新能源汽车的发展

摘 要：众所周知，石油、天然气等化石资源的生成速度远远赶不上我们人类消耗它们的速度，而现在我们又不能离开能源的使用，所以我们必须开发并使用新能源来取代化石资源，来保证人类社会的正常运行。而汽车自工业化发展以来，已经成为我们现今生活中必不可少的一种工具，随着传统汽车所消耗的汽油和柴油的储量日益减少，越来越多的国家将新能源汽车的研发和普及使用提上日程。

关键词：新能源 汽车

中国新能源汽车产业始于21世纪初。2001年，新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题，并规划了以汽油车为起点，向氢动力车目标挺进的战略。“十一五”以来，我国提出“节能和新能源汽车”战略，政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。

2008年，新能源汽车在国内已呈全面出击之势。2008年成为我国“新能源汽车元年”。2008年1-12月新能源汽车的销量增长主要是乘用车的增长，1-12月新能源乘用车销售899台，同比增长117%，而商用车的新能源车共销售1536台，1-12月同比下滑17%。

2009年，在密集的扶持政策出台背景下，我国新能源汽车驶入快速发展轨道。虽然新能源汽车在中国汽车市场的比重依然微乎其微，但它在中国商用车市场上的增长潜力已开始释放。2009年1-11月，新能源乘用车销量同比下降61.96%，至310辆。2009年1-11月，新能源商用车——主要是液化石油气客车、液化天然气客车、混合动力客车等——销量同比增长178.98%，至4034辆。相比在乘用车市场的冷遇，“新能源汽车”在中国商用车市场已开始迅猛增长。

2010年，我国正加大对新能源汽车的扶持力度，2010年6月1日起，国家在上海、长春、深圳、杭州、合肥等5个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作。2010年7月，国家将十城千辆节能与新能源汽车示范推广试点城市由20个增至25个。选择5个城市进行对私人购买节能与新能源汽车给予补贴试点。新能源汽车正进入全面政策扶持阶段。

2011-2015年开始进入产业化阶段，在全社会推广新能源城市客车、混合动力轿车、小型电动车。

2016-2020年，我国将进一步普及新能源汽车、多能源混合动力车，插电式电动轿车，氢燃料电池轿车将逐步进入普通家庭。

2012年5月，为加快培育发展新能源汽车，新能源汽车项目每年将获10-20亿元资金支持。

2012年4月18日国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，会议决定争取到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到50万辆，到2020年超过500万辆；2015年当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至每百公里6.9升，到2020年降至5.0升；新能源汽车、动力电池及关键零部件技术整体上达到国际先进水平。

2012年～2016年，我国新能源汽车电机及控制系统的市场容量将会在500亿元以上。

2014年，中国新能源汽车全年生产78499辆，生产量同比增长近3.5倍，销售74763辆，销售量同比增长近3.2倍。

2015年1月到4月，我国新能源汽车累计生产3.44万辆，同比增长近3倍。其中，纯电动乘用车生产1.59万辆，同比增长近3倍，插电式混合动力乘用车生产8780辆，同比增长3倍；纯电动商用车生产6416辆，同比增长5倍，插电式混合动力商用车生产3330輛，同比增长70%。其中国内新能源汽车销量前五车企分别是，比亚迪，众泰集团，北汽新能源，奇瑞汽车，上汽荣威。

新能源汽车的发展可以分为两大阶段：

第一阶段是以混合动力汽车为主，燃料电池车等新能源汽车为辅的发展方向，开拓新能源汽车市场；

第二阶段是在纯电动汽车技术成熟的基础上，纯电动汽车逐步替代混合动力及燃料电池汽车以至于完全占据新能源汽车市场，实现零排放的阶段。

据相关统计，截至2013年上半年，在一系列的政策支持下，我国新能源汽车产销比上年同期有较快增长。新能源汽车销售达到5889辆，比上年同期增长42.7%，其中纯电动汽车为5114辆，插电式混合动力达到775辆。

“十二五”期间，国家将大幅提高纯电动汽车、插电式混合动力汽车累计产销量，初步形成与市场规模相适应的充电设施体系和新能源汽车商业运行模式。到2020年则实现纯电动汽车、插电式混合动力汽车累计产销量在2015年的基础上再上一个新台阶，实现规模化商业运营。

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、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。它可以主要分为五大类，分别是：纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车和其他新能源汽车。我就依据这五种分类，对现今的新能源汽车进行了一系列的调研，将调研成果汇总如下。

一、纯电动汽车

纯电动汽车（Blade Electric Vehicles，BEV）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，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。它的优点为技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电。现阶段看来它也有些许缺点：蓄电池单位重量储存的能量太少，还因电动车的电池较贵，又没形成经济规模，故购买价格较贵；至于使用成本，有些试用结果比汽车贵，有些结果仅为汽车的1/7～1/3，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。

说到纯电动汽车，那就不得不提该领域的翘楚：特斯拉。特斯拉（Tesla），是一家美国电动车及能源公司，产销电动车、太阳能板、及储能设备。总部位于美国加利福尼亚州硅谷的帕罗奥多（Palo Alto） ，2003年最早由马丁·艾伯哈德（Martin Eberhard）和马克·塔彭宁（Marc Tarpenning）共同创立，2004年埃隆·马斯克（Elon Musk）进入公司并领导了A轮融资。 创始人将公司命名为“特斯拉汽车（Tesla Motors）”，以纪念物理学家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）。特斯拉公司现阶段已经公布4款车型：两门运动型跑车ROADSTER、四门纯电动豪华轿跑车MODEL S、豪华纯电动SUV MODEL X以及尚未公开销售的四门轿车MODEL 3。特斯拉之所以能成为纯电动汽车界的翘楚，是因为它将电动汽车最大的问题——续航解决得十分完美。据特斯拉的官方数据，MODEL S充满电需要630分钟，即十个半小时，且能够续航480-557公里。虽然充电时间和加一次汽油的几分钟相比，仍有很大差距，但单次续航里程已经可以媲美先进的内燃机车。此外，特斯拉还将电动机可直接输出最大功率的特性发挥到了极致，与内燃机相比，电动机在提升扭矩方面的优势是绝对的，这也就成全了特斯拉一直以来标榜的运动特性。以下是特斯拉官网对MODEL X的介绍：Model X 是一款高性能、安全、智能的全尺寸 SUV 。标配全轮驱动，最高续航里程可达 565 公里（100 kWh 电池）。Model X 拥有宽敞的驾乘空间和储物空间，足以容纳 7 位成人及其随行装备。开启 Ludicrous 狂暴模式后，百公里加速仅需 3.1 秒。

特斯拉的双电机系统是对传统全轮驱动系统的一项创新性改进。车身前后各搭载一台电动机，通过对前后轮扭矩分别进行数字化独立控制，实现了在各种路况下的全天候牵引力控制。传统全轮驱动汽车通过复杂的机械联动装置，将动力通过单一发动机分配至四个车轮。而 Tesla 拥有的先进技术可通过双电机同时为前轮和后轮提供动力，更加高效。Model S 标配全轮驱动双电机，P100D Model S 更有高性能后置电机，与高效率的前置电机联动，实现超跑级别的加速表现，仅需 2.7 秒，即可从静止加速至 100 公里/小时。

当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病，统计表明在占80%以上的道路条件下，一辆普通轿车仅利用了动力潜能的40%，在市区还会跌至25%，更为严重的是排放废气污染环境。20世纪90年代以来，世界各国对改善环保的呼声日益高涨，各种各样的电动汽车脱颖而出。虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下，但是电池技术问题阻碍了电动汽车的应用。由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍，远未达到人们所要求的数值，专家估计在10年以内电动汽车还无法取代燃油发动机汽车（除非燃料电池技术有重大突破）。

现实迫使工程师们想出了一个两全其美的办法，开发了一种混合动力装置（Hybrid-ElectricVehicle，缩写HEV）的汽车。所谓混合动力装置就是将电动机与辅助动力单元组合在一辆汽车上做驱动力，辅助动力单元实际上是一台小型燃料发动机或动力发电机组。形象一点说，就是将传统发动机尽量做小，让一部分动力由电池-电动机系统承担。这种混合动力装置既发挥了发动机持续工作时间长。

二、混合动力汽车

混合动力是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力，而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。

根据混合动力驱动的联结方式，一般把混合动力汽车分为三类：

①串联式混合动力汽车（SHEV）主要由发动机、发电机、驱动电机等三大动力总成用串联方式组成了HEV的动力系统。

②并联式混合动力汽车（PHEV）的发动机和发电机都是动力总成，两大动力总成的功率可以互相叠加输出，也可以单独输出。

③混联式混合动力汽车（PSHEV）综合了串联式和并联式的结构而组成的电动汽车，主要由发动机、电动-发电机和驱动电机三大动力总成组成。

混合动力汽车优势十分明显：与传统汽车相比，由于内燃机总是工作在最佳工况，油耗非常低；内燃机主要工作在最佳工况点附近，燃烧充分，排放气体较干净；起步无怠速（怠速停机）；不需要外部充电系统，一次充电续驶里程、基础设施等问题得到解决；电池组的小型化使成本和重量低于电动汽车；发动机和电机动力可互补，低速时可用电机驱动行驶。在目前的技术水平和应用条件下，混合动力汽车是电动汽车中最具有产业化和市场化前景的车型。混合动力汽车采用内燃机和电动机作为混合动力源，它既有燃料发动机动力性好、反应快和工作时间长的优点，又有电动机无污染和低噪声的好处，达到了发动机和电动机的最佳匹配。但是混合动力汽车的缺点也显而易见，由于需要同时装载两套动力系统，车内空间被压缩；而且造价较为昂贵。

以丰田卡罗拉双擎为例，它采用了混联式的混合动力方法。它搭载了一台1.8L直列四缸汽油机，这台汽油机能产生73KW功率；同时工作的还有一台永磁同步电动机，能产生53KW的功率和207NM的扭矩；电池方面采用了容量为6.5Ah的镍氢蓄电池。卡罗拉双擎属于非插电式混动汽车，及不必专门给电池充电，电池可以从内燃机和刹車处获取电能，这也就解决了纯电动汽车充电时间过长和充电不方便的问题。发动机可以在汽车怠速时为电池充电，因而丰田双擎混动技术非常适合当今在大城市内的拥堵路况，通俗的讲，双擎系统越堵越省油。

丰田由于起步较早，在混动方面有很大的造诣。其他车企在发现现今汽车的发展趋势后也纷纷开发自己的混合动力车型。现今的混合动力市场是很大的，各车企在该方面的发展也是充满朝气，蓬勃向上的。如果说内燃机车属于过去，电动车属于未来，那么混动车就属于现在。

纯电动汽车和混合动力汽车是现在市面上主流新能源汽车，因为电能可以由无污染零排放的方式产生，因而这两种新能源汽车被国家所大力扶持，再加上它们使用方便、安全，它们的前景十分光明。而其它形式的新能源汽车由于安全、能源等问题，并不利于大范围的普及，因而它们的发展自然受到很大的限制。

就目前的汽车业发展前景来看，电子电力方面在汽车工业之中内所占比例越来越大。因而汽车电力电子学等相关科目是我国汽车行业发展的基础。作为一名国防生，我毕业后要为国防建设添砖加瓦，将先进的电力电子知识运用到需要的地方去，为我国的复兴之路尽上一份绵薄之力，使我国早日成为名副其实的强国。

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