【正文】 極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子嵌入，充電時(shí)鋰離子脫嵌。 鋰離子電池具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)電壓高，是Nicd、.NiH電池的3倍。 鋰離子電池也存在著一定的缺點(diǎn)，如： (1)電池成本較高，電解質(zhì)體系提純困難。汽油和柴油的實(shí)際燃燒過程：汽油或柴油+空氣→未燃的碳?xì)浠衔?Hc)+氮氧化物(NOX)+一氧化碳(CO)+二氧化碳+水+其它汽車排放的CO2等氣體加劇溫室效應(yīng)。微粒在肺部沉積，有一定的致癌性。 人類經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生存所需的有資源是有限的。2007年底，我國電力裝機(jī)容量已超過7億千瓦，為3000萬～4000萬輛鋰電汽車充電。1）資源優(yōu)勢鋰電汽車的主要關(guān)鍵部件是鋰離子動(dòng)力電池和永磁同步電機(jī)。規(guī)模應(yīng)用了高能鋰離子動(dòng)力電池，解決了一系列核心技術(shù)問題。他第一次把可多次充電的鉛酸蓄電池和直流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用于車輛，車速為12km/h。這使得電動(dòng)汽車占有一定市場份額的想法變得不切實(shí)際。在這個(gè)背景下，電動(dòng)汽車技術(shù)又得到了重視和發(fā)展。從“十五”到“十一五”，我國持續(xù)鼓勵(lì)自主研發(fā)電動(dòng)汽車等新能源汽車技術(shù)。奇瑞汽車有限公司與上海交大等國內(nèi)十多家單位共同承擔(dān)了國家‘‘863’’電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)“QP純電動(dòng)轎車”項(xiàng)目。在性能上與普通汽車具有可比性，在起步加速方面，甚至還要優(yōu)于汽油版的F3轎車。 F3e技術(shù)參數(shù)：累計(jì)續(xù)航里程300km、0100KM／。如果按照300km的續(xù)航里程來算，折合行駛里程應(yīng)為60萬km，即使以出租車的使用強(qiáng)度，使用周期應(yīng)在5年左右。NISSAN LEAF計(jì)劃于2010年下半年率先在日本美圍和歐洲市場推出。 NISSAN L,EAF采用了先進(jìn)的智能駕駛輔助支持——車載智能信息系統(tǒng)；駕駛員可以利用手機(jī)來開啟車內(nèi)空調(diào)并設(shè)置充電功能，即使在NISSAN LEAl處于熄火狀態(tài)也可以進(jìn)行操作。 (2)國內(nèi)情況 1998年，清華大學(xué)與北京世紀(jì)富原燃料電池公司合作研制我國第一輛PEM—FC8座小型電動(dòng)車，該車裝用5kw燃料電池，車速20km,／h，一次加氫可行駛80km。E—flex系統(tǒng)可以從汽油、乙醇、生物柴油或氫氣中獲得電能。通過能源轉(zhuǎn)化，燃油經(jīng)濟(jì)性超過傳統(tǒng)汽車的兩倍。電池組豎置，縮小了隔板的厚度。 在冰點(diǎn)下起動(dòng)燃料電池需要開發(fā)先進(jìn)技術(shù)，比如最終停止時(shí)排出隔板內(nèi)的生成水、最大限度排出電解質(zhì)膜中的水分等。理由是：安全性和低成本化存在諸多問題。但由于受其它技術(shù)(如電動(dòng)機(jī)、電池和控制等)發(fā)展的制約，加上環(huán)境、能源問題未被引起足夠重視等，使混合動(dòng)力汽車技術(shù)在其后的幾十年里未被重視。2009年，長安汽車推出了一款E310混合動(dòng)力概念車，它是一款油電混合動(dòng)力雙模汽車，可依據(jù)需要進(jìn)行切換。由于是“環(huán)保型”汽車，得到了日本政府特別補(bǔ)助。這款車型創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)全球最低油耗(每升汽油行駛35kin)和最清潔排放(每行駛1km僅排放80g二氧化碳)紀(jì)錄。 車展上新能源車型歷史突破性地達(dá)到50多款，其中近4成預(yù)計(jì)將在2年內(nèi)生產(chǎn)或上市。低價(jià)格的電動(dòng)車可能會(huì)更容易受到消費(fèi)者歡迎，但是其性能和充電的方便性值得懷疑。不管是自主品牌的長安、海馬、奇瑞、吉利，還是國外的日產(chǎn)、雪佛蘭、通用、豐田、雪鐵龍，都紛紛推出了混合動(dòng)力、氫燃料等各種新能源的汽車或新能源概念車。據(jù)稱這是豐田首次在日本境外發(fā)展的混合動(dòng)力汽車項(xiàng)目。目前國內(nèi)銷售的普瑞斯車型采圖19 豐田PRIUS車用2003年推出的第二代混合動(dòng)力系統(tǒng)，這是一種使用兩種動(dòng)力組合的混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)。 2005年，東風(fēng)電動(dòng)車公司自主研發(fā)的混合動(dòng)力公交車交付武漢市公交集團(tuán)投入運(yùn)行。該系統(tǒng)能向家庭提供必需的電力和熱水，在不用電的時(shí)候還能夠改質(zhì)城市管道燃?xì)?，生成氫氣貯存在燃料罐中，以供汽車使用。比方說，有的公司將燃料罐壓強(qiáng)增加到70MPa在盡量縮小燃料罐，而本田則堅(jiān)持“不使用’70MPa39。發(fā)動(dòng)汽車時(shí)，燃料電池必須輸出額定輸出功率的50%左右，在20℃的環(huán)境下，新FCX電池的輸出功率達(dá)到50%的時(shí)間比目前的FCX縮短了l／4。與之前的技術(shù)相比，新的輪轂電機(jī)技術(shù)不但減輕了質(zhì)量，還能產(chǎn)生更強(qiáng)大的動(dòng)力。這意味著如果消費(fèi)者的住所到工作地點(diǎn)的往返距離在這個(gè)數(shù)字以內(nèi)，且能每晚回家后或白天工作期間進(jìn)行充電的話，就可以告別加油站?；谕ㄓ闷嚾碌腅—Flex平臺(tái)打造。 1998年，通用汽車公司的“全球替代驅(qū)動(dòng)技術(shù)中心”(GAPC)，于2000年成功推出了“氫動(dòng)一號(hào)”(HydroGenl) 氫燃料電動(dòng)汽車。 快速充電只需30分鐘即可充至80%的電量。電池慢充為220V民用電源；快充15分鐘左右可充滿電池80%，充電一次續(xù)駛里程可以超過300公里。電池可以循環(huán)充、放電2000次，每次充電時(shí)間在10分鐘左右即可達(dá)到。F3e可以在家里用民用220V電源進(jìn)行充電，但耗時(shí)較長；另一種方式就是通過比亞迪專門的快速充電場，10分鐘就能有70%的充電量，但是目前這項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)化還要假以時(shí)日。 比亞迪F3純電動(dòng)轎車?yán)m(xù)駛里程達(dá)到300km，最高時(shí)速150km／h，最大爬坡度大于30%，0100km／，百公里耗電12度，該車由比亞迪自主研發(fā)的鐵電池提供電能，額定容量為120Ah，工作電壓310V，快速充電70%只需10min，整車由永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，額定功率為35kW，最大功率75kw，最大轉(zhuǎn)速6700rpm，最大扭矩285N 天津清源電動(dòng)車輛有限責(zé)任公司開發(fā)的XL系列純電動(dòng)轎車，以天津一汽產(chǎn)的XL2000、威樂和威姿3款轎車為原型，該系列純電動(dòng)轎車完成了新產(chǎn)品公告所求的各項(xiàng)試驗(yàn)，尤其是完成了整車電磁兼容性試驗(yàn)和鋰電池純電動(dòng)轎車的實(shí)車碰撞試驗(yàn)。據(jù)悉，這種電動(dòng)汽車一次充電可行駛100英里左右。1992年，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》獲得通過陸續(xù)獲得了189個(gè)國家和地區(qū)簽署，該公約是第一個(gè)為全面控制二氧化碳等溫室氣體排放，以應(yīng)對(duì)全球氣候變暖給人類經(jīng)濟(jì)和社會(huì)帶來不利影響的國際公約。 1912年，美國有34 000輛電動(dòng)汽車注冊。1834年，Thomas：Davenport制造了一輛電動(dòng)三輪車，它由一組不可充電的干電池驅(qū)動(dòng)，只能行駛一小段距離。 2)技術(shù)優(yōu)勢 我國小功率鋰離子電池早已產(chǎn)業(yè)化，形成上下游結(jié)合的完整產(chǎn)業(yè)鏈，電池產(chǎn)品超過世界市場的1/3。以鋰離子電池為動(dòng)力的純電動(dòng)汽車才是我國在激烈的國際競爭中難得的一次歷史機(jī)遇。新能源清潔汽車符合人類可持續(xù)發(fā)展的要求。 從上面也可以初步看出，電動(dòng)車在其全循環(huán)過程中涉及到排放污染的步驟最少，理論上對(duì)污染排放的可控度就更高。損害人體與動(dòng)植物。 能源及氣候變暖是全世界關(guān)注的焦點(diǎn)，危及人類的生存。 (6)可快速充放電。有機(jī)溶劑常常在充電時(shí)破壞石墨的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其剝脫，并在其表面形成固體電解質(zhì)膜(solid electrolyte interphase，SEI)導(dǎo)致電極鈍化。 正極材料：可選的正極材料很多，目前主流產(chǎn)品多采用鋰鐵磷酸鹽。而作為負(fù)極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達(dá)到負(fù)極的鋰離子就嵌人到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。澳大利亞用激光技術(shù)制成的太陽能電池，%，由太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)換為電能后，通過充電器向動(dòng)力電池組充電，也可以由太陽能電池板直接提供電能，然后通過電流變換器將電流輸送到驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)太陽能混合動(dòng)力電動(dòng)汽車行駛，其驅(qū)動(dòng)模式相當(dāng)于串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。燃料電池在數(shù)秒鐘內(nèi)就可以從最低功率變換到額定功率，而且電廠離負(fù)荷可以很近，從而改善了地區(qū)頻率偏移和電壓波動(dòng)，降低了現(xiàn)有變電設(shè)備和電流載波容量，減少了輸變線路投資和線路損失。CO2排放因能量轉(zhuǎn)換效率高而大幅度降低，無機(jī)械振動(dòng)。質(zhì)子交換膜燃料電池需要用鉑等貴金屬做催化劑，在催化劑的催化作用下，促成氫離子(H+)從負(fù)極向正極移動(dòng)并與O2發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成電能和水。 質(zhì)子交換膜燃料電池具有比低、能耗少、壽命長、體積小、工作溫度低、能耗少、能量轉(zhuǎn)換效率高(理論上可達(dá)到80%，目前已達(dá)到50%～60%)、設(shè)計(jì)制造容易等優(yōu)點(diǎn)，已為電動(dòng)汽車燃料電池的重要發(fā)展方向。在不同的工作溫度下可以使用不同的燃料，但氧化劑大都使用氧(可以是純氧，也可以用空氣中的氧)，在少量燃料電池中，還采用鹵素或過氧化氫作氧化劑。燃料電池的首次實(shí)際應(yīng)用是在1960年作為宇宙飛船的空間電源，此后燃料電池技術(shù)開始迅速發(fā)展。 從目前國內(nèi)外電動(dòng)汽車發(fā)展水平來看，制約電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素是動(dòng)力蓄電池不理想。所以，當(dāng)蓄電池的充電量減少時(shí)，通過發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行充電，使之達(dá)到規(guī)定的充電狀態(tài)(見圖10)。 ③全負(fù)荷加速時(shí)，除了上述正常行駛工況中所需的動(dòng)力外，還要從蓄電池中輸出電流，增加車輪的驅(qū)動(dòng)力(參見圖8)。oyota Hybrid System)系統(tǒng)為例說明混合動(dòng)力汽車的的工作過程。車輛可以在減速、剎車時(shí)把內(nèi)燃機(jī)關(guān)掉，電動(dòng)機(jī)亦可通過再生制動(dòng)把制動(dòng)能量儲(chǔ)存起來。并聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車適用于小型汽車、在城市道路和高速公路上行駛。 串聯(lián)式混合動(dòng)力(SHEV)模式由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)三大動(dòng)力總成組成，發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)采用“串聯(lián)”的方式組成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)是把電動(dòng)汽車的行駛里程延長了2～4倍，而且能快速添加燃油。直接燃料電池汽車的燃料主要有氫氣和甲醇等，重整燃料電池汽車的燃料主要有汽油、天然氣、甲醇、甲烷、液化石油氣等。 雖然燃料電池汽車的歷史并不長，但由于燃料電池汽車具有突出的環(huán)保、節(jié)能優(yōu)勢，各種各樣結(jié)構(gòu)的燃料電池汽車不斷問世。 純電動(dòng)汽車在使用過程中是零污染，非常適合在人口密集區(qū)、旅游地等特殊要求的場合使用，而且也非常安靜。主能源子系統(tǒng)由蓄電池、能量管理系統(tǒng)及充電系統(tǒng)組成。 (1)純電動(dòng)汽車 純電動(dòng)車的結(jié)構(gòu)原理其實(shí)很簡單，除了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)與普通汽車有本質(zhì)差別外，電動(dòng)車其他裝置和內(nèi)燃機(jī)車大同小異。這樣在低速時(shí)能夠給電動(dòng)機(jī)更大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，直到汽車以穩(wěn)定的高速行駛。 太陽能汽車用電池組來儲(chǔ)存能量，用充滿電的電池組起動(dòng)，起動(dòng)后由電池板產(chǎn)生的能量對(duì)電池組再充電。這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是噴射閥體需要提供相應(yīng)的燃料空氣混合氣體，在很短的時(shí)間內(nèi)將適量的氫氣送人進(jìn)氣當(dāng)中。 氫氣遇氧燃燒之后只會(huì)產(chǎn)生水，而不是其他任何的環(huán)境污染物，另外，氫能源是地球上最為豐富的資源，完全可以通過對(duì)水的分解得到這種能源，這就形成了良好的無污染良性再循環(huán)。⑤生物柴油還可直接應(yīng)用于現(xiàn)有的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。這使得煤炭開采、甲醇生產(chǎn)、汽車制造和汽車使用的終端用戶都能獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?！笆濉逼陂g在云南和陜西建立了煤直接液化示范廠，以煤為原料合成石油或二甲醚等車用燃料。 需要指出的是，對(duì)于是否推廣甲醇汽車國內(nèi)存在爭論，國家對(duì)甲醇汽車的政策尚不明朗，甲醇汽車會(huì)影響到一些集團(tuán)的利益。同時(shí)甲醇的汽化潛熱大于汽油，可以吸收部分燃燒室壁和進(jìn)氣系統(tǒng)的熱量，這些都有利于提高汽油機(jī)熱效率。但是由于目前僅依靠糧食做原料，其產(chǎn)量難以滿足數(shù)量巨大的機(jī)動(dòng)車需求。醇類作為液體燃料，其儲(chǔ)運(yùn)、攜帶、使用都和傳統(tǒng)的汽油、柴油差不多。國外已經(jīng)成功地研制并生產(chǎn)了壓力大于25MPa的復(fù)合材料氣瓶，且其P/V(質(zhì)量／容積)。空燃比控制技術(shù)是協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)排放(N0／HC)、氣耗率和可靠性(排溫)的重要技術(shù)，空燃比在整個(gè)燃油特性圖上的快速與精細(xì)控制是關(guān)鍵。為此，需要加壓或液化以便裝瓶，還需要建造比汽油、柴油加油站投資都大的加氣站，并形成一定的網(wǎng)絡(luò)，一次性投資較大。因此，天然氣作為汽車燃料是比較安全的。 ②有較好的環(huán)保效益。這些特征使之適合做汽車燃料。天然氣汽車也可以實(shí)現(xiàn)“雙燃料”供給方式(如圖1所示)，駕駛員可通過操作轉(zhuǎn)換裝置隨意選擇燃油或天然氣，動(dòng)力性能基本保持不變。燃?xì)馄嚾詫儆趦?nèi)燃機(jī)汽車，只是為了適應(yīng)氣體燃料而作了一些必要的改動(dòng)，主要的差別在于使用比較清潔的能源。實(shí)踐證明，如果不采用相應(yīng)的技術(shù)，傳統(tǒng)汽車即使改用清潔或比較清潔的燃料，也不一定是清潔汽車，例如各種燃?xì)庀鄬?duì)于石油燃料而論，是比較清潔的能源，但若不應(yīng)用比較合適的噴射技術(shù)和控制系統(tǒng)，則污染排放仍然不能減輕，諸如甲醇、乙醇等其他代用燃料更是如此。汽車的廣泛使用和普及，不僅大量消耗地球上有限的石油資源，而且還對(duì)環(huán)境造成了非常嚴(yán)重的污染。 以汽油和柴油為燃料的汽車(亦可稱為傳統(tǒng)汽車)自19世紀(jì)80年代末誕生至今，已有百余年歷史，為人類社會(huì)的進(jìn)步作出了巨大貢獻(xiàn)。 這里所指的新能源是廣義上的，即除汽油、柴油之外的可作為汽車燃料或動(dòng)力的各種潔凈(或比較潔凈)能源之總稱。從本質(zhì)上講。 目前的壓縮天然氣汽車，技術(shù)已經(jīng)比較成熟，保有量出現(xiàn)逐漸增加的趨勢，是代用燃料汽車中水平較高的車輛。此外，LPG不溶于水，不會(huì)隨雨水流入地下而污染土壤和地下水。從公交車看，使用天然氣比汽油節(jié)省40%的費(fèi)用，維修保養(yǎng)費(fèi)節(jié)約50%。氣體燃料系統(tǒng)的各個(gè)部件，特別是密封部分，都經(jīng)過嚴(yán)格的檢查。 ③天然氣是氣態(tài)燃料，不容易儲(chǔ)存和攜帶。電控系統(tǒng)主要包括電控單元、傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。研制儲(chǔ)存量大、耐高壓、輕質(zhì)的車載復(fù)合氣瓶已是一個(gè)必須解決的重要關(guān)鍵技術(shù)。 (1)概況 醇類燃料汽車是指以甲醇或乙醇為燃料的汽車。 作為由生物質(zhì)制得的燃料，從長遠(yuǎn)來講乙醇是最有利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的。 甲醇是汽油良好的替代燃料，甲醇辛烷值遠(yuǎn)高于汽油，抗爆性能良好，汽油機(jī)壓縮比可相應(yīng)增大。 我國部分省份已成功地開發(fā)了加醇的汽油混合燃料，含甲醇比例為3%～15%，甚至已有含甲醇比例高達(dá)50%的甲醇汽油在車輛上成功使用。煤直接液化和間接液化制取車用燃料的項(xiàng)目正在積極進(jìn)行。而成品油價(jià)格每噸為7000多元。④生物柴油生產(chǎn)過程中使用的植物還可將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物固化在土壤中，從而減少大氣中的溫室氣體濃度。Fl(一級(jí)方程式賽車世界錦標(biāo)賽)曾經(jīng)有意識(shí)地推廣生物燃料以提升整個(gè)運(yùn)動(dòng)的環(huán)保形象，但是隨著聯(lián)合國環(huán)境大會(huì)上的爭吵，不僅僅是Fl，連廠商們對(duì)于生物燃油也開始謹(jǐn)慎起來。 在氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)方面取得重要突破的是寶馬，于2007年向外界推出了7系氫動(dòng)力車型，按照雙模式驅(qū)動(dòng)的要求在汽油模式下燃油通過直接噴射供應(yīng)