淺析新能源汽車發展現狀及趨勢

呂京桂

【摘 要】隨著經濟與社會的發展，汽車的銷量也一直呈上升趨勢，汽車發展給人類生活帶來便利的同時，也帶來了環境污染與能源短缺等問題，能源危機日益加劇與傳統燃油汽車所帶來的環境污染問題日益突顯，使得新能源汽車成為了世界各國重點關注的汽車技術發展方向。

【關鍵詞】新能源汽車；混合動力汽車；純電動汽車；政策

一、前言

從20世紀70年代起，由于汽車保有量的急劇增長，世界范圍內出現了包括光化學污染、厄爾尼諾等環境污染問題。直到90年代末，歐洲與美國分別制定了相應的汽車排放標準，并定期提高相應的排放指標要求。由此世界各大汽車公司逐漸開展了新型能源汽車的研究與開發。自豐田推出普銳斯取得成功后，各大汽車企業紛紛推出了混合動力電動汽車產品，歐洲和美國把混合動力總成技術用到自己的產品上，將其主要應用于傳統動力的油耗較高的車型上，以改善動力性與排放。從環境保護與節約能源的角度看，新能源汽車是未來汽車發展的必然趨勢，也是我國未來社會與經濟發展的必然需求。

二、新能源汽車的分類及特點

新能源汽車的發展旨在通過技術創新，重點在能源消耗、環境污染等方面，改善汽車相關性能。因此其在排放與能源消耗方面，較傳統內燃機汽車具有更大的優勢。

新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源（或使用常規的車用燃料，采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力裝置和驅動方面的先進技術，形成的具有新技術、新結構的汽車。根據《新能源汽車生產企業及產品準入管理規則》的規定，新能源汽車包括混合動力電動汽車（HEV，Hybrid Electric Vehicle）、純電動汽車（BEV，Battery Electric Vehicle）、燃料電池電動汽車（FCEV，Fuel Cells Electric Vehicle）、天燃氣汽車以及其他新能源（如高效儲能器、二甲醚）汽車等各類別產品。

（一）混合動力電動汽車

混合動力電動汽車，是由多于一種的能量轉換器提供驅動動力的混合型電動汽車，即使用蓄電池和副能量單元的電動汽車。 目前混合動力電動汽車多采用傳統燃料的燃油發動機與電力的混合方式，其關鍵技術為混合動力系統，它直接影響到混合動力電動汽車的整車性能。

混合動力電動汽車的優勢在于其可通過平均需用功率確定內燃機的最大功率，使內燃機處于油耗低、污染小的最優工況下工作，通?？梢越档团欧?；混合動力電動汽車所使用的電池可回收制動等工況下的能量?；旌蟿恿﹄妱悠囈泊嬖趦r格高、續駛里程小、動力性相對不足等問題。目前國內外有應用較成熟的車型。

（二）純電動汽車

純電動汽車，是以車載電源為動力，用電機驅動車輪行駛，符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。純電動汽車完全采用可充電式電池驅動，關鍵部件在于電動發電機與蓄電池，而純電動汽車的應用受限的難點在于電力儲存技術。

純電動汽車應用前景廣泛，具有無污染、低噪聲、高能效等優點。但蓄電池單位重量儲存的能量太小，充電后持續行駛里程不理想；高儲量的電池使用壽命較短。 目前電動汽車產業發展，必須重新構建配套基礎設施網絡（充電站），需要大量的投入。

（三）燃料電池電動汽車

燃料電池電動汽車，是利用燃料電池，將燃料中的化學能直接轉化為電能實現動力驅動的新型汽車。與內燃機汽車相比，燃料電池電動汽車是通過電池直接將化學能轉化為電能，利用電機驅動，而不是利用燃料的燃燒過程。其能量轉換效率較內燃機要高2～3倍。燃料電池化學反應過程不會產生污染物，噪聲低。但燃料電池組的生產、集成及產業化仍待發展。

（四）天然氣汽車

天然氣汽車，是以天然氣作為燃料的汽車，又稱為“藍色動力”汽車。按天然氣的化學成分和形態，可以分為壓縮天然氣汽車（CNG）、液化天然氣汽車（LNG）和液化石油氣汽車（LPG）。天然氣燃料具有低污染、低成本、安全性高優點，但動力性能較低、不便儲運。由于考慮到大規模應用，須建立相應的加氣站及為加氣站輸送天然氣的管道，投入較大。目前國內在天然氣汽車具有一定的發展，多應用于公共交通領域。

（五）其他新能源汽車

除上述新能源汽車外，還包括有醇、醚類燃料也應用于新能源汽車。例如乙醇汽車用的燃料是乙醇汽油。目前此類汽車技術相對成熟，在美國、巴西等乙醇資源豐富的國家發展迅速。二甲醚汽車是用二甲醚作為壓燃式發動機的燃料，目前有兩類應用范圍：一是將二甲醚作為點火促進物質；二是將純液態二甲醚進行直接燃燒。我國在二甲醚汽車開發上已取得重要進展，成功開發并應用了二甲醚城市公交客車。

三、中國新能源汽車的發展概況

從世界范圍來看，我國電動車的研制與國外發達國家幾乎站在同一起跑線上?！熬盼濉逼陂g，科技部將電動汽車項目列入國家重大科技產業工程項目，投入近一億元。國內汽車公司、大學和研究機構開始研制電動汽車，并逐步掌握了整車集成、控制系統集成等關鍵技術。從技術發展的角度而言，我國已經掌握電動汽車電池技術、燃料電池技術、天然氣發動機、整車控制系統等核心技術，并在部分技術上領先于世界水平。

通過技術研發與應用推廣，21世紀初，已推出純電動轎車、混合動力轎車、混合動力客車、燃料電池電動客車?！笆濉逼陂g，國家“863“計劃設立電動汽車專項，國家和地方政府直接劃撥以及國有企業投入的資金總額約30億。已經有上百家企業、高校和研究所列入項目研發單位行列。目前，整車方面已初步形成產品開發的系統配套、管理機制和團隊組合，純電動汽車、混合動力電動汽車、燃料電池汽車樣車均已成功研發，關鍵零部件、燃料電池發動機已形成系統，高功率鎳氫電池、鋰離子電池性能有了較大提高，多能源控制系統初步形成。

混合動力電動汽車的核心是電池（包括電池管理系統）技術。除此之外，還包括發動機技術、電機控制技術、整車控制技術等，從目前情況來看，我國已經建立起了混合動力電動汽車動力系統技術平臺和產學結合研發體系，取得了一系列突破性成果，為整車開發奠定了堅實的基礎。與此同時，混合動力電動汽車關鍵零部件的產業化全面跟進，生產配套能力顯著增強。

在純電動汽車方面，通過在電動汽車相關技術的研發，以及在相關產業的積極培育，我國已形成了具有一定技術水平，相關配套發展的純電動汽車格局。在純電動汽車的核心部件電池和電機研發上，我國與發達國家的研發差距很小，有些甚至于領先地位。我國自主研制的鋰離子電池、鉛酸電池、鐵電池在使用中具有相當優勢。

四、新能源汽車的發展前景

新能源汽車在世界各國都得到了重視，尤其是歐美及日本。進入21世紀，新能源汽車的發展在國內受到了關注，政府也出臺了相應的新能源汽車的刺激政策，并且把新能源汽車發展作為重點產業進行扶持。根據新能源汽車技術發展，預計至2030年，國內新能源汽車的發展重點由依靠傳統石油能源逐步向其他清潔能源過渡，這個時期混合動力電動汽車、純電動汽車、天然氣汽車、新型能源（乙醇、二甲醚等）汽車在不同程度上得到很好的發展；2030年后，新能源汽車將以純電動汽車和油電混合動力電動汽車為主。因為純電動汽車和油電混合動力電動汽車在節能與環保方面可行性很高，有望成為下一階段新能源汽車的主流。屆時世界汽車將擺脫依靠石油能源的時代，進入單一的新能源汽車時代。從相關政策導向來看，國內新能源汽車符合世界新能源發展趨勢，必將由多種新型能源汽車發展向混合動力電動汽車、純電動汽車為主的電動汽車方向發展。

綜合國家交通實際情況，對新能源汽車的推廣，明確了大致三個階段的發展方向：首先推廣城市公共服務領域新能源汽車應用示范，截止目前，新能源公交車、市政車輛、出租車等已經在國內各大城市得到較好的推廣，且獲得較好的社會反響，但車輛經濟性等各方面參數仍待改善；自2010年起重點針對新能源城市客車、混合動力及純電動轎車，進行推廣應用；2015年到2030年，重點實現對使用新型能源發動機汽車、可充電式電動汽車、燃料電池汽車的應用示范。最終實現以混合動力電動汽車為主，各種采用新型能源汽車并存的汽車格局，從而有力地推動了國家節能減排政策的落實。