论文部分内容阅读
引言：一方面随着世界能源的日渐紧缺，尤其是难再生的石油资源的日益减少，人们对于新能源的呼吁日渐高涨；另一方面，汽车作为能源消费大户，随着科技尤其是新能源汽车技术的不断发展，新型的新能源汽车逐渐受到人们的期待和欢迎，它更加环保，适应了时代的发展需要，有望引领未来的汽车新时代。
一、 背景：当下能源形势
1、汽车旧能源导致的问题
旧能源以煤炭、石油为主，汽车上使用的是汽油或柴油，旧能源结构造成了全球性的环境问题：酸雨，臭氧层破坏，温室气体的大量排放等等。
城市大气污染已日趋严重，不仅发展中国家，在欧洲和北美也出现了超越国界的大气污染。
就我国而言，地大物博，人口众多，汽车占有量居世界前列，二氧化硫和二氧化碳的排放量首屈一指，而我国又正处于工业化进程中，社会经济发展对能源的依赖要比其他国家大得多，巨大的能源消耗无疑对我国环境造成了巨大的威胁。因此，一种新型无污染的新能源汽车成为迫切需要。
2、危机：汽车旧能源供应日趋不足
旧能源不仅污染严重，而且“濒临灭绝”。众所周知，石油经过开采和提炼才得到汽车用的汽油和柴油。石油是1000万至6亿年前的有机物变来的。然而，石油的储量毕竟有限，开采技术也有待提高，但人们对于它的需求却日益增长，因此石油资源越来越少，这也是近年来油价上涨的一个重要原因。
此外，由于人类无计划、不合理的大规模开采，资源和能源短缺问题已经在世界大多数国家甚至全球范围内出现。半个世纪以来，全球消耗量大增，2004年消耗量为146.10吨标准煤。据美国能源信息发布暑发布的国际能源展望，世界能源市场消耗量在2005到2030年间预计增加50.7%，世界能源供应日趋紧张。石油是目前汽车的主要能源，而汽车工业作为各国的支柱产业被大力发展，显然汽车工业的发展将进一步加剧能源短缺问题的严重性。
二、新方向：新能源汽车的无限潜力
1、什么是新能源汽车
新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。据不完全统计，全世界现有超过400万辆液化石油气汽车，100多万辆天然气汽车。
具体来说，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。新能源汽车包括五大类型：混合动力电动汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、其他新能源（如超级电容器、飞轮等高效储能器）汽车等。
2、预计未来发展方向
毫无疑问，纯电动车是未来汽车技术发展终极趋势，但是目前来看，短期投资回报不明显，面对能源和环保压力，很多国家都把发展节能与新能源汽车提升至国家战略高度。以丰田、本田、通用为代表的多种混合动力汽车的成功量产，标志着新兴汽车产业已经初步形成以混合动力汽车为主导的格局。可以预见，随着油耗标准越来越严，油价越来越高，今后的大多数车型都将走上混合动力这条路，这是传统汽车发展的自然选择。
三、新能源汽车优势及技术
1、 电动汽车的优势
（1）电动汽车可以部分或者全部地利用电能。电能除了可以通过火力发电、核能发电之外，还可以通过其他形式的转换获得，如水能（水力发电）、风能（风力发电）、化学能（电池）及光能（光电池及太阳电池等）等，可以减少石油资源的使用量。
（2）电动汽车的有害排放物很少甚至可以实现零排放，大大减小对环境的污染。在全球范围内，由电动汽车产生的有害排放物比燃油车的少得多。另外，为了减少全球污染物的排放，电动汽车的使用为通过集中处理进一步减少空气污染物的排放提供了一种可能。即在发电过程中会产生相应的排放物，通过集中处理的方法，这些污染物很容易被收集起来，但这种集中处理的方法不适用于燃油车。
（3）此外，电动汽车还有一个明显的优势，就是基本不会产生噪声污染。燃油车的发动机和复杂的机械传动装置会对环境产生严重的噪声污染，而电动汽车用电机驱动，电机工作时噪声很小，通过有效的控制手段，甚至可以使电动汽车运行时“无声无息”，从而大大改善对环境的噪声污染。
2、 电动汽车的技术
电动汽车技术包括较广，主要有车身设计技术、电机驱动技术、能源系统及能源管理技术、系统优化技术，其中最重要的就是能源系统，简而言之就是动力电池，下面就此进行说明。
长期以来，电池的寿命和成本问题一直是制约电动汽车发展的技术瓶颈。通过不断的技术创新与技术改进，电池技术得到了飞速的发展。动力电池已经从传统的铅酸电池发展到镍氢动力电池、钴酸锂、聚合物、三原材料、磷酸铁锂等先进的绿色动力电池，动力电池在比能量、比功率、安全性、可靠性、循环寿命、成本等方面，都取得很大的进步。
3、 混合动力汽车
（一）混合动力汽车是指由两种或者两种以上不同类型的动力源（其中至少有一种能提供电能）联合驱动的车辆，车辆的行驶动力依据车辆行驶状态由单个动力源或多个动力源共同提供。混合动力汽车提高燃油经济性和降低排放的原因：
（1）混合动力汽车只需采用能够满足汽车巡航需要的较小发动机，由电能提供汽车加速、爬坡时所需的附加动力，因此提高了发动机的负荷率。
（2）可以控制发动机在高效率、低污染的区域内运行，发动机的功率不能满足车辆驱动需求时，由电池来补充；发动机的功率过剩时，剩余功率给电池充电。
（3）因为有了电机、电源系统，可以方便的回收汽车制动、下坡时的能量。
（4）在车辆频繁起停的繁华市区，可以关闭发动机，由电池單独驱动，从而消除发动机的怠速能耗，并实现零排放。
四、总结
本文主要分析了新旧能源优劣与走向以及新能源汽车技术的发展状况。当然，去旧革新是历史的必然，随着新能源汽车技术的日渐成熟与完善，新能源汽车无疑将登上历史的舞台，焕发迷人的魅力，集环保、节能、高效于一体，成为未来的“陆上之舟”。本文只是提供了一个思考方向，希望能引起志同道合的朋友的共鸣，集思广益，让新能源汽车能更好地发展，引起人们更多的关注。
参考文献
[1]石川宪二（日），康龙云，余开江. 新能源汽车技术及未来 北京 科学出版社 2012.5.
[2]王志福，张承宁. 电动汽车电驱动理论与设计 北京 机械工业出版社2012.7.
[3]赵航，史广奎. 混合动力电动汽车技术 北京 机械工业出版社2012.5.
（作者单位：1 上海电机学院；2 江苏理工学院）
一、 背景：当下能源形势
1、汽车旧能源导致的问题
旧能源以煤炭、石油为主，汽车上使用的是汽油或柴油，旧能源结构造成了全球性的环境问题：酸雨，臭氧层破坏，温室气体的大量排放等等。
城市大气污染已日趋严重，不仅发展中国家，在欧洲和北美也出现了超越国界的大气污染。
就我国而言，地大物博，人口众多，汽车占有量居世界前列，二氧化硫和二氧化碳的排放量首屈一指，而我国又正处于工业化进程中，社会经济发展对能源的依赖要比其他国家大得多，巨大的能源消耗无疑对我国环境造成了巨大的威胁。因此，一种新型无污染的新能源汽车成为迫切需要。
2、危机：汽车旧能源供应日趋不足
旧能源不仅污染严重，而且“濒临灭绝”。众所周知，石油经过开采和提炼才得到汽车用的汽油和柴油。石油是1000万至6亿年前的有机物变来的。然而，石油的储量毕竟有限，开采技术也有待提高，但人们对于它的需求却日益增长，因此石油资源越来越少，这也是近年来油价上涨的一个重要原因。
此外，由于人类无计划、不合理的大规模开采，资源和能源短缺问题已经在世界大多数国家甚至全球范围内出现。半个世纪以来，全球消耗量大增，2004年消耗量为146.10吨标准煤。据美国能源信息发布暑发布的国际能源展望，世界能源市场消耗量在2005到2030年间预计增加50.7%，世界能源供应日趋紧张。石油是目前汽车的主要能源，而汽车工业作为各国的支柱产业被大力发展，显然汽车工业的发展将进一步加剧能源短缺问题的严重性。
二、新方向：新能源汽车的无限潜力
1、什么是新能源汽车
新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。据不完全统计，全世界现有超过400万辆液化石油气汽车，100多万辆天然气汽车。
具体来说，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。新能源汽车包括五大类型：混合动力电动汽车（HEV）、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、其他新能源（如超级电容器、飞轮等高效储能器）汽车等。
2、预计未来发展方向
毫无疑问，纯电动车是未来汽车技术发展终极趋势，但是目前来看，短期投资回报不明显，面对能源和环保压力，很多国家都把发展节能与新能源汽车提升至国家战略高度。以丰田、本田、通用为代表的多种混合动力汽车的成功量产，标志着新兴汽车产业已经初步形成以混合动力汽车为主导的格局。可以预见，随着油耗标准越来越严，油价越来越高，今后的大多数车型都将走上混合动力这条路，这是传统汽车发展的自然选择。
三、新能源汽车优势及技术
1、 电动汽车的优势
（1）电动汽车可以部分或者全部地利用电能。电能除了可以通过火力发电、核能发电之外，还可以通过其他形式的转换获得，如水能（水力发电）、风能（风力发电）、化学能（电池）及光能（光电池及太阳电池等）等，可以减少石油资源的使用量。
（2）电动汽车的有害排放物很少甚至可以实现零排放，大大减小对环境的污染。在全球范围内，由电动汽车产生的有害排放物比燃油车的少得多。另外，为了减少全球污染物的排放，电动汽车的使用为通过集中处理进一步减少空气污染物的排放提供了一种可能。即在发电过程中会产生相应的排放物，通过集中处理的方法，这些污染物很容易被收集起来，但这种集中处理的方法不适用于燃油车。
（3）此外，电动汽车还有一个明显的优势，就是基本不会产生噪声污染。燃油车的发动机和复杂的机械传动装置会对环境产生严重的噪声污染，而电动汽车用电机驱动，电机工作时噪声很小，通过有效的控制手段，甚至可以使电动汽车运行时“无声无息”，从而大大改善对环境的噪声污染。
2、 电动汽车的技术
电动汽车技术包括较广，主要有车身设计技术、电机驱动技术、能源系统及能源管理技术、系统优化技术，其中最重要的就是能源系统，简而言之就是动力电池，下面就此进行说明。
长期以来，电池的寿命和成本问题一直是制约电动汽车发展的技术瓶颈。通过不断的技术创新与技术改进，电池技术得到了飞速的发展。动力电池已经从传统的铅酸电池发展到镍氢动力电池、钴酸锂、聚合物、三原材料、磷酸铁锂等先进的绿色动力电池，动力电池在比能量、比功率、安全性、可靠性、循环寿命、成本等方面，都取得很大的进步。
3、 混合动力汽车
（一）混合动力汽车是指由两种或者两种以上不同类型的动力源（其中至少有一种能提供电能）联合驱动的车辆，车辆的行驶动力依据车辆行驶状态由单个动力源或多个动力源共同提供。混合动力汽车提高燃油经济性和降低排放的原因：
（1）混合动力汽车只需采用能够满足汽车巡航需要的较小发动机，由电能提供汽车加速、爬坡时所需的附加动力，因此提高了发动机的负荷率。
（2）可以控制发动机在高效率、低污染的区域内运行，发动机的功率不能满足车辆驱动需求时，由电池来补充；发动机的功率过剩时，剩余功率给电池充电。
（3）因为有了电机、电源系统，可以方便的回收汽车制动、下坡时的能量。
（4）在车辆频繁起停的繁华市区，可以关闭发动机，由电池單独驱动，从而消除发动机的怠速能耗，并实现零排放。
四、总结
本文主要分析了新旧能源优劣与走向以及新能源汽车技术的发展状况。当然，去旧革新是历史的必然，随着新能源汽车技术的日渐成熟与完善，新能源汽车无疑将登上历史的舞台，焕发迷人的魅力，集环保、节能、高效于一体，成为未来的“陆上之舟”。本文只是提供了一个思考方向，希望能引起志同道合的朋友的共鸣，集思广益，让新能源汽车能更好地发展，引起人们更多的关注。
参考文献
[1]石川宪二（日），康龙云，余开江. 新能源汽车技术及未来 北京 科学出版社 2012.5.
[2]王志福，张承宁. 电动汽车电驱动理论与设计 北京 机械工业出版社2012.7.
[3]赵航，史广奎. 混合动力电动汽车技术 北京 机械工业出版社2012.5.
（作者单位：1 上海电机学院；2 江苏理工学院）