浅析新能源汽车的现状 论文

广西科技大学鹿山学院论文题目:浅析新能源汽车系别：汽车工程系专业班级：汽营131班学生姓名：莫心心学号：20131535指导教师：崔离月完成时间：2016.12.21摘要广西科技大学鹿山学院学生论文2/23在从汽车尾气说起我国50％以上的石油消耗在交通运输上,资源利用的效率甚低,机动车每百长公。油耗比欧洲高25％,比日本高百分之20％,比美国高百分之10％;载货汽车每百长公里/吨油耗比国外先进水平高100％以上。全球能源短缺，提倡清洁能源的大背景下，汽车保有量的急剧增加造成了日益严重的城市污染,引发各种相应疾病蔓延。在北京、广州和上海等大城市中,燃油汽车直接排放的废弃物对空气污染已超过60％。有关部门预测,近几年,汽车尾气排放量。占空气污染的64％甚至更大比例。目前,人们已从汽车尾气中分离出80多种有害物质,其中以一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、铅尘和苯并芘为主.新能源汽车是汽车行业发展的必然选择。从新能源汽车兴起的背景出发，提出我国新能源汽车发展的挑战和促进我国新能源汽车巅峰相关措施，对我国新能源汽车的发展有重要意义。关键词：新能源汽车；发展趋势；汽车保有量；汽车尾气；资源利用；城市污染目录广西科技大学鹿山学院学生论文3/23一·新能源汽车研究的背景1.1、新能源汽车的概念……………………………………………………………41.2、新能源汽车的研究背景………………………………………………………4二·新能源汽车研究的目的和意义2.1、新能源汽车研究的目的………………………………………………………52.2、新能源汽车研究的意义2.2.1、发展新能源是当今世界的历史潮流和必然选择……………………52.2.2、发展新能源可为经济又好又快发展提供支撑………………………5三·新能源汽车的技术3.1、混合动力3.1.1、油电混动派和插电混动派……………………………………………63.1.2、插电式混合动力汽车…………………………………………………83.1.3、插电混合动力的未来…………………………………………………123.2、天然气车3.2.1、天然气车的发展前景…………………………………………………123.2.2、天然气车的类型………………………………………………………133.2.3、天然气车的发展优势…………………………………………………133.3、纯电动车3.3.1、时间凭什么选择电动汽车而不是内燃车……………………………143.3.2、纯电动车目前发展的困难和突破点…………………………………153.3.2、纯电动车的未来变数…………………………………………………183.4、燃料电池3.4.1、燃料电池概述…………………………………………………………193.4.2、燃料电池技术…………………………………………………………193.4.3、燃料电池的现状………………………………………………………21四·未来发展的困难及突破点…………………………………………………………22五·结束语………………………………………………………………………………23致谢………………………………………………………………………………………24一·新能源汽车研究的背景广西科技大学鹿山学院学生论文4/231.1、新能源汽车的概念新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的的各种能源形式。新能源汽车是相对于传统汽车提出来的，传统的汽车是以汽油、柴油为燃料，而新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进，具有新动力系统的汽车。目前在工程上可实现的新能源汽车技术包括：混合动力、天然气车、纯电动车和燃料电池。同时新能源汽车被认为是现阶段减少空气污染和减缓能源短缺的有效方式。1.2、新能源汽车的研究背景按照《国务院关于印发节能与新能源汽车产业发展规划（2012～2020年）的通知》（国发[2012]22号）要求，为进一步完善汽车节能管理制度，实施乘用车企业平均燃料消耗量管理，逐步降低我国乘用车产品平均燃料消耗量，实现2015年和2020年我国乘用车产品平均燃料消耗量降至6.9升/100公里和5.0升/100公里的目标，特制定本办法。如果没有达到这个目标，车企就可能会被罚款、乃至被勒令停产，这必然导致它们在与同行的竞争中落败。可以预料，油耗低于5L/100km的车型，绝大多数车企会选择新能源汽车的技术路线。而随着技术的进步，未来法规对油耗、排放的要求会越来越严。为了满足越来越严的法规需求，车企会投入越来越多的新能源汽车。如此循环。近20年，新能源汽车会得到爆发式的发展；未来，新能源汽车将完全取代传统燃油车。二·新能源汽车研究的目的和意义广西科技大学鹿山学院学生论文5/232.1、新能源汽车研究的目的随着我国汽车行业不断发展，不仅排气污染严重，而且能源需求持续增长，能源供需矛盾也越来越突出，迫在眉睫的问题是：能源资源枯竭,环境污染严重。为了实现能源的可持续发展，我国一方面必须“开源”，即开发核电、风电等新能源和可再生能源，提倡鼓励使用新能源汽车。另一方面还要“节流”，即调整能源结构，大力实施节能减排。2.2、新能源汽车研究的意义2.2.1、发展新能源是当今世界的历史潮流和必然选择近年来，曾支撑20世纪人类文明高速发展的石化能源出现了前所未有的危机，除其储藏量不断减少外，更严重的是科学研究发现，汽车尾气排放产生的气体排放到大气中后，加快了全球变暖现象。不少国家的能源战略都有一个明显的政策导向——鼓励开发新能源汽车，这既是国际市场上石油等传统能源产品价格高昂压力所致，也是人类可持续发展的客观需要。2.2.2、发展新能源可为经济又好又快发展提供支撑从产业结构调整看，发展新能源汽车将对调整目前汽车的产业结构、经济结构和发展战略，带动相关的一系列产业的发展，提高汽车行业运行的抗风险能力。把新能源产业培育成为一个特色产业和新的经济增长点，必将有力地推动汽车行业又好又快发展，成为有效应对挑战、抓住发展机遇的重要途径。尤其在受金融危机的影响汽车总体经济呈现不断下滑严重局面的背景下，有专家认为对新能源的开发与利用将是全球金融危机后世界经济的新一轮竞争热点,新能源产业必将成为世界各国培育新的经济增长点的一个重要突破口。因此，新能源汽车开发有可能成为未来最重要的经济增长引擎，成为最有创造就业和财富能力的新经济支柱。广西科技大学鹿山学院学生论文6/23三·新能源汽车的技术3.1、混合动力3.1.1、油电混动派和插电混动派。两个流派是从历史的先后关系发展到了如今的并行关系。3.1.1.1、丰田带领油电混动派一枝独大于1997年推出了行星齿轮混动构型的Prius，丰田就已经单独为混动车型确立了单独的产品线，这个意义就堪比宝马单独推出的i系列。Prius顶着巨大的成本和销售压力，像一个独行侠一般在混动这条路上一走就走了快20年，如今Prius销量已经突破800万量，遑论几乎全线拥有混动的雷克萨斯。在这20年的前10几年里，其他厂商也都有很多混动的尝试，比如通用的凯雷德混动，本田的Insight，以及在国内市场，包括比亚迪在内的诸多本土企业也都做了很多混动的研究和尝试。但彼时，由于构型的限制，比如本田IMA构型和国内的ISG/BSG构型，节油效果不甚理想，亦或是电动化零部件成本过高以及可靠性不佳，让那个油耗法规还未收紧的时代各个厂商都没有太多动力去发展混合动力，更多是在做技术储备。3.1.1.2、插电混动派开始登上历史舞台分水岭应该说出现在2010年附近，也就是三阶段油耗法规酝酿和发布的时间点。包括中国在内的几个重要汽车市场油耗法规收紧的趋势已经十分明显，同时电池能量密度的提升以及成本的相对下降，汽车电动化的时机逐步成熟。出现了通用的增程式电动车Volt，日产的聆风，以及，比亚迪的双模混动F3DM和E6。也就是这个时候，插电混动派开始登上历史舞台。3.1.1.3、混动百家争鸣因为终于有大电池可以用了。广西科技大学鹿山学院学生论文7/23特别在中国和欧洲两个市场，插电式混动能够做到十分理想的油耗结果。那么混动的Costefficiency就凸显出来了。在国内，后来更是有了高额补贴和牌照优惠这种逆天的推动手段，插电混动的价值被进一步放大。3.1.1.4、两派技术路线的差异其实就体现在动力流的主体上。油电混动的动力流主体是发动机，电动力辅助发动机，优化油耗。市面上真正意义上的油电混动两家：丰田的THS和本田的iMMD，它们的省油秘诀，除了混连型混动构型外，还在于它们的发动机，丰田的2ZR-FXE热效率40%，本田的2.0L阿特金森发动机热效率38.9%，在EPA公布的数据中，普锐斯混动和本田雅阁混动的MPG结果都是同级最高的。而插电混动的动力流主体是电机，通过尽量优化三电系统的匹配，延长纯电里程，同时兼顾优化发动机的工作点。把插混车尽量当成纯电车来用，偶尔碰到里程不够用的时候开发动机充充电，解决充电焦虑的问题。3.1.1.5、集两派之风的选手一位是二代的通用Voltec，另一位是上汽的插混系统。这两位都发展了比较复杂而巧妙的混连构型，再配合插混派的大电池包，于是就可以借鉴两派的长处，既可以在纯电里程上做文章，又可以让电量用光的时候，更有效地保证油耗经济性。3.1.2、插电式混合动力汽车与雷克萨斯RX450h这种非插电的混合动力汽车相比，插电混合动力汽车电池容量更大，支持行驶的里程更长。如果每次都是短途行驶，有较好的充电条件，当做纯电动车使用，具有电动车的优点。与特斯拉ModelS这种纯电动车相比，插电混合动力汽车电池容量要小很多，但是带有传统燃油车的发动机，变速箱，传动系统，油路、油箱。在无法充电的时候，广西科技大学鹿山学院学生论文8/23只要有加油站就可以一直行驶下去，行驶里程不受充电条件的制约，又具有燃油车的优势。插电混合动力汽车的成本较高，结构复杂。重量也比较大，相对于单纯的燃油车和电动车又有劣势。不过，在充电站大面积普及，充电时间大幅提高之前，插电混合动力汽车作为燃油车与电动车之间的过渡产品将长期存在下去。3.1.2.1、增程型插电混合动力严格来说仍然是电动车。车内只有一套电力驱动系统，包括电机、控制电路、电池。增程型插电混合动力车的电动机直接驱动车轮，发动机则用来于驱动发电机给电池进行充电。因为发动机并不直接驱动车轮，因此也不需要变速箱。这相当于在普通的电动车上装载了一台汽油/柴油发电机。增程式插电混合动力结构：这种模式的优点很明显：1.具有电动车的安静、起步扭矩大的优点，可以当纯电动车使用，在充电方便的条件下只充电、不加油，使用成本较低；2.相比其他插电混合动力模式，增程型插电混合动力可以不用变速箱，成本略有降低。由于带有发动机发电，只要有加油站就可以一直跑下去，在不方便充电的地方不会被迫拖车，解决基础设施不足的问题；广西科技大学鹿山学院学生论文9/233.因为发动机不直接驱动车轮，发动机转速和车轮转速、汽车速度没有直接关系，通过控制系统优化，可以让发动机一直工作在最佳转速，即使在充电不便时，市内堵车路况下油耗也比较低，发动机噪音也可以控制的非常小。当然，这种模式也有缺点：1.由于发动机和发电机并不直接驱动车轮，造成了这部分功率的浪费，而发动机和发电机带来的重量并不减少。譬如：一辆增程式插电混合动力汽车发动机功率50KW，发电机功率50KW，电动机功率100KW，整车携带了总功率200KW发动机和电机，但是能驱动车轮的功率只有100KW。2.在高速路况下，油耗反而偏高。这是因为高速路况下，如果发动机直接驱动车轮，可以一直工作在最佳工作模式，而增程式插电混合动力多了一个转换过程，转换本身要消耗能量，造成油耗反而偏高。这一类的代表车型有宝马i3，雪佛兰沃蓝达，Fisker卡玛和奥迪A1e-tron。3.1.2.2、并联式插电混合动力汽车这一类插电混合动力车内有两套驱动系统，大多是在传统燃油车的基础上增加电动机、电池、电控而成，电动机与发动机共同驱动车轮。车内只有一台电机，驱动车轮的时候充当电动机，不驱动车轮给电池充电的时候充当发电机。