【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 to rely on scientific and technological development and progress 關(guān)鍵字:石油短缺環(huán)境污染氣候變暖挑戰(zhàn)新能源汽車開(kāi)發(fā)應(yīng)用發(fā)展前景科學(xué)技術(shù)Keywords: oil shortages, environmental pollution, climate change challenges, the newenergyvehicle,development,application prospects ,the development of science and technology一、前言世界上第一輛電動(dòng)汽車誕生于1881年,比燃油汽車還要早5年,但是當(dāng)時(shí)電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程太短,充電時(shí)間太長(zhǎng),同時(shí)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)趨于完善,一次加油能持續(xù)行駛400~500km,燃油價(jià)格便宜,因此電動(dòng)汽車逐漸被燃油汽車淘汰了。汽車的發(fā)展極大地改變了人們的生活方式,提高了人們的生活質(zhì)量,同時(shí)汽車工業(yè)的發(fā)展給人們?cè)炀土舜罅康木蜆I(yè)機(jī)會(huì),帶來(lái)了財(cái)富,促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,汽車技術(shù)的進(jìn)步也極大地促進(jìn)了機(jī)械、電子、化工等相關(guān)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。然而汽車的發(fā)展在給人類帶來(lái)巨大利益 的同時(shí)也在面對(duì)能源、環(huán)境與氣候問(wèn)題的挑戰(zhàn)。為此,世界各國(guó)的政府、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界都將目光投向了環(huán)保與節(jié)能的新能源汽車,并且都在加大對(duì)新能源汽車開(kāi)發(fā)的投入力度,加速新能源汽車的商品化步伐。二、基本概念 英文名稱:New energy vehicles,我國(guó)2009年7月1日正式實(shí)施了《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則》,此規(guī)則強(qiáng)調(diào)說(shuō)明:新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動(dòng)力來(lái)源(或使用常規(guī)的車用燃料、但采用新型車載動(dòng)力裝置,綜合車輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù),形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。 新能源汽車的類型新能源汽車包括的范圍較廣,一般可分為電動(dòng)汽車、氣體燃料汽車、生物燃料汽車和氫燃料汽車等。 電動(dòng)汽車電動(dòng)汽車包括純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車和燃料電池電動(dòng)汽車。純電動(dòng)汽車是以電池為儲(chǔ)能單元,以電動(dòng)機(jī)為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的汽車?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)汽車是指同時(shí)裝備兩種動(dòng)力源——熱動(dòng)力源(由傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)產(chǎn)生與電動(dòng)力源(電池與電動(dòng)機(jī)的汽車。燃料電池電動(dòng)汽車是指采用燃料電池作為電源的電動(dòng)汽車。 氣體燃料汽車氣體燃料汽車是指利用可燃?xì)怏w作為能源驅(qū)動(dòng)的汽車。一般有三種,即專用氣體燃料汽車、兩用燃料汽車和雙燃料汽車。 生物燃料汽車燃用生物燃料的燃油的汽車稱為生物燃料汽車,與傳統(tǒng)汽車相比,生物燃料汽車結(jié)構(gòu)上無(wú)重大改動(dòng),但排放總體上較低,如乙醇燃料汽車和生物柴油汽車等。 氫燃料汽車氫燃料汽車是指以氫為主要能量驅(qū)動(dòng)的汽車。一般汽車使用汽油或柴油作為內(nèi)燃機(jī)的燃料,而氫燃料汽車則使用氣體氫作為內(nèi)燃機(jī)的燃料。氫內(nèi)燃機(jī)在汽車上的應(yīng)用方式有三種:純氫內(nèi)燃機(jī),氫/汽油兩用染料內(nèi)燃機(jī),氫汽油雙燃料內(nèi)燃機(jī)。三、各國(guó)新能源汽車發(fā)展?fàn)顩r 美國(guó)發(fā)展電動(dòng)汽車等各種新能源車,對(duì)于汽車大國(guó)來(lái)說(shuō),早在150年前就再是新話題。美國(guó)人托馬斯*達(dá)文波特1834年就制造出第一輛直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車并獲專利。在早期的美國(guó)汽車消費(fèi)市場(chǎng)上,電動(dòng)汽車還曾與蒸汽車和內(nèi)燃機(jī)車三分天下。但隨著美國(guó)德克薩斯州石油的開(kāi)發(fā)和內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的大大提高,電動(dòng)汽車漸失優(yōu)勢(shì),從此停滯了大半個(gè)世紀(jì)。如今,是因?yàn)橘Y源緊缺、大氣污染嚴(yán)重,以電動(dòng)汽車為中心的新能源汽車才備受關(guān)注。當(dāng)前國(guó)際上車用替代燃料發(fā)展主要是乙醇和生物柴油等非化石類燃料,美國(guó)一直致力于提高乙醇及生物柴油等可再生資源的使用量。驅(qū)動(dòng)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車行駛的電池組技術(shù)是需要突破的關(guān)鍵。奧巴馬在考察位于加利福尼亞一家電動(dòng)汽車測(cè)試中心時(shí)宣布,美國(guó)能源部將設(shè)立20億美元的政府資助項(xiàng)目,用以扶持新一代電動(dòng)汽車所需的電池組及其部件的研發(fā)。為此,道氏化學(xué),韓國(guó)LG等四家電池制造商宣布了在密歇根州的投資計(jì)劃,總額達(dá)17億美元,。這一攬子計(jì)劃形成了美國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化的第一推動(dòng)力。 日本日本新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化成果在全球范圍內(nèi)是最好的。在新能源汽車方面,日本主要走混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的技術(shù)路線。日本在混合動(dòng)力電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域,領(lǐng)先世界。以豐田普銳斯為代表的日本混合動(dòng)力電動(dòng)汽車,在世界低污染汽車開(kāi)發(fā)銷售領(lǐng)域已經(jīng)占據(jù)了領(lǐng)頭地位。除豐田外,其他幾家日本汽車企業(yè)也在開(kāi)發(fā)新一代的能源動(dòng)力汽車,如本田的Insight IMG混合動(dòng)力汽車、日產(chǎn)Leaf和三菱iMiEV 純電動(dòng)汽車等。日本政府在2009年6月啟動(dòng)了“新一代汽車”,實(shí)際值的是環(huán)保汽車,包括混合動(dòng)力電動(dòng)汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電動(dòng)汽車等。該計(jì)劃力爭(zhēng)到2050年,使環(huán)保汽車占據(jù)汽車市場(chǎng)總量的一半左右,為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),日本政府通過(guò)援建電動(dòng)汽車基礎(chǔ)設(shè)施、減銳和發(fā)放補(bǔ)貼等促進(jìn)環(huán)保汽車發(fā)展。 中國(guó)國(guó)內(nèi)新能源汽車產(chǎn)業(yè)始于21世紀(jì)初。2001年,新能源汽車研究項(xiàng)目被列入國(guó)家“十五”期間的“836”重大科技課題,并規(guī)劃了以汽油車為起點(diǎn),向氫動(dòng)力車目標(biāo)挺進(jìn)的戰(zhàn)略?！笆晃濉币詠?lái),我國(guó)提出了“節(jié)能和新能源汽車”戰(zhàn)略,政府高度關(guān)注新能源汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。國(guó)產(chǎn)新能源汽車如雨后春筍,紛紛嶄露頭角,如長(zhǎng)安的CV9杰勛混合動(dòng)力版,奇瑞的A東方之子燃料電池動(dòng)力汽車,海馬的H12電動(dòng)汽車、華浦海域甲醇動(dòng)力轎車和海尚油電混合動(dòng)力汽車,力帆的520混合動(dòng)力汽車等。國(guó)務(wù)院國(guó)資委推動(dòng)有關(guān)中央企業(yè)成立“中央企業(yè)電動(dòng)汽車聯(lián)盟”,旨在有效發(fā)揮中央企業(yè)在我國(guó)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整,產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型中的帶頭和引領(lǐng)作用,形成合力加快推動(dòng)我國(guó)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,以聯(lián)盟的方式,促進(jìn)企業(yè)間的合作與協(xié)同發(fā)展,快速、有效地突破電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)核心技術(shù),盡快形成規(guī)?；l(fā)展態(tài)勢(shì)。四、新能源汽車存在的問(wèn)題 目前,可采用的充電方式有三種:一是充電站,二是可在城市小區(qū)和停車位普遍設(shè)立的刷卡式充電樁,三是任意民用電插座。民用電插座不僅涉及電費(fèi)計(jì)費(fèi)問(wèn)題,而且充電時(shí)間長(zhǎng),不可能成為主流充電方式。而在停車位設(shè)立刷卡式充電樁,幾乎所有的車輛都在下班后的同一時(shí)間充電,一旦電動(dòng)汽車的擁有量達(dá)到一定規(guī)模,就會(huì)產(chǎn)生諧波,對(duì)城市電網(wǎng)構(gòu)成破壞性影響,電網(wǎng)將不堪此負(fù)。而充電站對(duì)車輛的服務(wù),必須能在短時(shí)間內(nèi)完成,盡管各國(guó)都在研究快速充電的方法,也進(jìn)行了快速充電的成功試驗(yàn),但是,快速充電對(duì)電池的破壞作用是無(wú)法杜絕的,用犧牲電池壽命作為代價(jià)來(lái)完成快速充電是不劃算的!純電動(dòng)汽車通常采用能量密度很高、安全性很好的磷酸鐵鋰電池,在目前的技術(shù)條件下,還沒(méi)有性能和價(jià)格上更優(yōu)越的電池材料可取代磷酸鐵鋰,指望發(fā)明新的電池材料在成本不顯著增加的前提下進(jìn)一步提高能量密度,在短期內(nèi)是沒(méi)有希望的。在此前提下,可續(xù)駛150公里以上的純電動(dòng)小汽車,其電池箱的重量將達(dá)到200公斤以上。為了配重合理,不能將電池箱安裝在車輛的前、尾兩端,只能安裝在車輛中部乘員座椅的下方,這就為快速更換電池出了難題。有三種可選擇的方案:①如果從上往下裝入電池,則需要乘員離開(kāi)座位,并將座位掀開(kāi),十分不方便。②如果從下往上裝入電池箱,就必須設(shè)計(jì)出十分牢固的固定系統(tǒng),才能防止車輛在高速行駛和劇烈顛簸中電池箱的松動(dòng),而在一般情況下,電池箱牢固的安裝和快速更換相沖突,二者只能取其一,很難找到兩全的解決辦法。③從側(cè)面裝入電池箱,雖然可以使牢固性和快速裝卸同時(shí)實(shí)現(xiàn),但需要將車身覆蓋件和車架的模具全部更新,甚至生產(chǎn)線也需要進(jìn)行傷筋動(dòng)骨的大調(diào)整,沒(méi)有幾億元的投資是出不了樣車的,而樣車并不見(jiàn)得可以定型。無(wú)論是雞生蛋,還是蛋生雞,都存在著難產(chǎn)問(wèn)題。因此,快速裝卸電池雖然只是一個(gè)常規(guī)性的技術(shù)問(wèn)題,解決起來(lái)卻也有相當(dāng)?shù)碾y度。這就是世界上至今沒(méi)有一輛可快速更換電池的純電動(dòng)汽車問(wèn)世的原因。為可更換電池的電動(dòng)汽車服務(wù),充電站的主要功能并不僅是為車輛補(bǔ)充能源,還要進(jìn)行電池維護(hù),這是國(guó)外車電分離方案提出者根本沒(méi)有考慮的問(wèn)題。加入這個(gè)功能,充電站的商業(yè)性質(zhì)就發(fā)生了革命性的改變