【正文】 較小，也可以采用一些措施來提高發(fā)動機(jī)功率及避免回火，然而汽車的綜合性能難以達(dá)到較高水平。太陽能主要由太陽能電池組、自動陽光跟蹤系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制器、機(jī)械系統(tǒng)等組成。 高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 14 第 4 章 汽車新 能源的主要比較與發(fā)展 各種新 能源汽車技術(shù)的特點分析與展望 純電動汽車 純電動汽車不需要再用內(nèi)燃機(jī)，因此，純電動汽車的電動機(jī)相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機(jī)，蓄電池相當(dāng)于原來的油箱，電能是二次能源 ,可以來源于風(fēng)能、水能、熱能、太陽能等多種方式。純電動汽車主要特點如下： 優(yōu)點： ，廢氣排放為零。 高 、多樣化。 缺點： ，續(xù)駛里程短。，壽命短，充電時間長。 混合動力電動汽車 由于目前純電動汽車在使用中受到電池續(xù)航能力以及充電設(shè)施建設(shè)不完善，因此在傳統(tǒng)能源汽車向純電動汽車過渡這段時期，混合動力汽車起著關(guān)鍵的作用。 。，避免或 減少了發(fā)動機(jī)變工況下的不良運(yùn)行，是發(fā)動機(jī)的排污和油耗大為降低。 ，因此可配備功率較小的發(fā)動機(jī)，并可通過電動機(jī)回收汽車減速和制動時的能量，進(jìn)一步降低了汽 車的能量消耗和排污 [ 11]。 。 燃料電池電動汽車 燃料電池電動汽車用的驅(qū)動電機(jī)主要由直流電動機(jī)、交流電動機(jī)、永磁電動機(jī)和開關(guān)磁阻電動機(jī)等。燃料電池電動汽車具有以下特點： 優(yōu)點： ，可以達(dá)到 30%以上。 ，燃料電池沒有燃燒過程，接近零排放。 ，燃料電池屬于靜態(tài)能量轉(zhuǎn)換裝置，除了空氣壓縮機(jī) 和冷卻系統(tǒng)以外無其他運(yùn)行部件，因此運(yùn)行過程中噪聲和振動都較小。 缺點： 汽車的制造成本和使用成本高。 ，系統(tǒng)抗震能力有待進(jìn)一步提高。最樂觀的預(yù)測，以純氫為燃料的燃料電池汽車商業(yè)化生產(chǎn)至少還需十年以上的時間，即使在一定的程度上實現(xiàn)了商業(yè)化，也會是以一種高成本的方式 [ 12]。 天然氣汽車由于使用的天然氣在我國儲量非常豐富 ,加上近幾年國家的大量開發(fā)以及天然氣管道網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的完善性，天然氣汽車將得到長足性的發(fā)展。 汽車改裝成天然氣汽車成本較低且技術(shù)成熟。 氣汽車與普通燃油汽車百公里使用成本相比，天然氣汽車較低 [ 13]。 ，影響續(xù)駛里程等性能。 。氣體燃高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 16 料汽車是 21 世紀(jì)汽車的重要品種。由于醇 類燃料是可再生資源，它的制取可以通過生物發(fā)酵制取，從而得到很多國家的廣泛應(yīng)用。生物燃料汽車主要特點如下： 優(yōu)點： 。 小，廢氣排放幾乎為零。 缺點： ，不安全。 屬及橡膠件有腐蝕性。 題 [14]。二甲醚目前正在研究中。是一種真正實現(xiàn)零排放的交通工具，因此氫動力汽車是傳統(tǒng)汽車最理想的替代方案。 。 ，火焰?zhèn)鞑ヌ匦暂^好，容易實現(xiàn)稀薄燃燒。 ，液態(tài) 氫技術(shù)難度大，成本高。 現(xiàn) 狀與前景：仍處于基礎(chǔ)研究階段，制氫及儲帶技術(shù)有待突破；有希望成為未來汽車的重要組成部分，但前景尚難估量 [15]。太陽能汽車與電動汽車有許多相似之處，從廣義講，也是電動汽車的一個類型。 且噪聲很小。 高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 17 缺點： 。 現(xiàn)狀 與前景：目前正在研究，近年來已有少數(shù)國家有了太陽能實驗車型，達(dá)到實用階段上需要一段較長的時間。 能量轉(zhuǎn)換效率的比較 圖 41 是不同車速下燃油汽車與電動汽車的能量輸出曲線圖。應(yīng)用混合動力技術(shù)，汽車在低速行駛時切換到電能驅(qū)動模式，可大幅度降低能量損耗，減少排放。 圖 41 燃油汽車與電動汽車能耗曲線圖 減少耗油量的比較 表 41 對同一車型利用不同新能源技術(shù)路線在消減油量上作亂比較。 表 41 不同新能技術(shù)源路線的消減耗油量 技術(shù)方式 醇類汽車 氣體燃料汽車 混合動力汽車 純電動汽車 消減耗油量 (%) 41 50 30 50 ~100 高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 18 有表 41 可以看出， 純電動汽車可以最 有效地減少對石油的依賴，是解決能源安全問題的最佳方案。由 表可以看 出，對比其它的汽車動力技術(shù)，混合動力技術(shù)的減碳排放比可達(dá) 56％ ；電動汽車?yán)锰柲馨l(fā)電以及風(fēng)力發(fā)電，因此純電動汽車碳排放為零，考慮到目前的火力發(fā)電，故而純電動汽車平均碳排放比可以達(dá) 到 30％。 表 42 不同新能源技術(shù)路線對減少碳排放的比較 技術(shù)方式 液化石油氣汽車 醇類汽車 天然氣汽車 混合動力汽車 純電動汽車 減碳排放比（ %） 50 53 55 56 0 ~30 各種能源方案優(yōu)缺點中和分析 表 43 對普通內(nèi)燃機(jī)、純電動、混合動力和氫 燃料 電池汽車能源的優(yōu)缺點進(jìn)行了綜合比較。因此純電動汽車將是未來汽車發(fā)展方向。作為動力源的各類型蓄電池不同程度地存在著成本高、功率小、體積和重量大、充電時間長等問題 ，是電動汽車發(fā)展和普及應(yīng)用的瓶頸。但隨著電動車技術(shù)的發(fā)展，電動汽車存在的缺陷和瓶頸會逐步得到解決。 在我國，電動汽車充電站的業(yè)務(wù)才剛剛起步，運(yùn)營模式還沒形成，各個相關(guān)的利益群體對產(chǎn)業(yè)發(fā) 展的傾向也不盡相同。 整車充電模式 整車充電模式是很多國家研究試驗的重點，這種模式把電池與車輛作為一個整體來考慮，其規(guī)?；l(fā)展的關(guān)鍵是能夠研制生產(chǎn)出“容量大、成本低、充電快、壽命長”的電池產(chǎn)品 [ 16]，在便 捷性上滿足用戶的需求，具體又包括常規(guī)充電和快速充電兩 種類型。常規(guī)蓄電池的充 電方法都采用小電流的恒壓或恒流充電，一般充電時問為 5～ 8h，甚至長達(dá) 10 至 20 多個小時。 這種充電方式通常適用于：設(shè)計電動汽車的續(xù)駛里程盡可能大，需滿足車輛一天運(yùn)營需要，僅僅利用晚間停運(yùn)時間充電。 快速充電 快速充電又稱應(yīng)急充電，是以較大電流短時間在電動汽車停車的 20min至 2h 內(nèi) (具體的充電時間由電動汽車動力電池的接收能力而定 )，為其提供短時充電服務(wù)，一般充電電流為 150~400A。這種充高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 21 電方式適用情況為：電動汽車的 日 平均里程大于電池的 續(xù)駛里程即 200km，即在車輛運(yùn)行的間隙進(jìn)行快速補(bǔ)充電，來滿足運(yùn)營需要；比如公交 車、出租車等車輛它們的日平均行駛里程在 300km 左右，則還有 100km 左右的電量需要在峰、平時通過快速充電的方式進(jìn)行補(bǔ)充。 更換電池模式 更換電池模式也稱租賃電池模式，是一種把車輛與電池分開考慮的思路?？梢宰層脩粝瘛捌嚰佑汀币粯臃奖愕氐玫侥茉垂┙o。電池更換站的運(yùn)用模式可以分為以下幾點 。電動汽車用戶在購買“裸車”后，去電池更換站辦理相應(yīng)的“租賃手續(xù)”及交一定的租金就能使電動汽車投入使用。用戶在電池的使用過程中不僅要交租金，每次更換電池時根據(jù)電池電量的消耗情況用戶還要向電池更換站交納相應(yīng)的所用電費。當(dāng)車輛進(jìn)站后，根據(jù)調(diào)度指令將車開到更換電池區(qū)準(zhǔn)確位置，準(zhǔn)備更換電池。這樣在電池串聯(lián)充電時，只要有一只電池的 充電電壓達(dá)到最高限制電壓，就要立即停止充電，而此時電壓較低的個體電池還處于欠充狀態(tài)；反過來在電動汽車行駛過程中，只要有一只電池的電壓下降到最低限制電壓，就要斷開動力高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 22 電池停止放電，而此時電壓較高的個體電池容量不能充分利用 [19]。為充分利用鋰離子動力電池的儲能效率，降低使用成本，充電站建設(shè)需要設(shè)置電池容量測試與充放電維護(hù)設(shè)備，當(dāng)電動汽車動力電池的容量明顯出現(xiàn)下降時，利用該設(shè)備可以對單個電池進(jìn)行容量測試，并對容量落后的電 池進(jìn)行多次的充放電操作，使其活性物質(zhì)充分激活，容量得到恢復(fù)。換電池模式單純的租賃費和電費支出可能比整車充電模式有一定幅度增加，但是由于節(jié)省購買電池的費用，如果政策和管理到位，理論上車輛整個生命時期的運(yùn)營費用會顯著低于整車充 電模式，且換電池模式的靈活性、方便性都相對較好 [20]。能源供給企業(yè)作為一個相對獨立的中間運(yùn)營商，有利于政府施加更具針對性的扶持和優(yōu)惠政策，如電價政策、購買電池補(bǔ)貼政策等，容易建立起清晰的財務(wù)盈利模式，比單純提供充電服務(wù)可獲得更高的經(jīng)濟(jì)回報，具有更大的發(fā)展空間。這種充電站裝有太陽能發(fā)電系統(tǒng)或風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)和蓄電設(shè)備，可與商用電力連接。蓄電設(shè)備儲存的電力用完時，可用商用電力為車輛充電，因此能夠不受天氣和時間的影響穩(wěn)定充電 [21]。 綜上所述，換電池模式具有更突出的優(yōu)勢和更廣闊的發(fā)展前景。 高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 24 結(jié) 論 在未來的 20 年內(nèi)，汽油和柴油仍是汽車主要的能量來源，但汽油和柴油的質(zhì)量要求越來越高，發(fā)動機(jī)技術(shù)將快速發(fā)展以提高能量利用率。 其中 混合動力 汽車將 會得到快速發(fā)展和應(yīng)用，混合動力汽車將至 少在 30 年內(nèi)都是汽車工業(yè)最切實可行的解決能源問題和污染問題的途徑。但是由于目前電動汽車電池續(xù)航能力不足，以及充電站網(wǎng)點建設(shè)的不足等，制約其在短時期內(nèi)的運(yùn)用。 高等教育自學(xué)考試畢業(yè)論文 25 參考文獻(xiàn) [1] 劉玉梅 .汽車節(jié)能技術(shù)與原理 .第 2 版 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021：12 [2] 錢伯章 .新能源汽車與新型 蓄能電池及熱電轉(zhuǎn)換技術(shù) .北京：科學(xué)出版社， 2021： 1213 [3] 洪永福 .中國新能源汽車發(fā)展前景展望 .北京：人民交通出版社， 2021：57 [4] 李曉華 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