高和优化车体的设计水平，相较于提高电池的储能能力，在节能方面是更易于实现的。
2.3外部负效应
就外部负效应来说，虽然纯电动汽车没有污染物排放，但是从全生命周期看，纯电动汽车所消耗的电力是需要发电厂来提供的。中国的能源特点是第一次和第二次能源大转换尚未完成。煤炭在一次能源消费中的比重还在70%左右。第二次能源大转换中涉及到的发电能源转换问题，油气、水电、核电比重要上升，目前我们还没有做到，发电能源中煤炭扔占80%左右。用纯电动汽车代替燃油汽车，相当于用煤代油。假如按燃油汽车每车每年1t燃油（日本汽车平均耗油水平），这算为1.53t煤；纯电动汽车每车每年耗电4 000 kW・h ，需要消耗1.6t标准煤。虽然折算成标准煤之后消耗量基本上相同，但是燃油排放的CO2比燃煤少。所以就中国目前能源结构纯电动汽车还增加了CO2的排放量。发展低碳经济的同时，应该加快第二次能源大转换的进程，提高低碳、无碳能源比重，从而推动纯电动汽车的发展步伐。
3.结语
随着当今汽车工业的高速发展，汽车所引起的环境污染、能源短缺问题越来越受到全球各国的重视，纯电动汽车以其节能、高效、零排放等优点迅速得到发展，但是我们纯电动汽车的发展还有很长一段路要走。我们不能盲目的只看到纯电动汽车的优势，对于纯电动汽车带来的负效应也要同样重视。借鉴国外发展纯电动汽的同时，还应依据国内基本国情，国内能源结构、关键技术等都将是我们攻克纯电动汽车的难题。
参考文献：
[1]门保全.电动汽车[M].湘潭：湘潭大学出版社，2010.9.
[2]李晓丹.新能源汽车发展现状及应用前景[J].中国能源，2009，31（8）：43-45.
[3]李晓华.新能源汽车技术[M].北京：机械工业出版社，2011.12.
[4]段万普.电动汽车技术与商业运行[M].北京：中国电力出版社，2012.8.
[5]田春霞.纯电动汽车的优缺点及发展制约[J].大众科技，2011，148（12）：22-24.
[6]杨华.纯电动汽车关键技术研究[J].北京汽车，2007，6：24-26.
作者简介：
周佳（1987.7-），男，汉族，湖北仙桃，重庆交通大学，研究方向：车辆工程。
混合动力电动汽车技术的现状与发展分析(六)
浅析新能源汽车的技术现状及发展趋势
【摘要】随着日益严重的环境污染现状，节能环保已成为当今汽车发展的重要课题，而新能源汽车的发展正是迎合了此种思路，受到越来越多的重视。本文针对目前新能源汽车的发展现状，首先介绍了几种主要的新能源技术路线，并列举出主要汽车厂家的新能源产品，最后阐述了未来新能源的发展趋势和应用前景。 【关键词】新能源；汽车；技术路线
引言
汽车自问世以来，已经成为社会发展和人们生活中不可缺少的工具。而随着世界石油资源的枯竭和对节能环保意识的日益重视，各国均致力于降低汽车的能源消耗和尾气排放量，开发低排放甚至零排放的新能源汽车。在当前新能源汽车行业领域内，众多汽车厂家也不遗余力的推出其新能源汽车产品，通过各种先进的技术实现手段，以满足市场和社会的需求。
1.新能源汽车的主要技术路线
1.1 纯电动汽车
传统汽车的主要动力源为内燃机，其中内燃机将能量从热能转化为旋转机械能[1]。而在纯电动汽车中，利用二次动力电池提供能量源，并通过高性能电动机输出旋转机械能，从而实现零排放、零污染的效果。
纯电动汽车动力系统的组成和工作原理如下图所示：
纯电动汽车动力系统的主要模块为动力电池、充电器和电动机及其控制器。其中动力电池作为汽车的唯一能量源，是组成纯电动汽车的关键部件，对汽车的续航能力起到决定性影响。充电器包括快充和慢充两种类型，其中快充主要适用于充电桩等专门的充电装置，可以在30分钟内快速将电池电量充到80%以上。而慢充是安装在车上的车载充电装置，只要接上220V交流电源，可以在6到8小时内将电池完全充满并自动中止充电，这样在休息时间内，就可以完成电池充电过程。
电动机与电机控制器组成的驱动系统提供扭矩给传动机构，直接影响到车辆的各项动力性指标，如车辆的行驶速度、加速和爬坡性能以及制动能量回收效率。同时由于电机的本身特性，可以在低速区内提供大扭矩输出，配合IGBT控制单元，实现内燃机无法比及的机械特性。
1.2 混合动力汽车
混合动力汽车是指由两种及以上的能量源提供动力输出，以“油—电”混合居多，其特点是通过两者的优势互补，减少能耗和排放，同时又避免动力电池能量不富裕的缺陷[2]，越来越多的受到市场的亲睐。
当前混合动力应用比较热门的一种类型是插电式混合动力汽车，这是一种纯电动系统和混合动力系统相结合的产品。车辆配备较大容量的电池组和车载充电装置，在电池能量较高时，可以使用纯电模式行驶，而当电池能量不足时，内燃机参与工作，在提供动力输出，在车辆停止后，可通过车载充电装置进行电量补充。这样在日常短距离内，可作为纯电动汽车使用，而远距离行驶时，使用混合动力模式进行工作，从而最大程度的降低油耗和排放。
1.3 燃料电池汽车
燃料电池汽车是以燃料电池发电作为主要能量源，通过电机驱动车辆行驶的汽车，其动力系统主要由燃料电池系统、储氢系统、驱动电机、动力蓄电池等组成。
燃料电池实质上是电化学反应发生器，其反应原理是将燃料中的化学能直接转化为电能。氢氧燃料电池供电的过程实际上就是通过氢氧的化学反应生成水并释放电能[3]。氢气和氧气分别是燃料电池在电化学过程中的燃料和氧化剂。下图为燃料电池工作原理示意图：
2.主要汽车厂家的新能源产品
2.1 美国特斯拉汽车公司
美国特斯拉（Tesla）汽车公司是世界上最知名的纯电动汽车生产厂家，其推出的全球第一辆全电动跑车Tesla Rosdster受到很多高端用户的喜爱，也是目前利润最高的新能源汽车公司。而最新的Tesla Model S纯电动汽车采用8000个电池单元组成，续航里程可达到483公里，同时配合高性能驱动电机的优良特性，只需5.6秒即可从静止加速到96公里/小时，而从96公里/小时制动到静止仅需42米，展现了优异的动力性能。
2.2 日本丰田公司
日本丰田（Toyota）汽车公司是全球最早实现批量量产混合动力汽车的生产厂家，其典型的新能源汽车就是1997年问世的普锐斯Prius油电混合动力汽车，也是目前销量最大的一款新能源车辆，从第一款产品问世以来，累计销量超过60万辆。
普锐斯Prius油电混合动力系统将汽油发动机与电动机进行完美组合，在保证高水平的燃油经济性和环保性能的前提下，实现了出色的动力性。城市工况下，排量为1.5L的普锐斯Prius达到了相当于2.0L传统车型的动力性能，而油耗仅相当于1.0L的传统车型。
2.3 上海汽车集团公司
上海汽车集团是目前国内最大的汽车生产厂家，一直以来重视新能源汽车的战略发展，并推出多款自主研发的新能源产品。其2012年底上市的纯电动汽车荣威E50采用自主研发的永磁电机，并结合18千瓦时的磷酸铁锂电池，220V电源慢充只需6小时。从推出市场仅半年，已累计销售三百台以上，成为国内新能源汽车产品的一大亮点。
此外，上海汽车集团的新能源产品还包括多款混合动力汽车和燃料电池汽车，如荣威550插电式混合动力轿车、荣威新750混合动力轿车和上海牌燃料电池轿车。
3.新能源产品的未来发展趋势
3.1 生物能源汽车
生物能源汽车是指利用生物燃料替代车用燃油，实现可再生能源开发利用。生物燃料以大豆、油菜籽和微藻等植物为原料，提取或分解后制成的液体燃料，可直接在传统内燃机中使用。如美国OriginOil公司发明的微藻燃料，通过超声波和电磁脉冲分解藻类细胞壁，使天然油成分从微藻生物质中释放出来，直接用于汽车使用，目前已进行商用测试，未来应用前景巨大。
3.2 车身面板蓄电池技术
车身面板蓄电池技术是利用超细碳纤维夹合树脂/玻璃纤维的纳米材料制成车顶、车门以及其他部件，在提供高支撑强度的同时发挥蓄电池的功能，有效的扩大电池总容量。此外，配合光伏组件制成汽车顶棚，在室外还可以吸收太阳能并转化为电能，提高新能源汽车的续航里程。
4.结语
目前，虽然新能源汽车的成本较高，技术应用还没有被完全认可。但随着国家对于新能源产业的大力扶持，推动了新能源汽车关键技术的不断进步，特别是动力电池技术的不断成熟，未来新能源汽车的市场应用会越来越广阔，成为汽车市场的主要发展潮流。
参考文献
[1]门保全.电动汽车[M].湖南：湘潭大学出版社，2010.
[2]边耀璋.汽车新能源技术[M].北京：人民交通出版社，2003.
[3]张扬军等.燃料电池汽车动力系统热管理[J].汽车工程，2003.
http://m.zhuodaoren.com/shenghuo343443/
推荐访问:混合动力汽车发展前景 混合动力汽车关键技术
