浅谈电动汽车的未来发展55556666

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浅谈电动汽车的未来发展

第一章纯电动汽车产业发展现状分析

1.1 世界纯电动汽车产业化概述

1.2. 世界各国纯电动汽车发展情况分析

1.3 纯电动汽车产业发展最新动态

第二章中国纯电动汽车发展社会环境分析

2.1 汽车工业面临能源问题重大挑战

2.2 发展绿色交通是城市环境的需求

2.3 电动汽车能满足更为苛刻环保要求

2.4 纯电动汽车节能减排效果显著

第三章中国纯电动汽车发展分析

3.1 纯电动汽车的技术发展动态

3.1.1 纯电动汽车锂电池技术

3.1.2 纯电动汽车超快充电技术

3.1.3 电池与电容相结合技术

3.1.4 纯电动汽车电动轮技术

3.2 纯电动汽车发展存在的问题及策略

3.2.1 充电问题制约纯电动车产业化发展

3.2.2 中国发展纯电动车存在问题及对策

3.2.3 新能源汽车应优先发展纯电动汽车第四章中国纯电动汽车发展前景预测分析

4.1 中国纯电动汽车行业技术开发方向

4.2 中国纯电动汽车市场预测分析

4.3 政策推动全球新能源汽车发展浪潮

摘要

随着全球能源危机的不断加深,石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧,各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向,发展电动汽车将是解决这二个技术难点的最佳途径。

解决汽车污染排放问题。全球碳排放标准的推出强化了主要国家推动纯电动汽车产业普及的动力的欲望,由于汽车尾气和工业污染给大气层和地球生存环境带来日趋严重破坏,人类必需在未来二十年内努力将碳排放量指标恢复到合理水准,而削减碳排放量保护生存环境显然已经是比赚钱更迫切更紧急的事情。推广和普及纯电动汽车是行之有效手段并且也是削减碳排放量重点方向之一!

由于电池价格高,且销售未成规模,目前电动汽车价格不菲,从而大大弱化了个人的购车需求。虽然耗电成本不足燃油成本的1/4,但昂贵的购车成本还是让个人消费者望而却步。所以如何降低纯电动汽车的成本,以及有效推广,还任重而道远。

电池技术有待提高电池是电动汽车的动力源泉,也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车车用电池的主要性能指标是比能量、能量密度、比功率、循环寿命和成本等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争,关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。到目前为止,电动汽车用电池经过了3代的发展,已取得了突破性的进展。第1代是铅酸电池,第2代是碱性电池,第3代是以燃料电池为主的电池。燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能,能量转变效率高,比能量和比功率都高,并且可以控制反应过程,能量转化过程可以连续进行,因此是理想的汽车用电池,但目前还处于研制阶段,一些关键技术还有待突破。

目前中国电动车的基础设施(主要是充电设施)还很有限。对于无车库的城市车主,在家充电并不方便;即便可以用家用220伏充电,安全上也存在一定隐患。为根本解决这一问题,唯一的办法是在小区、停车场建充电站。虽然电网公司已开始对该业务模式进行了有意义的尝试。但是中国要想快速发展纯电动汽车,基础设施建设必须加快步伐。

第一章纯电动汽车产业发展现状分析

1.1 世界纯电动汽车产业化概述

在纯电动汽车的第一个发展阶段,截止到1998年底,全世界有9个大型汽车厂10种纯电动汽车投入小规模生产。如通用汽车开发的纯蓄电池电动汽车EV1最高时速可达128km/h,从静止加速到96km/h只需9s,一次充电可行驶144km,其后通用IMPACT电动车一次充电续驶里程达到190 km;还有福特汽车公司和通用电气公司联合开发EXE-Ⅰ、EXE-Ⅱ电动汽车;丰田公司生产的RA V4电动汽车由铅酸电池改为镍氢电池,一次充电可行驶200 km,零售价4.2万美元/辆(同型的汽油车零售价为2万美元/辆),其中电池成本占整车成本的40%;日产汽车公司1998年在日本和美国销售的ALTRA电动车采用锂电池,循环寿命长,可反复使用1200次,续驶里程124 km;1997年法国雷诺公司推出装备锂电池的标致106电动汽车;大众汽车公司在第18届国际电动汽车展会上推出的电动汽车能量来自300kg的充电电池,在12s内可从0加速到100 km/h,最高车速140 km/h。

国内企业从事纯电动汽车研发、少量产业化生产与试运营的有东风、天津清源、北京理工科凌、比亚迪、万向等企业。2006年,我国第一批纯电动轿车取得了产品准入公告,吸引更多企业加入蓄电池或纯动力汽车的研发或试运营,如咸阳威力克能源有限公司、博信电池(上海)有限公司、上海瑞华集团、深圳雷天绿色电动源有限公司、中信国安黄金有限公司、合肥工业大学等。

“十一五”期间,北京理工大学作为整车总体单位承担了863 电动汽车重大专项“纯电动客车项目”,作为技术依托单位承担了北京市科技奥运电动汽车特别专项“电动汽车运行示范、研究开发及产业化”等项目。已完成纯电动准低地板公交车、纯电动中巴客车、纯电动旅游客车、纯电动超低地板公交车等四种车型的整车开发、型式认证和定型设计,并进行了40 余辆的小批量试生产,各项动力性、经济性、续驶里程、噪声等指标已达到或接近国际水平;组建电动汽车示范车队,在北京市开展“一线一区”两种模式示范运行。目前,北京理工大学等单位已经完成了北京理工科凌电动车辆股份有限公司密云电动车辆产业化生产基地的建设,初步形成了关键技术的研发能力和产业化配套能力。

著名电池制造商比亚迪在动力电池方面的研究成果一直处于世界的前沿,该公司最新研发的车用产品的充电时间已缩短到8~9小时,最高续驶里程可达450~500公里,最高时速可达120~180公里/小时,0~100公里/小时加速时间小于13秒。2006年7月,比亚迪为加速纯电动汽车的商业化步伐,推出一款全新技术的电动轿车——F3e。这款车基于F3平台而开发,

装载比亚迪在全球首家推出的技术“铁”动力电池“ET-power”,一次充电能够行使350km,单次充电时间22分钟。“ET-power”是以比亚迪在电池领域里的最新发明“铁电池”为核心技术支持的纯电动汽车动力体系。(注:E表示环保和电力environment和electric的首字母,T 则表示技术technology,power则表示动力和能量)同时,比亚迪计划首批200台纯电动出租车于07年投入示范性商业运营。目前比亚迪已经在北京、上海、深圳、西安等四大基地完成了内部实验性电动汽车充电站的建设,计划先在企业内部进入“电动汽车”时代。

1.2 世界各国纯电动汽车发展情况分析

世界各国著名的汽车厂商都在加紧研制各类电动汽车,并且取得了一定程度的进展和突破。第一,日本一直以来,出于对能源危机和环境保护的关注及占领未来世界汽车市场的考虑,日本十分重视电动汽车的研制与开发。从目前世界范围内的整个形势来看,日本是电动汽车技术发展速度最快的少数几个国家之一,特别是在混合动力汽车的产品发展方面,日本居世界领先地位。目前,世界上能够批量产销混合动力汽车的企业,只有日本的丰田和本田两家汽车公司。1997年12月,丰田汽车公司首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力轿车PRIUS。该轿车于2000年7月开始出口北美,同年9月开始出口欧洲,现在已经在全世界20多个国家上市销售。目前推出的产品已经是多次改进后的第二代产品,其生产工艺更为成熟。根据丰田汽车公司的测试,PRIUS轿车在城市工况下比同等排量的花冠轿车节油44.4%;在市郊节油29.7%,综合节油40.5%。有关统计数据显示,丰田汽车公司已占有全球混合动力汽车市场90%的份额。2004年9月15日,一汽集团与日本丰田汽车公司在北京举行了混合动力汽车合作项目签字仪式,宣布双方在2005年内。共同生产丰田PRIUS混合动力轿车。PRIUS混合动力轿车将在同年进入中国市场。

继PRIUS混合动力轿车之后,丰田汽车公司还推出了ESTIMA混合动力汽车和搭载软混合动力系统的CROWN轿车。丰田汽车公司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已经走在了世界的前列。此外。本田汽车公司开发的Insight混合动力电动汽车也已投放市场.供不应求。2002年4月,本田汽车公司在美国市场上投放了Civic混合动力汽车。日产汽车公司近日宣布,将于2006年向美国市场销售Ahima牌混合动力汽车,这是其于2002年与丰田汽车公司签署联合生产混合动力汽车协议的第一个产品。

第二,美国。美国的汽车公司在电动汽车产业化方面比来自日本的同行逊色不少,三大汽车公司仅仅小批量生产、销售过纯电动汽车,而混合动力和燃料电池电动汽车目前还未能实现

产业化,来自日本的混和动力电动汽车在美国市场上占据了主导地位。

美国能源部与三大汽车公司于1993年签订了混合动力电动汽车开发合同,其中通用汽车公司投入1.48亿美元。福特汽车公司投入1.38亿美元,克莱斯勒汽车公司投A.8 480万美元,进行为期5年的研制开发工作,并于1998年北美国际汽车展上展出了样车。在此基础上。现已推出三款混合动力概念车GM Precept、Ford Prodigy、Daimler chrysler Dodge ESX3。2004年12月14日。通用汽车公司与戴姆勒一克莱斯勒汽车公司对外宣布。双方将在开发混合动力电动汽车的技术领域携手,共同推进此项技术的发展。

1.3纯电动汽车产业发展最新动态

1.纯蓄电池驱动的超微型汽车

这种汽车降低了汽车的动力性和续驶里程的要求,充电过程比较简单,车速不高。较适合于市内或社区小范围内使用。由于多数采用了镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池等高性能电池,车辆性能较有保证,已进人小批量试生严阶段。比如,日本的Hypermini采用了高性能锂离子电池,最高时速为90km,一次充电可行驶115 km。是一款适合未来城市道路行驶的家庭轿车。

2.驱动电机呈多样性发展

美国倾向于采用交流感应电机,其主要优点是结构简单、可靠,质量较小,但控制器技术较复杂;日本多采用永磁无刷直流电机。优点是效率高。起动扭矩较大,质量较小,但成本较高,且有高温退磁、抗振性较差等不足;德国、英国等大力开发开关磁阻电机,优点是结构简单、可靠。成本较低。缺点是质量较大,易于产生噪声。目前我国也研制成了稀土永磁无刷直流电机和开关磁阻电机?电动机的使用尚无定论,有待今后在使用中考验。

3.混合动力汽车

由于受到蓄电池性能的严重制约。使纯蓄电池型电动汽车的产业化进程举步维艰,于是混合动力汽车成了内燃机汽车和电动汽车之间的过渡产品,既充分发挥了现有内燃机技术优势,又尽可能发挥电机驱动无污染的优势。混合动力汽车将现有内燃机与一定的储能元器件通过先进控制系统相结合,可以大幅度降低油耗,减少污染物排放,同时技术成熟、价格便宜。4.燃料电池汽车成为竞争的焦点

燃料电池汽车在成本和整体性能上,特别是行程和补充燃料时间上明显优于其他电池的电动汽车,并且燃科电池所用的燃科(甲醇、汽油、柴油、天然气等)来源广泛,又可再生,并可实现无污染、零排放等环保标准。所以燃料电池轿车已成为世界各大汽车公司21世纪初激烈竞争的焦点。日本《东洋经济》报道:“当代技术革命将彻底改变2l世纪汽车业的面貌,

这一改变就是在近几年出现的燃料电池车”。

尽管传统的内燃机汽车仍在当今世界占据主导地位,但发展清洁无污染的电动汽车已是大势所趋,也是世界各国的必然选择。目前,在电动汽车的商业化运作上,无论从产品技术还是从市场开发方面。都还面临许多亟待解决的问题,这就需要政府的大力支持。比如,加快制定相关技术标准,出台对节能、环保汽车的税费减免和补贴措施,在基础设施建设上提供便利条件等。

第二章中国纯电动汽车发展社会环境分析

2.1 汽车工业面临能源问题重大挑战

目前世界汽车保有量预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆,主要增幅来自发展中国家。国际能源机构(IEA)的统计数据表明,2001全球57%的石油消费在交通领域(其中美国达到67%)。预计到2020年交通用油占全球石油总消耗的62%以上。美国能源部预测,2020年以后,全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口,2050年的供需缺口几乎相当于2000年世界石油总产量的两倍。与此同时,交通能源消耗也是造成局部环境污染和全球温室气体排放的主要来源之一。为此,全球已达成共识:交通能源转型势在必行。

近年来,我国汽车业迅猛发展。2005年,我国汽车产销量均超过570万,分别居世界第三位和第二位,自主品牌轿车和汽车出口均出现大幅增长。预计2020年前我国将成为世界上最大的汽车制造国和主要的汽车出口国之一。我国目前的汽车人均保有量还很低,2003年每千人汽车保有量仅为美国的2.5%(19辆),大约相当于美国90年前的水平,是世界上汽车市场潜力最大的国家,预计2020年汽车保有量将达到1.3—1.5亿辆。但是,当我国刚刚到达汽车社会门槛,车用石油消费在石油总消费中的比例(1/3以下)还大大低于世界平均水平时(1/2以上),我们已经感受到了石油供应的日益紧张。同时,车用石油消耗所产生的空气污染和CO2排放也正在变成愈来愈严重的问题,我国已经成为世界上CO2排放大国,由此产生的国际政治和经济争端将会愈演愈烈。这充分表明,我国所面临的石油安全与交通能源问题将来势更猛,影响更大,挑战更加严峻。按传统交通能源动力系统发展下去,不可持续,实现我国交通能源动力系统转型是大势所趋。

2.2 发展绿色交通是城市环境的需求

随着可持续发展思想的推广,绿色交通的概念在国内外被提出,并得到决策部门和学术研究部门的高度重视。绿色交通即为了减低交通拥挤、降低污染、促进社会公平、节省建设维护

费用,通过发展低污染的有利于城市环境的多元化城市交通工具来完成社会经济活动的协和交通运输系统。

发展绿色交通,源于可持续发展的基本理念,因此,中国绿色交通的目标同样除了要追求经济的可持续性、社会的可持续性和环境的可持续性之外,还要实现财务上的可持续性。经济可持续性体现在交通需求与交通设施供给之间的动态平衡,体现在交通运输的低成本、高效率。社会的可持续性以实现社会的公平为目标,并实施公众乐意接受的、以人为本的交通系统,最大限度的满足各个阶层用户的需求。环境可持续性的实现,鼓励和诱导城市居民放弃小汽车而转向纯电动汽车,从而有效的减少汽车燃料的消耗和废气的排放,达到改善城市环境、保障居民身心健康的目的。

2.3电动汽车能满足更为苛刻环保要求

随着国际原油市场价格的持续攀升,正值经济高速发展的中国感受到前所未有的能源挑战。能源紧张已经给汽车业的发展形成了现实的冲击。随着汽车更多地进入普通家庭,尾气污染问题给城市环保提出了更高的要求,这在一定程度上说明节能环保汽车已经成为汽车市场发展的趋势。

中国大城市的空气污染由煤烟污染转为汽车复合型的污染,特别在大城市汽车污染增长明显,目前北京、上海、广州等大城市90%污染化合物来自汽车尾气。

据国家环境保护总局的统计表明,2004年全国机动车排放的碳氢化合物和一氧化碳、氮氧化物等主要的空气污染物分别达到了836万吨、3640万吨和549万吨,汽车的单车排放水平较高,是美国同类型车排放的4~6倍。

从发展趋势来看,如果不采取有力的措施,汽车污染将会继续增长。

环保的问题,全球的温室效应,有毒气体,搞新能源机制不是说可有可无,是必经的道路,如果不出新能源汽车,汽车不能持续,也不能做到可持续发展。新能源的目标主要目标是两个,一个是解决能源的问题,提出指标,从现在到十年以后、二十年以后,三十年以后,节能汽车的指标重点要多少。第二个是环保问题,另外是温室效应,也要有指标,欧洲、美国、日本都有指标,关注排放标准,现在是多少,五年以后是多少,十年以后多少,要根据可能和需要,分批分期的搞清楚定位好。

2.4纯电动汽车节能减排效果显著

中国汽车对进口原油的依赖程度越来越大。2009年中国原油依存度超过50%,中国汽车油耗水平与国外相比仍存在较大差距。2008年,乘用车新车百公里平均油耗为8.13升,而欧

洲乘用车百公里平均油耗降至6.6升,日本5.9升。

纯电动公交车和私家车做了简单测算,假设公交车和私家车每日行驶240公里和30公里,以平均百公里耗油量27升和9升计算,公交车每日耗油成本是434元,私家车每日耗油成本是18元;以纯电动公交车和私家车百公里耗电量90度和19度计算,公交车每日耗电成本是130元,私家车每日耗电成本是3.4元。用纯电动车代替普通汽车,公交车和私家车每日能够节约成本约300元和15元,每年节约成本91000元和4300元,年减排CO2 44吨和1.8吨。

第三章中国纯电动汽车发展分析

3.1 纯电动汽车的技术发展动态

3.1.1纯电动汽车锂电池技术

2010年10月中旬,我国正式将新能源汽车作为七大战略性新兴产业之一,插电式混合动力汽车和纯电动汽车被涵盖其中。但是,目前由于制造成本太高,国家正在对电动汽车进行高额补贴。电动汽车之所以成本高,最主要的原因是锂电池的成本太高,其成本已超过整车的三分之一。而锂电池成本高的原因与其涉及的化工材料密切相关。

锂电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍锰钴三元材料及磷酸铁锂等。其中,磷酸铁锂由于具有另外几种材料所不具备的循环寿命、安全和材料成本方面的潜在优势,而被业界看作理想的正极材料。目前存在的问题,一是主要原料电子级碳酸锂大部分来自进口,二是磷酸铁锂生产技术也来自国外。

据了解,电子极碳酸锂可由锂矿石或盐湖中提取出碳酸锂再提纯而来。我国锂资源居世界第二,但由于技术问题,国内矿石提取碳酸锂再提纯为电子极碳酸锂的产量很低。盐湖提取电子级碳酸锂目前还没有产品问世。所以只能从国外大量进口电子级碳酸锂。因为进口量大,导致国内企业基本没有定价权,完全由国外厂商说了算。

在技术上,我国磷酸铁锂发展本来与国际基本同步,但国内尚未诞生真正的领军企业,行业缺乏原始创新技术。目前,国际上在磷酸铁锂电池行业处于领先地位的企业主要有3家,分别是美国的高博公司和威能公司以及加拿大的佛斯泰克公司。磷酸铁锂技术在国外被看作战略性技术,美国、加拿大等政府为此不惜以国家的力量参与技术壁垒的建立。

在磷酸铁锂材料领域,有两大核心技术专利,其中一个是包敷碳技术,另一个是碳热还原技术。前者由加拿大佛斯泰克公司拥有独家使用权,并且已经在我国申请专利。后者的专利

权由美国高博公司所有,目前尚未在我国申请专利,但是该公司现已在苏州成立了2家公司,分别负责磷酸铁锂材料的生产和电池制造。磷酸铁锂电池方面的核心专利被几家外国公司掌握,外国公司专利转让至中国企业将会面临高昂的专利许可费,对该产业构成巨大的潜在威胁。

要想摆脱在产业链中低端、被动的地位,就要从三方面努力:一是通过技术研发从而加快国内磷酸铁锂专利申请。二是围绕国外企业的核心专利在外围进行布局。三是加强电池结构设计、电池组合控制方面的研究。

电解液

电解液在锂电池正、负极之间起到传导电子的作用,是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料,在一定条件下、按一定比例配制而成的。

锂电池主要使用的电解质有高氯酸锂、六氟磷酸锂等。但用高氯酸锂制成的电池低温效果不好,有爆炸的危险,日本和美国已禁止使用。而用含氟锂盐制成的电池性能好,无爆炸危险,适用性强,特别是用六氟磷酸锂制成的电池,除上述优点外,将来废弃电池的处理工作相对简单,对生态环境友好,因此该类电解质的市场前景十分广泛。

目前电解液配套基本已实现国产化,但软肋是占电解液成本约一半的电解质六氟磷酸锂,国内基本没有企业能够生产。目前六氟磷酸锂市场被几家日本企业如关东电化学工业、苏特瑞克秘法、森田化学等垄断。全球六氟磷酸锂产能在4000吨/年左右。日本这3家厂商其产能在3430吨/年,占全球产能的85%左右。我国天津金牛电源材料有限责任公司目前的产能只有250吨/年,并且不对外出售。国内电解液生产厂家所用的六氟磷酸锂主要从日本和德国进口。

出现这一状况的的主要原因是六氟磷酸锂的技术门槛相当高。六氟磷酸锂要求纯度高、水分低,但由于产品本身极易吸潮分解,因此生产难度极大,对原料及设备要求苛刻,属于典型的高科技、高危生产环境、高难生产的‘三高’技术产品。六氟磷酸锂的三大主要原料是五氯化磷、无水氢氟酸和氟化锂,其中又以后两者的生产难度最大,需要国内企业在生产工艺上取得突破。

隔膜在锂电池中起着防止正、负极短路的作用,并在锂电池充放电过程中提供锂离子运输通道。简而言之,隔膜就是一层多孔的塑料薄膜。但它直接影响了电池的容量、循环性能以及安全性能。在锂电池的部件中它是技术含量最高的,占锂电池成本的20%~30%。而目前我国80%的锂电池隔膜依靠进口。

隔膜技术含量高的原因在于它的造孔工艺难度大。目前国际上隔膜的主流产品是经横向和纵向精密拉伸的单层聚丙烯纳米微孔膜、单层聚乙烯纳米微孔膜、PP/PE/PP三层复合纳米微孔膜等类型。以双向精密拉伸法来生产PE、PP隔膜,是一个多步骤、复杂而精密的加工过程,包括吹塑、流延制膜、连续精密拉伸等多个重要环节。国产隔膜在厚度的均匀度和孔的均匀度上与国外存在很大差距。目前国际和国内市场基本被几家实力强大的国外厂商掌控,如美国的卡尔格德、恩特凯,日本的旭化成、东燃等。

国内许多企业都在尝试突破国外技术壁垒,开发锂电池隔膜,但难度较大。难度主要体现在以下3个方面:一是传统制备隔膜工艺的相关专利基本被美国和日本的少数企业所垄断,我国在生产技术方面缺乏自主知识产权;二是国内企业在生产隔膜的关键技术方面特别是产业化技术方面较为欠缺,很多企业在小试时往往能够拿出较好的样品,但大规模生产时产品的一致性较差;三是我国在新工艺、新方法的研究方面与国际同步,但新的工艺往往对设备和工艺过程控制要求较高,我国的精密加工设备基础比较薄弱,限制了产业化。

尽管难度大,但是国产隔膜已经开始起步。现在国内一些企业在国产化方面已取得了一些技术突破,如深圳市星源材质科技股份有限公司、佛山市金辉高科光电材料有限公司、河南新乡格瑞恩新能源材料股份有限公司等,这些公司都已生产出具有自主知识产权的锂电池隔膜,但目前大多是供应中、低端市场,还需要膜技术的进一步成熟。

随着新能源汽车的逐渐推广,到2012年,预计新能源汽车将令锂电池隔膜的需求量翻10倍。解决了隔膜的国产化问题,不仅对锂电池行业,对整个电动汽车行业发展都将具有革命性的意义。

负极材料技术含量比较低,一般用石墨做负极,是国内锂离子电池四大关键组件中唯一实现产业化的材料。国内企业在技术含量低的领域,做得颇有成就。深圳贝特瑞新能源材料有限责任公司、上海杉杉科技有限公司等已经跻身世界级公司。其中,深圳贝特瑞市场占有率已居全球第二。客户包括松下、三星、日立、比亚迪等130多家厂商。

但是,石墨负极材料虽成功商品化,可由于碳作为负极总是存在一些难以克服的弱点,未来肯定要被非碳材料取代。因为石墨在电解液中会形成钝化膜,该膜虽可传递锂离子,但会引起能量的损耗。而且当电池过充电时,石墨负极表面会析出金属锂从而引起电池短路。随着温度的升高,嵌锂状态下的石墨负极将首先与电解液发生放热反应,有可能会生成易燃气体,发生燃烧。所以石墨不是最理想的负极材料,寻找性能更为良好的非碳负极材料是锂离子电池研究的重要课题。

尽管当前人们广泛研究了各种非碳负极材料,特别是近年来纳米结构的非碳负极材料如锡的复合氧化物、钛氧化合物及钛酸盐类化合物等,受到许多锂电工作者的关注,但是这些材料还有许多问题没有解决,仍然无法大量应用,还需要生产路线和工艺的不断改进。

3.1.2纯电动汽车超快充电技术

采用传统的慢速充电法,纯电动汽车充满一次电要好几个小时。这虽然能够保证相对较长的续驶里程,但由于要安装许多电池,增加了车辆的重量和成本,对电池一致性的要求也较高。现在,快速充电电池技术出现,具有寿命长(可充电2000次以上)、没有记忆性、可以大容量充电及放电等特点,在几分钟内就可充70%~80%的电。前面所述的东芝可急速充电锂离子技术,即是快速充电技术的其中之一,这为纯电动汽车的商业化提供了技术支持。但是也有学者对于蓄电池的快速充电提出疑问,认为快速充电时的过充电和过放电有可能会恶化各电池在电池组内协同工作的环境,造成电池组整体的瓦解崩溃。现在许多企业在这方面积极进行研发,也有所进展。2005年《参考消息》报导内华达州有企业研制出纳米电池,只需6分钟就能充满电,每次充电后的使用时间能达到目前充电电池的10倍,使电池充电次数量高达到2万次,所提供的电流强度最大能到现在的3倍。这也成为目前纯电动汽车电池技术的发展动向之一。

3.1.3电池与电容相结合技术

超级电容具有充电快、无记忆充放电、充放电循环次数高、无二次污染等优异特性,但有放电快的缺点;锂离子电池具有储电量大、储存时间长的优点,但充电时间比较长。取两者之长,结合起来使用在电动汽车上,除了可以具有传统纯电动汽车的“电代油”和“零排放”主要优点外,还具有一次充电行驶距离长(可达300公里)、速度快(可达100公里/小时)、行使过程中能量回收效率高等优点,代表了纯电动汽车的最新发展方向之一。目前已有富士

重工和NEC联合开发“锂离子电容器”,能量密度达30瓦时/千克,为先前电容器的4倍,达到了用于电动汽车的实用水平。中国有上海瑞华集团研制环保型混合电能超级电容电动汽车,还有国家电网公司在这方面已经完成了3种电池-电容混合型电力工程车辆的改装和性能测试,并将开展示范应用。

3.1.4纯电动汽车电动轮技术

电动汽车驱动电机是所有电动汽车必不可少的关键部件。目前使用较多的有直流有刷、永磁无刷、交流感应和开关磁阻等四种电机。美国和德国开发的电动汽车大多采用交流感应电机,主要优点是价格较低、效率高、重量轻,但启动转矩小。日本研制的电动汽车几乎全部使用永磁无刷电机,其主要优点是效率可以比交流感应电机高6个百分点,但价格较贵,永磁材料一般仅耐热120℃以下。开关磁阻电机结构较新,优点是结构简单、可靠、成本较低、起动性能好,没有大的冲击电流,它兼有交流感应电机变频调速和直流电机调速的优点,缺点是噪声较大,但仍有一定改进余地。

对于电动汽车而言,由于电能是由各类电池提供,价格昂贵而弥足珍贵,所以使用相对效率最高的永磁无刷电机是较为合理的,它已被广泛用于功率小于100kw的现代电动汽车上。此外,在国外已有越来越多的电动汽车采用性能先进的电动轮(又称轮毂电机),它用电机(多为永磁无刷式)直接驱动车轮,因此无传统汽车的变速箱、传动轴、驱动桥等复杂的机械传动部件,汽车结构大大简化。但是它要求电机在低转速下有很大的扭矩,特别是对于军用越野车,要求电机基点转速∶最高转速=1∶10

3.2 纯电动汽车发展存在的问题及策略

3.2.1 充电问题制约纯电动车产业化发展

大力发展电动车等新能源汽车在我国已经形成共识,但实际上各方对电动车发展的外部投入还远不够。电动车的充电问题目前成为制约其行业发展的主要问题。

根据国家的汽车振兴规划,纯电动车被确定为未来汽车发展的主要走向之一。随着锂离子电池技术的不断成熟,中国纯电动车正在迅速发展。按照目前的技术,只要8-13度电,小型

车辆就能行驶百公里。并且这种纯电动车的结构简单,没有传统汽车的油路、水路、气路,使用和维修都很方便。

汽车没油了可以去加油站,如果电动车行驶途中没电了怎么办?发展多种方便用户的充电服务是当务之急。解决这些难题单靠某些企业肯定不行,需要政府等多方面力量扶持。建议电力部门积极参与,由电动车厂商和电网公司建立电池充电站或者是出租站。

目前我国发电装机容量超过8亿千瓦,而电网8亿千瓦在夜间“积压”一半。如果电动车白天行驶夜间利用‘谷电’充电,可以替电网‘分散调峰’。有1亿千瓦的‘谷电’就完全可供2500万辆纯电动轿车及170万辆纯电动客车充电。不仅节能减排,也给电力部门带来经济效益。

3.2.2中国发展纯电动车存在问题及对策

在减少燃料消耗方面,电动汽车具有胜过其它技术的明显优势。其他技术承诺每辆车的汽油消耗量可以降低41-56%,而电动汽车可以100%地降低耗油量。考虑到中国迅速增长的汽车数量,这种节省可以转化为石油消耗的极大削减,甚至是石油进口的削减,这当然也取决于市场上电动汽车的比例。如今,中国每日进口340万桶石油,占总消费量的48%。然而,倘若到2030年中国汽车总数的30%为电动汽车,将节省7亿桶石油,即预计所需石油总量62亿桶的10%。

我国已有10个城市被列入全球大气污染最严重的20个城市之中。我国现今人均汽车是每1000人平均10辆汽车,但石油资源不足,每年已进口几千万吨石油,随着经济的发展,假如我国人均汽车持有量达到现在全球水平---每1000人有110辆汽车,我国汽车持有量将成10倍地增加,石油进口就成为大问题。

由于电力可以从多种一次能源获得,如煤、核能、水力等,解除人们对石油资源日渐枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电,使发电设备日夜都能充分利用,大大提高其经济效益。如果油价每升涨至10元,预计消费者五年之内就可以完全赚回他们为购买电动汽车所支付的费用。尽管进一步放开油价似乎迫在眉睫,但是油价调整的幅度依然不甚明朗。近期有诸多因素导致原始设备制造商和消费者平添了购买电动汽车的增

量成本。然而,就长期而言,随着汽油价格的调整和技术的进步,电动汽车可能成为中国普通消费者寻求实惠的选择。

现在国内多数锂电池生产厂家提出免费质保期限只有一年,2008奥运会唯一指定锂电池供应商中信国安的锂电池,免费质保期限也只有二年。如前所述,即使是一辆性能相当普通的电动车,电池成本也要8~10万RMB,如果一年或二年后消费者要自费更换电池,其费用将是多么巨大!电动空调的耗电功率在3~4kw,一般开启空调,电动车的续驶里程至少要减少三分之一,换言之,原来能行驶90公里的电动车,当使用空调时最多只能行驶60公里。

除了快速充电问题很难解决外,电池在低温条件下容量将明显降低,在高温条件下(50℃)又需要泠却才能正常工作,而这也是要消耗自身能量的。此外,随着使用时间的延长,电池的各种性能将逐渐下降,其结果将造成电动车整车性能(车速、加速性、一次充电的续驶里程)不断下降。

目前凭借电压判断电量的方式并不准确,这也是世界性的技术难题。一旦误判导致电量耗尽而抛锚,电动车将比内燃机汽车麻烦得多。

对于无车库的城市车主,在家充电并不方便;即便可以用家用220伏电压充电,安全上也存在一定隐患。为根本解决这一问题,唯一的办法是在小区、停车场建充电站,类似网络的普及不是短期内能够实现的。

3.2.3 新能源汽车应优先发展纯电动汽车

首先,在这场汽车技术的革命面前,按照国际的发展趋势,终极目标为纯电动和燃料电池,但实现这个目的的路径不是唯一的,并不是说必须先发展混合动力才能走到电动车这一步。其次,混合动力分很多种,有轻度、中度、深度等区别。轻度混合动力是应该得到鼓励的,它技术壁垒小,遇到的知识产权问题不多,成本也较低,又能有比较良好的节能效果,比较容易被市场接受,从这些方面来讲,轻度混合动力的发展是没有问题的。但是中度或者深度混合动力,就面临高技术壁垒、高成本等问题。比如说普锐斯,推广多年下来,普锐斯的成本依然难以降低,依然需要政府补贴,而且技术难点很高,我国车企暂时也难以掌握。而我国在电动车技术发展方面,不能说比国外先进,至少是差距较小,同时我们还在电池的原材料方面有一定优势。所以在我国的这种国情下,若纯电动和中深度混合动力都要付出高昂的

成本,显然应该把路径选择放到纯电动上面来,而不是把支持放到我们不具有优势的混合动力领域。但在我国新能源发展路径的选择上,选择电动车这一点是无疑的。

第四章中国纯电动汽车发展前景预测分析

4.1 中国纯电动汽车行业技术开发方向

汽车产业的发展始终伴随着石油消耗和大气环境污染的双重危机。汽车的迅速普及,在改善居民生活的同时也产生了诸如能源、环保等方面的问题。在不断增加的石油消耗量中,交通领域已经成为石油消耗的最主要领域及最重要增长因素,并呈逐年上涨态势。国际能源组织(IEA)的统计数据表明,全球57%的石油消费在交通领域(其中美国高达67%)。而预计2020 年以后,全球石油需求与常规石油供给之间即将出现净缺口,油价将持续上涨,未来维持在100美元以上将是常态。以石油为主的化石类能源的稀缺性和不可再生性,与日益增长的全球汽车保有量之间的矛盾将日益尖锐。不仅如此,交通能源消耗也是造成环境污染和全球温室气体排放的主要来源之一,随着各国环保意识的增加,针对汽车排放的标准将越来越严格,排放标准的不断提高,使传统内燃机汽车将无法满足严格的环保要求,交通能源动力系统变革已是大势所趋。全球石油资源有限条件下,相关国家制定减少对石油依赖性的能源战略;同时各国针对汽车尾气排放标准的要求日益严格是新能源汽车发展的主要驱动力。目前,世界各主要汽车生产国和大型汽车公司都纷纷加大了对节能与新能源汽车的研发投入和应用力度。

随着全球能源日趋紧张,生态环境日益恶化,特别是面对2008年以来的全球金融危机、油价高涨和日益严峻的节能减排压力,大力发展新能源汽车成为世界汽车工业竞争的一个新焦点。新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料,但采用新型车载动力装置),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、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括有:混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池汽车(FCEV)、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等。新能源汽车发展总体将遵循节能(降低总能耗)、环保(减少污染物排放)两大趋势,逐步实现对化石类传统能源的替代。发展新能源汽车是减少对国外石油依赖,解决快速增长的能源需求与石油资源终将枯竭的矛盾的必由之路。新能源汽车不燃烧汽油和柴油,所使用的锂电池是国际公认的环保电池。加之与传统汽车相比,电动车在启动时没有污染,具有极好的环保性能。新能源汽车将

催生汽车动力技术的一场革命,并必将带动汽车产业升级,建立新型的国民经济战略产业,是汽车工业发展的必由之路。如果新能源汽车得到快速发展,以2020年我国汽车保有量1.4亿辆计算,可以节约石油3229万吨,替代石油3110万吨,节约和替代石油共6339万吨,相当于将汽车用油需求削减22.7%。2020年以前节约和替代石油主要依靠发展先进柴油车、混合动力汽车等实现。到2030年,新能源汽车的发展将节约石油7306万吨、替代石油9100万吨,节约和替代石油共16406万吨,相当于将汽车石油需求削减41%。届时,生物燃料、燃料电池在汽车石油替代中将发挥重要的作用。在节能和减排的双重压力下,新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。总体而言,新能源汽车代表了世界汽车产业的发展方向,是未来世界汽车产业的制高点,是世界各主要国家和汽车制造厂商的共同战略选择。从国家战略的高度来审视,大力发展新能源汽车是新一轮的经济增长点的突破口和实现交通能源转型的根本途径。

新能源汽车是低碳的必然选择,也是汽车产业的发展趋势,这已成为全球的共识。在政策的激励和引导下,全球各主要汽车生产厂家都加快了新能源汽车产业化的步伐。目前,“低排放”的混合动力汽车已进入大规模产业化阶段,在全球的累计销量已超过100万辆,在当前新能源汽车市场上占据主导地位。“零排放”纯电动汽车的批量生产时间已提前到2015年,比原来预计的时间提前了10年至15年。据预测,2012年前后将迎来新能源汽车产业化的高潮,未来10-30年将是世界新能源汽车产业格局形成的关键时期,新能源汽车将成为拉动经济发展新的增长点。这一影响未来的大趋势,对我们来说既是良好的机遇又是严峻的挑战。

新能源汽车的发展是低碳经济重要组成部分,它通过开源节流,对缓解能源供需矛盾,改善环境,促进经济可持续发展有着重要的推动作用。作为牵涉40多个行业、关乎数百万甚至数千万就业机会的产业,新能源汽车是最能反映一个国家科技发展水平、自主创新能力和国际竞争力的产业之一。新能源汽车推进我国交通能源转型,通过能源多元化、动力电气化、排放洁净化实现我国从汽车生产大国到汽车技术强国的跨越。发展新能源汽车既代表了世界汽车产业发展方向,同时符合我国国情。它不仅是解决能源环境问题、应对国际金融危机、保持经济平稳较快发展的重要结合点,也是催生新技术革命、带动产业升级、建立新型战略产业的重要突破口。

随着“低碳时代”来临,我国新能源汽车产业必将扮演重要角色。上个世纪,汽车成为改变世界的机器;在新的世纪,世界将成为改变汽车的力量。节能、环保、低碳、绿色,这是全

人类共同努力奋斗的目标,客观上要求全球汽车业发生根本性的变化,新能源汽车带来的新的汽车文明将成为生态文明的重要组成部分。

新能源汽车作为汽车工业新时代的“制高点”,其产业发展将带来例如交通能源消费结构优化,城市空气污染减少等巨大的经济和社会效益。国际经验证明,国家政策对于产业的快速发展和市场的启动,有着极其重要的作用。纵观世界各国,国家能源战略的强力引导和政府政策的大力支持是新能源汽车发展的“第一推动力”,我国也不例外。

新能源汽车产业化发展的直接推动力就是国家的相关扶植政策。自2001年我国启动了“863”计划电动汽车重大专项,建立“三纵三横”的开发布局起,国家通过节能与新能源汽车示范推广试点工作和“十城千辆”电动汽车示范应用工程,对新能源汽车发展给与支持。

2010年是新能源汽车产业发展的里程碑,各国政府相继推出了一系列优惠政策,旨在促进新能源汽车的产业化进程,以抢占新能源汽车产业的制高点。2010年,我国新能源汽车也进入全面的政策扶持阶段。《私人购买新能源汽车试点财政补助资金管理暂行办法》的出台,在我国新能源汽车发展史上书写了具有里程碑意义。此后,上海、长春、深圳、杭州、合肥、北京先后成为私人购买新能源汽车示范推广试点城市,并各自制定了相应的补贴政策,私人购买新能源汽车将享受国家和地方“双重”补贴。2010年10月18日发布的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》提出了新能源汽车产业未来的发展目标。这些扶持政策的密集出台,体现了国家大力发展新能源汽车产业的决心和信心,有利于鼓励汽车企业加大科研力度,提高新能源汽车核心技术的研发水平,促进新能源汽车的消费,实现新能源汽车的产业化。

4.2 中国纯电动汽车市场预测分析

2011年是我国“十二五”规划的开局之年,也是新能源汽车产业化的起步之年。从工业和信息化部、国务院发展研究中心、中国汽车工业协会等处获悉,汽车业“十二五”规划正在制定中,汽车行业的“十二五”规划草案的初稿已制定完毕,总体目标仍是强调我国汽车工业发展要从汽车大国向汽车强国转变。未来五年,中国汽车业将从过去的做大规模转向做强实力。具体来看,一方面提倡发展包括新能源汽车在内的节能汽车;另一方面,提倡通过兼并重组、淘汰落后产能来解决结构性产能过剩问题。在我国汽车产业的“十二五”规划中,新能源汽车被列为我国汽车行业今后5年发展的重中之重。由科技部牵头的《电动汽车科技

发展“十二五”专项规划》已制订完毕。根据《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》,小型化和汽车电气化是中国汽车未来发展的两大方向,2015年中国电动汽车保有量计划达到100万辆,动力电池产能约达100亿瓦时。为此,我国计划推动电动汽车产业链发展,动力电池、电机、电控成为未来发展的核心。作为国家节能减排的重要组成部分,新能源汽车更是被列为加快培育和发展的七大战略性新兴产业之一,将继续在资金和政策层面给予重点支持。进入“十二五”,新能源汽车也跨入产业化阶段,此时的政策更是层出不穷。我国新能源汽车产业借助产业发展规划和相关优惠政策的刺激下,必将掀起一轮新的投资热潮。在2011年的两会上,工业和信息化部部长苗圩表示,新能源汽车“十年大纲”——《节能与新能源汽车产业发展规划》(2011-2020年)已上报国务院,目前正等待国务院审批,不出意外,这一产业规划有望于2011年上半年推出。2011年3月16日发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出,“以重大技术突破和重大发展需求为基础,促进新兴科技与新兴产业深度融合,在继续做强做大高技术产业基础上,把战略性新兴产业培育发展成为先导性、支柱性产业。”“新能源汽车产业重点发展插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车技术。”据了解,按照国家节能减排和培育战略性新兴产业的总体要求,《节能与新能源汽车发展规划(2011年至2020年)》将大力发展节能与新能源汽车,到2015年我国新能源汽车将初步实现产业化,动力电池、电机、电控等关键零部件核心技术实现自主化;纯电动汽车和插电式混合动力汽车市场保有量达到50万辆以上;到2020年,新能源汽车产业化程度和市场规模达到全球第一,其中新能源汽车(插电式混合动力汽车、纯电动汽车、氢燃料电池汽车等)保有量达到500万辆;以混合动力汽车为代表的节能汽车销量达到世界第一,年产销量达到1500万辆。《节能与新能源汽车发展规划(2011年至2020年)》将成为引领我国新能源汽车产业发展的重要政策。为推动电动汽车规模化应用,国家电网公司也于近期宣布,“十二五”期间将建设充换电站2351座,充电桩22

万个,初步建成覆盖公司经营区域的智能充换电服务网络。这意味着,在国家政策引导以及推进相关配套设施建设的基础上,国内新能源汽车产业将迎来更好的发展环境。

在升级为国家战略的大背景下,我国新能源汽车终于在“十二五”开局之年正式起步。从2011年起,未来十年将是我国新能源汽车产业发展的“黄金十年”。在“十二五”期间,政府是引导产业健康发展的关键力量,是产业化进程的展的幕后推手。通过政策激励、法规强制、税收优惠和补贴支持等手段,政府将逐步规范和引导新能源汽车产业朝着健康有序的方向发展。这一阶段,我国新能源汽车发展将呈现“三线”并举的基本格局:第一条线:电

动商用车将大量应用于城际大巴、城市公交、机场摆渡和市政用车,城市交通将成为我国客车生产企业的重要增长点。第二条线:混合动力汽车将大规模取代传统内燃机汽车,成为未来汽车市场的主流产品。第三条线:微型、超微型纯电动汽车将成为城乡私人有效、便捷且经济的交通工具,通过“小型化、轻量化和廉价化”,我国将走出一条具有中国特色的新能源汽车汽车产业化之路。在“十三五”期间,经过产业化初期的发展,新能源汽车产业已经逐步走向正轨,经济效益日益显现,产业整合的序幕即将拉开,无技术、无资金、无人才的三无企业将逐步被淘汰,而具有资金雄厚并拥有自主知识产权的细分行业龙头企业将脱颖而出,成为行业整合的主体。可以预见,“十三五”期间我国新能源汽车产业将进入快速发展阶段,届时,中国将成为全球最大的新能源汽车生产国。

4.3政策推动全球新能源汽车发展浪潮

汽车产业的发展始终伴随着石油消耗和大气环境污染的双重危机。汽车的迅速普及,在改善居民生活的同时也产生了诸如能源、环保等方面的问题。在不断增加的石油消耗量中,交通领域已经成为石油消耗的最主要领域及最重要增长因素,并呈逐年上涨态势。国际能源组织(IEA)的统计数据表明,全球57%的石油消费在交通领域(其中美国高达67%)。而预计2020 年以后,全球石油需求与常规石油供给之间即将出现净缺口,油价将持续上涨,未来维持在100美元以上将是常态。以石油为主的化石类能源的稀缺性和不可再生性,与日益增长的全球汽车保有量之间的矛盾将日益尖锐。不仅如此,交通能源消耗也是造成环境污染和全球温室气体排放的主要来源之一,随着各国环保意识的增加,针对汽车排放的标准将越来越严格,排放标准的不断提高,使传统内燃机汽车将无法满足严格的环保要求,交通能源动力系统变革已是大势所趋。全球石油资源有限条件下,相关国家制定减少对石油依赖性的能源战略;同时各国针对汽车尾气排放标准的要求日益严格是新能源汽车发展的主要驱动力。目前,世界各主要汽车生产国和大型汽车公司都纷纷加大了对节能与新能源汽车的研发投入和应用力度。

随着全球能源日趋紧张,生态环境日益恶化,特别是面对2008年以来的全球金融危机、油价高涨和日益严峻的节能减排压力,大力发展新能源汽车成为世界汽车工业竞争的一个新焦点。新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料,但采用新型车载动力装置),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、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括有:混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)、

燃料电池汽车(FCEV)、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等。新能源汽车发展总体将遵循节能(降低总能耗)、环保(减少污染物排放)两大趋势,逐步实现对化石类传统能源的替代。发展新能源汽车是减少对国外石油依赖,解决快速增长的能源需求与石油资源终将枯竭的矛盾的必由之路。新能源汽车不燃烧汽油和柴油,所使用的锂电池是国际公认的环保电池。加之与传统汽车相比,电动车在启动时没有污染,具有极好的环保性能。新能源汽车将催生汽车动力技术的一场革命,并必将带动汽车产业升级,建立新型的国民经济战略产业,是汽车工业发展的必由之路。如果新能源汽车得到快速发展,以2020年我国汽车保有量1.4亿辆计算,可以节约石油3229万吨,替代石油3110万吨,节约和替代石油共6339万吨,相当于将汽车用油需求削减22.7%。2020年以前节约和替代石油主要依靠发展先进柴油车、混合动力汽车等实现。到2030年,新能源汽车的发展将节约石油7306万吨、替代石油9100万吨,节约和替代石油共16406万吨,相当于将汽车石油需求削减41%。届时,生物燃料、燃料电池在汽车石油替代中将发挥重要的作用。在节能和减排的双重压力下,新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。总体而言,新能源汽车代表了世界汽车产业的发展方向,是未来世界汽车产业的制高点,是世界各主要国家和汽车制造厂商的共同战略选择。从国家战略的高度来审视,大力发展新能源汽车是新一轮的经济增长点的突破口和实现交通能源转型的根本途径。

新能源汽车是低碳的必然选择,也是汽车产业的发展趋势,这已成为全球的共识。在政策的激励和引导下,全球各主要汽车生产厂家都加快了新能源汽车产业化的步伐。目前,“低排放”的混合动力汽车已进入大规模产业化阶段,在全球的累计销量已超过100万辆,在当前新能源汽车市场上占据主导地位。“零排放”纯电动汽车的批量生产时间已提前到2015年,比原来预计的时间提前了10年至15年。据预测,2012年前后将迎来新能源汽车产业化的高潮,未来10-30年将是世界新能源汽车产业格局形成的关键时期,新能源汽车将成为拉动经济发展新的增长点。这一影响未来的大趋势,对我们来说既是良好的机遇又是严峻的挑战。

新能源汽车的发展是低碳经济重要组成部分,它通过开源节流,对缓解能源供需矛盾,改善环境,促进经济可持续发展有着重要的推动作用。作为牵涉40多个行业、关乎数百万甚至数千万就业机会的产业,新能源汽车是最能反映一个国家科技发展水平、自主创新能力和国际竞争力的产业之一。新能源汽车推进我国交通能源转型,通过能源多元化、动力电气化、排放洁净化实现我国从汽车生产大国到汽车技术强国的跨越。发展新能源汽车既代表了世界

电动汽车电池发展现状及前景

电动汽车电池发展现状及前景 摘要:随着世界能源短缺,全球环保意识的增强,电动汽车正在成为世界潮流。电动汽车目前发展最大的制约来源于其能量存储设备——电池。本文介绍了目前电动汽车用电池的特点及发展现状,当前研究开发的电动汽车动力电池主要包括燃料电池、化学蓄电池(铅酸电池、镍金属电池、锂电池等)、超级电容和太阳能电池,并对文中所述的四种电池的发展前景进行了分析总结。 关键词:电动汽车电池;燃料电池;化学蓄电池;超级电容;太阳能电池 0.引言 电池是电动汽车的动力源泉,也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量、能量密度、比功率、循环寿命和成本等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争,关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。因为电动汽车与燃油汽车相比的三个主要制约因数:成本高、续驶里程短和充电时间长,都与能量存储技术没有突破性进展直接相关。目前各国都在加紧研究各类先进的能量存储技术,开发各种高比能量、高比功率、长循环使用寿命、价格低廉的动力电池,此外,还要具有良好的工作环境温度、自放电性、使用安全性和无污染等。当前研究开发的电动汽车动力电池主要包括燃料电池、化学蓄电池(先进铅酸电池、镍金属电池、锂电池等)、超级电容和太阳能电池。下面分别将对各类电池的发展现状及前景进行介绍。 1.燃料电池 1.1概述 燃料电池是一种使用燃料进行化学反应产生电能的装置,所用燃料包括纯氢气、甲醇、乙醇、天然气以及现在运用最广泛的汽油。按电解质的种类不同,燃料电池可分为碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池等。在燃料电池中,磷酸燃料电池、质子交换膜燃料电池可以冷起动和快起动,可以作为移动电源,满足特殊情况的使用要求,更加具有竞争力。最常见是以氢气为燃料的质子交换膜燃料电池,由于燃料价格便宜,无化学危险,对环境无污染,发电后产生纯水和热,这是目前其它所有动力来源无法做到的。它以纯氢为燃料,以空气为氧化剂,不经历热机过程,不受热力循环限制,因此能量的转换效率高,是普通内燃机热效率的2~3倍。 1.2特点 燃料电池以其高效、洁净、兼容可再生能源技术等特点,噪音低、启动迅速、比功率大

未来新能源汽车的发展论文

未来纯电动新能源汽车的发展 正文: 如今汽车越来越走进平民百姓的生活,成为了大众代步的工具,而对于了解汽车自身未来的发展也是至关重要的。现在的传统汽车,大都是使用自然界中以原有形式存在的、未经加工转换的能量资源,如化石燃料。而截至2009年6月底,中国机动车保有量为9辆。其中,汽车辆,摩托车辆,挂车1035036辆,上道路行驶的拖拉机辆,其他机动车21674辆。如此庞大是数量,不尽让我们加大了忧患意识,一是未来汽车能源的来源,我们需要一个持续不断的能源去供应全国的汽车。二是未来汽车的发展,我们需要清楚我们未来汽车行业的发展方向。三是在发展汽车行业的同时,如何兼顾得环境的共同发展。 2002年中国有将近2050万辆车,当时中国每天大约消耗540万桶石油。而现在我们到底每天需要多少万桶石油消耗根据国际能源组织的评估:仅中国自己就需要世界石油需求增长的40%,中国的能源消费占全球的10%,美国能源消费是中国的两倍,因此中国的石油消费将增长%每天920万桶。?到2015年中国预计将每天消费石油达到1160万桶。从全球各大分析机构对于中国的能源需求量日益增大,都感觉到能源未来价格的不可预测。 可见如今的石油消耗越来越大,并且汽车的尾气也很严重。据统计,每千辆汽车每天排出一氧化碳约3000kg,碳氢化合物200—400kg,氮氧化合物50—150kg;美国洛杉矶市汽车等流动污染源排放的污染物已占大气污

染物总量的90%。汽车尾气可谓大气污染的“元凶”。 所以,我们在为未来汽车设计蓝图时,总希望未来的汽车能使用到太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能等无污染能源。而如今我国又迫切需要新能源汽车,在过去10年我国的汽车市场迅速扩张,1998-2008年汽车销售量年均增长%,并且我国汽车市场的国际地位迅速提升。根据我国过去10年我国汽车保有量的迅速增长,1998-2008年汽车保有量年均增长14%,我们必须抓紧新能源汽车的发展,如混合动力,纯电动,燃烧电池,氢动力等汽车。 由于氢动力与太阳能动力还没有探究完全,有迫于现今,我国最可能是在纯电动汽车上取得突破。第一是,我国纯电动汽车的相关技术初步具备产业化基础。在国家863计划的支持下,我国已有很多企业投身于纯电动汽车领域,并取得丰富的研究成果,一些小规模生产已投入示范运行中,如奥运会运行。第二是,我国有一大批有实力的机构在从事与纯电动汽车的有关研制工作,而且我国已经形成了一条完整的锂离子动力电池产业链,锂电池动力电池已经成为全国动力电池的主流选择,而我国的锂资源储量比较丰富,居世界第三。第三是,在车用驱动电机方面,我国是工业电机生产大国,有较强的技术基础。我国在纯电动汽车技术上与国外的差距相对较小,纯电动汽车可以绕过传统的发动机技术,避开我们的弱项。国内动力电池在性能上的指标与国际水平相当,有些指标还优于国际。而在考虑纯电动新能源汽车的同时,我们还对其所需配套基础设备的可行性进行了探究。充电站的问题。我们可以建公共交通充电站,而在家庭用充

电动汽车技术进展和发展趋势

第38卷 第1期2004年1月  西 安 交 通 大 学 学 报 J OU RNAL OF XI′AN J IAO TON G UN IV ERSIT Y Vol.38 №1 Jan.2004电动汽车技术进展和发展趋势 曹秉刚,张传伟,白志峰,李竟成 (西安交通大学电动车研究开发中心,710049,西安) 摘要:通过对国内外电动汽车关键技术的发展现状和技术水平的比较分析,以及H∞鲁棒控制方法在电动汽车驱动控制、再生制动控制和运动控制系统上应用的研究,展望了电动汽车的发展趋势.首先发展铅酸蓄电池电动汽车(B EV)是明智的选择,由于开发混合电动汽车(HEV)的难度较大,所以燃料电池电动汽车(FCEV)将成为今后的主流技术,是未来汽车的发展方向. 关键词:电动汽车;技术进展;发展趋势 中图分类号:U469.72 文献标识码:A 文章编号:02532987X(2004)0120001205 T echnology Progress and T rends of Electric V ehicles Cao B i nggang,Zhang Chuanwei,B ai Zhif eng,L i Ji ngcheng (R&D Center of Electric Vehicle,Xi′an Jiaotong University,Xi′an710049,China) Abstract:Under the pressure of both environment protection and energy conservation,the development of EVs (electric vehicles)hasbeen taken on an accelerated pace all over the world.This research focuses on the current status of EVs’key technology and their state of the art,where,H∞robust control method is used for driving control,regenerative braking control and motion control for EV.The prospects of EVs indicate that B EV(bat2 tery electric vehicle)is the primary selection nowadays,and instead of HEV(hybrid electric vehicte),FCEV (fuel cells electric vehicle)has long term potental for future mainstream vehicles. K eyw ords:elect ric vehicle;technology process;t rend 自1886年发明了汽车以来,汽车就成为人们日常生活中不可缺少的代步和运输工具,因此缩短了人们之间的距离,改变了人们的生活方式,提高了人们的生活质量.由于汽车要消耗大量的石油资源、排放大量的废气、制造噪音和严重污染环境,因此也带来了无法回避的负面影响.我国2000年进口石油7000万t,计划到2005年将超过1亿t,给国家造成了沉重的经济负担.更严重的是目前世界上空气污染最严重的10个城市中我国就占了7个,国家环保中心预测,到2010年汽车尾气的排放量将占空气污染源的64%[1].面对如此严峻的形势,电动汽车(EV)的研究与开发引起了世界各国的关注.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[2].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70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80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20世纪90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 收稿日期:2003208206. 作者简介:曹秉刚(1953~),男,教授,博士生导师. 基金项目:陕西省电动汽车专项项目,西安交通大学行动计划培植项目.

浅谈电动汽车的未来发展55556666

浅谈电动汽车的未来发展 第一章纯电动汽车产业发展现状分析 1.1 世界纯电动汽车产业化概述 1.2. 世界各国纯电动汽车发展情况分析 1.3 纯电动汽车产业发展最新动态 第二章中国纯电动汽车发展社会环境分析 2.1 汽车工业面临能源问题重大挑战 2.2 发展绿色交通是城市环境的需求 2.3 电动汽车能满足更为苛刻环保要求 2.4 纯电动汽车节能减排效果显著 第三章中国纯电动汽车发展分析 3.1 纯电动汽车的技术发展动态 3.1.1 纯电动汽车锂电池技术 3.1.2 纯电动汽车超快充电技术 3.1.3 电池与电容相结合技术 3.1.4 纯电动汽车电动轮技术 3.2 纯电动汽车发展存在的问题及策略 3.2.1 充电问题制约纯电动车产业化发展 3.2.2 中国发展纯电动车存在问题及对策 3.2.3 新能源汽车应优先发展纯电动汽车第四章中国纯电动汽车发展前景预测分析 4.1 中国纯电动汽车行业技术开发方向 4.2 中国纯电动汽车市场预测分析 4.3 政策推动全球新能源汽车发展浪潮

摘要 随着全球能源危机的不断加深,石油资源的日趋枯竭以及大气污染、全球气温上升的危害加剧,各国政府及汽车企业普遍认识到节能和减排是未来汽车技术发展的主攻方向,发展电动汽车将是解决这二个技术难点的最佳途径。 解决汽车污染排放问题。全球碳排放标准的推出强化了主要国家推动纯电动汽车产业普及的动力的欲望,由于汽车尾气和工业污染给大气层和地球生存环境带来日趋严重破坏,人类必需在未来二十年内努力将碳排放量指标恢复到合理水准,而削减碳排放量保护生存环境显然已经是比赚钱更迫切更紧急的事情。推广和普及纯电动汽车是行之有效手段并且也是削减碳排放量重点方向之一! 由于电池价格高,且销售未成规模,目前电动汽车价格不菲,从而大大弱化了个人的购车需求。虽然耗电成本不足燃油成本的1/4,但昂贵的购车成本还是让个人消费者望而却步。所以如何降低纯电动汽车的成本,以及有效推广,还任重而道远。 电池技术有待提高电池是电动汽车的动力源泉,也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车车用电池的主要性能指标是比能量、能量密度、比功率、循环寿命和成本等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争,关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。到目前为止,电动汽车用电池经过了3代的发展,已取得了突破性的进展。第1代是铅酸电池,第2代是碱性电池,第3代是以燃料电池为主的电池。燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能,能量转变效率高,比能量和比功率都高,并且可以控制反应过程,能量转化过程可以连续进行,因此是理想的汽车用电池,但目前还处于研制阶段,一些关键技术还有待突破。 目前中国电动车的基础设施(主要是充电设施)还很有限。对于无车库的城市车主,在家充电并不方便;即便可以用家用220伏充电,安全上也存在一定隐患。为根本解决这一问题,唯一的办法是在小区、停车场建充电站。虽然电网公司已开始对该业务模式进行了有意义的尝试。但是中国要想快速发展纯电动汽车,基础设施建设必须加快步伐。

世界电动车发展现状

世界电动车发展现状 一、产能分析 电动车是目前世界上唯一能达到零排放的机动车。由于环保的要求,加之新材料和新技术的发展,电动车进入了发展高-潮。电动汽车作为绿色交通工具,将在21世纪给人类社会带来巨大的变化。顺应当前国际科技发展的大趋势,将电动汽车作为中国进入21世纪汽 车工业的切人点,不仅是实现中国汽车工业技术跨越式发展的战略抉择,同时也是实现中国汽车工业可持续发展的重要选择。目前我国电动车研究已取得阶段性成果,完成了概念车车身设计构想书及界面设计,电池方面正在组织开发镍氢电池、锂离子电池、锌空气电池、燃料电池,有望取得突破。电动汽车的标准体系已经编制完成,同时建立了有关电动 汽车的数据库。电动汽车项目的国际合作正在按计划进行。 二、市场需求状况 近年来在全球范围内掀起了一股电动汽车热,世界各汽车工业强国从资金和政策上积极支 持电动汽车的研制工作。国际国内市场需求巨大。就国内而言,未来潜在的市场很诱人。2017年北京奥运会组委会已宣布,将投入20亿元左右确保奥运会期间接送运动员所使用的汽车,奥运场地使用的特种车辆和部分公交车辆采用电动汽车,使北京成为中国使用电动汽车的示范城市。杭州已决定投入一些电动公交车试运行;2017年的上海世博会同样会 有上千辆电动汽车投入运行。 三、主要产品分析 目前电动汽车分为三种:纯电动汽车、燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车。纯电动汽车(ev)正向小型化和专用化方向发展,燃料电池电动汽车(fcev)成为跨国汽车集团联 合攻关相互竞争的焦点。从经济角度看,混合动力电动汽车为当前市场推崇的原因有:(1)在石油资源没有枯竭以前,汽车发展仍将主要以燃油汽车为主,但其总量不会增加,汽车保有量的增加将主要依赖于混合动力电动汽车,混合动力电动汽车是未来10年汽车 的发展的主要方向。据比较乐观的估计,混合动力电动汽车将在2017年实现商品化。(2)混合动力电动汽车可以实现单用发动机难以达到的下一代超低油耗汽车的目标。(3)混合动力燃料电池电动汽车成熟、成为主流方向的技术方案将在未来10年内形成,燃料 电池电动汽车将在2017年实现商品化。 电动汽车的成本构成及影响电动汽车推广因素的分析 电动汽车目前成本仍高居不下,究其原因是:电动汽车目前尚处于研发阶段,样车和试运行阶段,根本无批量可言,这是与流水线生产燃油汽车所不能比拟的。同时目前各式电动 汽车能示范运行的,都是在原燃油汽车的底盘、车厢之基础上改装而成的,即将发动机、 油箱等系统全数拆下,然后装上电动机,电池等相关配套设备就形成电动汽车,而混合动 力是在原然油系统基础上加装一套电池、电气驱动系统,形成了油、电混合驱动系统。那

电动汽车充电技术国内外研究现况及发展趋势

电动汽车充电技术国内外研究现况及发展趋势 班级: 姓名: 学号:

摘要:对国内外电动汽车、电动汽车充电技术及规划布局等方面现状进行了研究,并对电动汽车充电需求进行了分析。介绍了国内外电动汽车充电设施的发展状况,对未来我国电动汽车发展前景进行了初步研究,提出积极推动电动汽车充电设施建设应是电网企业义不容辞的责任以及未来发展机遇。 关键词:电动汽车充电技术研究现状发展趋势 1.前言 电动汽车是全部或部分由电能驱动电机作为动力系统的汽车,按照目前技术的发展方向或者车辆驱动原理,可划分为纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池电动汽车三种类型。近年来,我国电动汽车行业取得了快速发展,攻克了一系列关键技术难题,在部分领域已实现了与日美欧等国同步发展。目前我国发展电动汽车已具有消费市场规模大、制造成本低、技术取得局部突破、资源保障能力强的四大优势。在技术突破和政策扶持的双重刺激下,我国电动汽车已处于市场引爆的临界点,预计未来两年电动汽车的市场规模和生产规模将迅速扩大,电动汽车将进入快速成长期。电动汽车充电设施是电动汽车产业链的重要组成部分,在电动汽车产业发展的同时还应该充分考虑充电设施的发展。 1 电动汽车充电的基本方式 目前常用的电动汽车充电方式有慢充、快充和快换三种: (1) 慢充方式。慢充一般以较小交流电流进行充电,充电时间通常为6~10 h,慢充方式一般利用晚间进行充电,充电时可以采用晚间低谷电价,有利于降低充电成本,但是难以满足使用者紧急或者长距离行驶需求。慢充一般采用单相220V/16A 交流电源,通过车载充电器对电动汽车进行充电,车载充电器可采用国标三口插座,基本不存在接口标准的问题。电动汽车慢充一般通过充电桩进行。 (2) 快充方式。快充又称应急充电,以较大直流电流在20 min 至1 h 内,为电动汽车提供短时充电服务,快充方式可以解决续航里程不足时电能补给问题,但是对电池寿命有影响,因电流较大,对技术、安全性要求也较高。快充的特点是高电压、大电流,充电时间短(约1 h)。目前,这种充电方式的充电插口的针脚定义、电压、电流值、控制协议等均没有国家标准,也没有国际标准,已投入使用的充电机和电动车电池充电插口均由各生产厂家自定,世界各国都在积极争夺标准的制订权,各大电动汽车厂家也纷纷抢先投放产品,抢占市场、提高占有率,试图使多数充电站不得不采用其充电设备,从而成为事实标准。快充方式主要在充电站中进行。 (3) 快换方式。快换则是通过直接更换车载电池的方式补充电能,换电时间与燃油汽车加油时间相近,大约需要5~10 min。快换方式最为便捷,但是需要电动汽车和车载电池实现标准化,而且快换过程中需要专业人员进行操作。快换可以在充电站也可在专用电池更换站完成。这种方式的优点是电动车电池不需现场充电,更换电池时间较短,但要求电池的外形、容量等参数完全统一,同时,还要求电动汽车的构造设计能满足更换电池的方便性、快捷性。 2 国外电动汽车充电设施发展状况

纯电动汽车发展前景浅析

摘要:随着石油储量的下降和温室效应的日益严重,传统汽车的发展前景令人堪忧,许多汽 车厂纷纷转型,开始研发汽车。由于受到国家政策、当地环境和研发技术等多方面因素的影响,目前市场上的汽车种类繁多,纯就是其中最常见的一种。本文将以我国纯的发展现状和 特点为基础,对我国纯的发展前景进行分析。 1 纯的发展现状 目前我国的纯产业的发展势头相当强劲,得益于国家政策的支持和校企技术合作的帮助, 纯在销量和技术上都取得了较大的突破。国家政策方面,通过购车补贴以及当地政府的政策 扶助,我国纯的销量飞速增长,自2012年起年销量始终保持在万台以上,占据汽车销售的大半壁江山;校企技术合作方面,一汽、东风、上汽、吉利等汽车龙头纷纷就地取材,与邻近 大学展开技术合作,共同研发纯,比如东风公司与武汉理工大学共同研发了东风风神E70, 该车采用镍钻锰酸锉,电池容量高达49.1 kWh,最大续航里程可达300 km,补贴后售价仅13.98万元人民币,在当前纯市场中具有较强的技术与价格竞争力。 2 纯的特点 2.1发展优势 纯相比传统的内燃机汽车,最大的优势莫过于不会对环境产生污染,不像汽油机或者柴油 机会产生大量的CO2和其他的有害气体。其次纯充电所需电能的来源众多,火力发电、水利发电、风能发电乃至核能发电等方式,都可以作为电力来源,因此不会受到石油枯竭的制约,具有很大的发展空间。 而在我国在发展纯方面,也有较大的技术优势,在纯的两大核心部件和电机上,都取得了 技术上的突破性发展。方面,以制造起家的比亚迪公司,由于多年研发的技术积累,成为我 国乃至全球在汽车行业中的一匹黑马,在2007年成功研发出磷酸铁铿电池,并实现了量产,结束了特斯拉公司三元铿离子电池在纯电动车方面的技术垄断地位。电机方面,众泰集团在 驱动电机和整车控制系统上都研发出自己的专利技术,并取得我国第一个纯生产批号。 除以上发展优势外,我国在矿产资源上也有着极大的优势。纯的性能与成本很大程度上取 决于其。目前,综合性能和成本考虑,纯采用锉离子电池是其唯一的选择,而中国拥有着储 量超过百万吨级别的西藏的扎布耶盐湖,这是欧洲、日本和美国等资源匮乏国家所不具备的 矿产优势。 2.2发展劣势 我国发展纯最大的问题是配套的基础设施建设相当不完善,可以说大多数城市的配套设施 建设几乎是一片空白。再加上我国工业发展起步较晚,城市建设规划不合理,许多地方电网 建设混乱,不利于充电站或是换电站的规划建设。此外,各汽车厂的充电接口都不一致,更 加大了建设的难度,而建设配套的基础设施投资巨大,远非一家或几家汽车公司所能承担, 因此需要企业和相关政府部门共同合作寻找解决办法。 3 纯的发展前景 综上所述,虽然纯在我国的发展仍存在诸多问题,但以发展前景而论仍是有相当大的潜力的。 (1)环保方面,近几年来,国民饱受雾n等环境污染之害,已拥有较高的环保意识,纯在环保方面的优势较传统的内燃机汽车非常明显,因此会有越来越多的环保人士选择纯出行。(2)能源方面,我国目前的石油储量处于国际较低水平,对国外石油的进口依赖性较大,而采用纯可以有效利用我国丰富的发电资源,比如在夜间进行充电,避开白天的波峰用电期,

国内外电动汽车发展现状

国内外电动汽车发展现状 摘要 本文介绍了美国、欧洲及日本等国家和地区电动汽车产业的发展历程,对比我国电动汽车的市场结构、技术研发、产业政策及示范运营状况,指出我国电动汽车产业发展过程中存在政策统筹、核心技术、基础设施建设和产品认可度等方面的不足;对电动汽车相关技术,如电机驱动技术、能量管理系统、锂离子电池技术等的发展现状与趋势等进行了探讨。 0引言 随着全球金融危机、生态环境恶化与能源、资源枯竭等问题的加剧,大力研究和利用电动汽车相关技术及促进产业发展已成为世界汽车工业竞争的一个新焦点.美国、日本、德国等世界主要汽车制造强国纷纷加入抢占电动汽车技术和市场制高点的行列,我国有关部门及各地政府也积极响应行业趋势,将电动汽车确定为国家7大战略性新兴产业之一,并先后推出了《节能与电动汽车产业发展规划》、《电动汽车“十二五”专项规划》等规划措施,积极引导和鼓励国内电动汽车产业的发展。在各项政策的推动下,国内汽车企业不断增加对电动汽车及相关零部件的研发投入,在突破电池、电机、电控等关键技术、完善基础设施建设、推动电动汽车产业化等方面取得了长足的进步。 1国外电动汽车的现状和发展趋势 1。1全球电动汽车市场现状及趋势 近年来,全球电动汽车市场正以更快的速度成长,电动汽车产销量均有明显提升。2014年全球市场共销售353 522 辆电动汽车,同比增长56。78%;其中,电动乘用车323 864辆,占比91。61% (电动乘用车指“双80"车,即最高时速80km/h 以上,同时一次充电续航里程80 km以上);电动客车及电动专用车29658 辆,占比8. 39%[1]。美国、欧盟、中国、日本仍然在全球电动汽车市场中位居前列。全球各主要国家电动汽车2014年保有量及2020年预计保有量如表1所示[2].美国的通用、福特、特斯拉公司,日本的丰田、日产及本田公司,欧洲的宝马、奔驰、雪铁龙公司等都在电动汽车的研制与开发上呈现出很强的实力。

电动汽车技术路线可行性

电动汽车"技术路线”可行性 第一部分发展电动汽车已成为国际汽车发展的新趋势 2005年,全国数百家企业的各种轻型电动车<含电动自行车)的总产量预计已经达到900万辆。绿源在过去的一年内共生产各种轻型电动车<包括电动自行车)近20万辆,一些关键的技术创新成果<如能量回收技术,新型节电模式,等等)也在产品中成功运用,企业取得了比较好的经营效果。在这个辞旧迎新的2006年春天,我们是不是需要再一次超越企业经营者的本分,从业者的角度来思考一些新的理论问题,探讨对电动车产业未来发展的新思路。 在石油资源日益短缺的大背景下,如何减少交通对石油资源的不可循环的消耗,发展电动交通工具,特别是促进发展电动汽车

电动汽车概论--第一章绪论——电动汽车技术发展现状与趋势

第一章绪论——电动汽车技术发展现状与趋势 1、21世纪汽车工业发展面临的挑战与机遇(第一节课内容) 内燃机汽车经过120多年的发展壮大,逐步实现机电一体化和全面应用现代高科技,在安全、节能、环保、可靠、舒适、成本等性能方面取得了重大进展,但是由于内燃机车以石油为燃料,石油燃烧后会产生大量有害气体污染环境,因此传统内燃机车辆正面临者石油短缺和环境污染问题带来的严峻挑战。 1.1石油危机——汽车发展遇到石油风险 石油是一种总量有限、不可再生的石化资源,是当前人类经济社会的重要能源,交通运输(航空、航海、铁路、公路)长期以来都以石油制品作为主要原料。目前世界汽车保有量已超过6亿辆,每年新生产汽车超过3500万辆,每年消耗石油70亿桶以上,约占世界石油产量的一半以上。按科学家预测,地球上的石油资源按照目前的消耗水平,仅仅维持几十年(40-60年左右,说法不太一致),石油资源日渐枯竭。 21世纪人类面临更加严峻的石油资源挑战,石油资源是亟待解决的重要问题之一,也是当前世界不稳定的因素之一。 我国目前的能源结构为缺油、少气、富煤。当前中国石油消费量近4亿吨,产量和进口量各占一半,对外依存度达50%,远远超过30%的安全线。因此,大量进口高价石油,势必影响本国经济发展和能源安全,加剧国际石油危机和抬高石油价格,损害我国和全球人民利益。一旦出现国际风波,更会危及国家安全。

预测到2020年,中国的石油需求量为5亿~6亿吨,而中国只能生产2亿吨,其余的3亿~4亿吨要靠进口,对外依存度将达60%~67%。中国目前的进口量是当前世界石油总消费量的1/10,相当于德、法、英、意4个国家当前石油消费量总和。进口如此大量的石油,极具风险。 内燃机汽车所需要的石油资源逐渐枯竭是必然趋势,不依人们的意志为转移。而人工合成燃料、液化天然气、氢气等能源来源有限,还不能完全取代石油燃料,电能来源广泛,人们对电力的使用已经积累了丰富的经验,21世纪电能必然会成为各种地面在运工具的主要能源,发展电动汽车是交通运输工业发展的必然趋势,也是汽车工业发展的总趋势。 燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能,使燃料的发电效率提高到50%-55%,而且不会对大气造成污染。 1.2环境污染 内燃机汽车的快速发展与广泛应用,使汽车排气污染日益严重,已成为城市最重要的污染源。 HC, CO, NO X, CO2,SO2,颗粒物(铅微粒、碳微粒)以及光化学烟雾(氮氧化物和碳氢化合物在适当的条件和阳光作用下,会产生光化学烟雾。)、噪声(发动机噪声) 1.4电动汽车分类: 纯电动汽车:(EV, Electric Vehicle)

浅谈中国纯电动汽车的发展现状及存在的问题

浅谈中国纯电动汽车的发展现状及存在的问题 【摘要】纯电动汽车具有传统汽车无法超越的优点,是清洁环保型的交通工具。在未来的交通运输中将占有一席之地。纯电动汽车在走向市场的过程中面临诸多问题,最关键的问题是电池技术、电机以及传动技术、整车控制技术,我国纯电动汽车在这几个方面有了不同程度的突破。纯电动汽车在走向大众的路上,前途光明,任务艰巨。 【关键词】北京车展;纯电动汽车;动力电池;关键技术 背景 随着第十一届北京国际汽车展览会(Auto China 2010)(下称“北京车展”)的召开,电动汽车这个话题又一次成为大家关注的焦点。95台电动汽车亮相,成为本次北京车展的最大看点。不用质疑,在不久的将来,电动汽车将掀起汽车行业一次新的技术革命。 我国从“八五”开始,科技部就启动了电动汽车的相关项目。经过多年的摸爬滚打,我国电动汽车已经有了很大进步,但是电动汽车走入我们的生活,还存在很多亟待解决的问题。 电动汽车分类 在广义上我们可以将电动汽车可分为 3 类,即混合动力电动汽车(HEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)和纯电动汽车(BEV) 。混合动力电动汽车(HEV)发展的比较早,它需要具备两个动力源,一般是油电混合动力。燃料电池电动汽车(FCEV)是将化学能转换为电能为汽车提供动力,纯电动汽车(BEV)采用蓄电池为车辆提供动力,目前在观光车,高尔夫球场用车等低速短距离场合应用较多,国内公司如比亚迪、奇瑞、长安等汽车制造商也将其电动轿车产品投入市场,虽然从目前看它们的价格相对较高,但它的发展潜力巨大,是未来城市理想的交通工具。本文主要讨论纯电动汽车(BEV)现状以及面临的问题。 电动汽车优点 电动汽车相对传统汽车优点很多,主要有以下几个方面: ①环境污染小这是电动汽车最突出的优点。电动汽车使用过程中不会产生废气,与传统汽车相比根本不存在大气污染的问题。有人说电动汽车使用的二次能源——电能在火力发电厂产生时污染了大气,它只是把污染从城市转移到了郊区。 ②无噪音,噪声低这是电动汽车最直观的特点。现在大城市中汽车噪声已经成为一种比较严重的污染,减少噪声污染也是对今后汽车工业的考验。汽车发动

浅谈BYD电动汽车技术

南阳理工学院 本科生毕业实践(报告) 学院:机械与汽车工程学院 专业:汽车服务工程 学生:马亚坤 指导教师:杨样 实践单位:深圳比亚迪汽车公司 实践时间: 2014年12月26日至2015年05月29日完成日期 2015 年 5 月

南阳理工学院本科生毕业实践(报告) 浅谈BYD电动汽车技术Introduction to BYD Electric Vehicle Technology 总计:34 页 表格: 3 个 插图: 15 幅

浅谈BYD电动汽车技术 汽车服务工程专业马亚坤 [摘要]能源匮乏、环境污染是制约我国经济快速发展的瓶颈。发展以电动汽车为代表的节能与新能源汽车是应对能源短缺、环境污染、气候变化等问题的关键举措,同时也有利于提升我国汽车产业的国际竞争力。本文主要结合BYD电动汽车介绍了电动汽车的优缺点、关键零部件技术,阐述了电动汽车现阶段的应用及发展情况,剖析了电动汽车产业化的障碍。通过对电动汽车产业化技术和国内外发展现状的归纳总结分析,提出了符合我国国情的电动汽车产业化发展的对策与建议。 [关键词]电动汽车,关键技术,特点分析,发展对策

Introduction to BYD Electric Vehicle Technology Automobile Service Engineering Major MA Ya-kun Abstract:Energy shortage and environmental pollution are preventing national economy from developing rapidly. Developing energy saving and new energy vehicle represented by electric vehicle is an affirmative approach to the problems such as energy shortage, environmental pollution, climate change and etc., and also progress the international competition capability of automobile industry. This article deeply expounds the advantages and disadvantages of electric vehicle and key departments technology , explores the electric energy application in automobile and presents situation of electric vehicle in the world, analyzes the obstacles of electric vehicle industrialization.. Key words: Electric vehicle (EV);Key technology;Characterstic analysis;Development countermeasures

电动汽车现状和发展前景

电动汽车现状和发展前景 一、电动汽车发展现状 1.国外主要国家电动汽车发展情况世界各国著名的汽车厂商都在加紧研制各类电动汽车,并且取得了一定程度的进展和突破。第一,日本一直以来,出于对能源危机和环境保护的关注及占领未来世界汽车市场考 虑,日本十分重视电动汽车的研制与开发。从目前世界范围内的整个形势来看,日本是电动技术发展速度快的少数几个国家之一,特别是在混合动力汽车的产品发展方面,日本居世界领先地位。目前,世界上能够批量产销混合动力汽车的企业,只有日本的丰田和本田两家汽车公司。1997年12月,丰田汽车公司首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力轿车PRIUS。、目前推出的产品已经是多次改进后的第二代产品,其生产工艺更为成熟。根据丰田汽车公司的测试,PRIUS轿车在城市工况下比同等排量的花冠轿车节油44.4%;在市郊节油29%,综合节油40.5%。有关统计数据显示,丰田汽车公司已占有全球混合动力汽车市场90%的份额。2004年9月15日,一汽集团与日本丰田汽车公司在北京举行了混合动力汽车合作项目签字仪式,宣布双方在2005年内.共同生产丰田PRIUS混合动力轿车。PRIUS混合动力轿车将在同年进入中国市场。继PRIUS混合动力轿车之后,丰田汽车公司还推出了ESTIMA混合动力汽车和搭载软混合动力系统的CROWN轿车。丰田汽车公司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已经走在了世界的前列。此外.本田汽车公司开发的Insight混合动力电动汽车也已投放市场供不应求。2002年4月,本田汽车公司在美国市场上投放了Civic混合动力汽车。日产汽车公司近日宣布,将于2006年向美国市场销售Ahima牌混合动力汽车,这是其于2002年与丰田汽车公司签署联合生产混合动力汽车协议的第一个产品。第二,美国。美国的汽车公司在电动汽车产业化方面比来自日本的同行逊色不少,三大汽车公司仅仅小批量生产、销售过纯电动汽车,而混合动力和燃料电池电动汽车目前还未能实现产业化,来自日本的混和动力电动汽车在美国市场上占据了主导地位。美国能源部与三大汽车公司于1993年签订了混合动力电动汽车开发合同,其中通用汽车公司投入1.48亿美元.福特汽车公司投入1.38亿美元,克莱斯勒汽车公司投A.8 480万美元,进行为期5年的研制开发工作,并于1998年北美国际汽车展上展出了样车。在此基础上.现已推出三款混合动力概念车GM Precept、Ford Prodigy、Daimler chryslerDodge ESX3。2004年12月14日.通用汽车公司与戴姆勒一克莱斯勒汽车公司对外宣布.双方将在开发混合动力电动汽车的技术领域携手,共同推进此项技术的发展。 2.我国电动汽车发展情况 与世界其他国家一样.电动汽车研发工作在我国也正在如火如荼的进行着:“十五”期间,国家从维护我国能源安全、改善大气环境、提高汽车工业竞争力、实现我国汽车工业的跨越式发展的战略高度考虑.设立 “电动汽车重大科技专项”,通过组织企业、高等院校和科研机构,集中国家、地方、企业、高校、科研院所等方面的力量进行联合攻关:集中国家、地方、企业、高校、科研院所等方面的力量进行联合攻关:为此,2001年10月起,国家共计拨款8.8亿元作为这一重大科技专项的经费。我国电动汽车重大科技专项实施4年来,经过200多家企业、高校和科研院所的2 000多名技术骨干的努力,目前已取得重要进展:燃料电池汽车已经成功开发出性能样车,燃料电池轿车累计运行4 000km,燃料电池客车累计运行8 000km;混合动力客车已在武汉等地公交线路上试验运行超过14万km;纯电动轿车和纯电动客车均通过国家有关认证试验。燃料电池汽车。均采用电一电混合驱动方案,在整车操控性能、行驶性能、安全性能、燃料利用率等方面均已得到较大提高。2004年5月在北京召开的世界氢能大会上,我

纯电动汽车技术概述及发展趋势

纯电动汽车技术概述及发展趋势 一、技术概述 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。它使用存储在电池中的电来发动。在驱动汽车时有时使用12或24块电池,有时则需要更多。 1、电动车技术特点 ●无污染,噪声低 电动汽车无内燃机汽车工作时产生的废气,不产生排气污染,对环境保护和空气的洁净是十分有益的,几乎是“零污染”。众所周知,内燃机汽车废气中的CO、HC及NOX、微粒、臭气等污染物形成酸雨酸雾及光化学烟雾。电动汽车无内燃机产生的噪声,电动机的噪声也较内燃机小。噪声对人的听觉、神经、心血管、消化、内分泌、免疫系统也是有危害的。 ●能源效率高,多样化 电动汽车的研究表明,其能源效率已超过汽油机汽车。特别是在城市运行,汽车走走停停,行驶速度不高,电动汽车更加适宜。电动汽车停止时不消耗电量,在制动过程中,电动机可自动转化为发电机,实现制动减速时能量的再利用。有些研究表明,同样的原油经过粗炼,送至电厂发电,经充入电池,再由电池驱动汽车,其能量利用效率比经过精炼变为汽油,再经汽油机驱动汽车高,因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。另一方面,电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖,可将有限的石油用于更重要的方面。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化。除此之外,如果夜间向蓄电池充电,还可以避开用电高峰,有利于电网均衡负荷,减少费用。 ●结构简单,使用维修方便电动汽车较内燃机汽车结构简单,运转、传动部件少,维修保养工作量小。当采用交流感应电动机时,电机无需保养维护,更重要的是电动汽车易操纵。 ●动力电源使用成本高,续驶里程短目前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善,尤其是动力电源(电池)的寿命短,使用成本高。电池的储能量小,一次充电后行驶里程不理想,电动车的价格较贵。但从发展的角度看,随着科技的进步,投入相应的人力物力,电动汽车的问题会逐步得到解决。扬长避短,电动汽车会逐渐普及,其价格和使用成本必然会降低。 2、电动车基本结构电动汽车的组成包括电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心,也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电

电动汽车发展论文汽车相关论文

电动汽车发展论文汽车相关论文 浅谈中国发展纯电动汽车的现状和面临的问题摘要:石油价格持续飙升造成能源紧缺,以及全球碳排放标准的推出强化了我国推动纯电动汽车产业普及的动力和欲望。在发展纯电动车的同时要解决好家庭电动车价格、基础设施、纯电动车电池技术、电动机和控制技术的发展。 关键词:纯电动汽车石油污染意义问题 0 引言 石油价格持续飙升造成能源紧缺,以及全球碳排放标准的推出强化了我国推动纯电动汽车产业普及的动力和欲望。 1 什么是纯电动汽车 目前所说的电动汽车多是指纯电动汽车,即是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车。它利用蓄电池作为储能动力源,通过电池向电机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车前进。从外形上看,电动汽车与日常见到的汽车并没有什么区别,区别主要在于动力源及其驱动系统。即纯电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机,蓄电池相当于原来的油箱。 2 中国发展纯电动汽车的意义 2.1 解决石油短缺问题石油价格持续飙升造成能源紧缺,而全面普及家庭汽车消费,这加剧了石油危机的爆发。随着我国国民经济的迅速增长,对能源的需求日益旺盛,我国石油对外依存度渐增已是

预料之中的事情,2010年,我国石油对外依存度超过50%,因此解决石油问题刻不容缓。为解决石油短缺问题,人们提出了新能源汽车这个概念,尝试混合动力汽车、燃料电池汽车或者是太阳能汽车等等,然而经过几年摸索之后,大家发现这些模式都不能从根本上解决问题,只有纯电动汽车才能够满足快速削减石油消费的根本目标。对于我国,发展纯电动汽车的一个非常重要的理由是它可以提高我国能源的安全性,降低能源的对外依存度。发展纯电动汽车来替代燃油汽车,可以直接减少燃油消耗,从而降低石油的进口量,降低石油对外依存度。 2.2 解决汽车排放污染问题由于汽车尾气和工业污染给大气层和地球生存环境带来日趋严重破坏,人类必需在未来二十年内努力将碳排放量指标恢复到合理水准,而削减碳排放量保护生存环境显然已经是比赚钱更迫切更紧急的事情。推广和普及纯电动汽车是行之有效手段并且也是削减碳排放量重点方向之一。 2.3 作为中国汽车工业“弯道超车”的最好机会我国在传统汽车技术领域长期扮演追赶、模仿者的角色,其中发动机、变速箱技术与国外相比差距尤为明显。 在燃料电池电动汽车、油—电混合动力汽车和纯电动汽车等三类电动汽车中,我国若借鉴美、日发展模式,首先发展燃料电池电动汽车或油-电混合动力汽车,最后才发展纯电动汽车的循序渐进发展路线的话,我国就只能一直扮演追赶着的角色。如果我国能依靠现有技

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