任务二　了解新能源汽车的发展

一、国外新能源汽车的发展概况

美国早在2012年就启动了电动汽车国家创新计划《EVEverywhere》，通过提高对高性能锂离子电池材料、插电式车辆技术、轻量化技术等关键技术的支持。德国2012年也已经发布《国家电动汽车平台计划第3次评估报告》，进一步要求建立以用户为中心，基础设施技术、动力系统技术、先进制造技术等关键技术全方位的研发体系，实现成为世界电动汽车领先国；日本也于2010年就发布了《下一代汽车计划》，重点支持先进锂离子动力电池研发。

为定义未来新能源汽车标准，大众汽车推出全新的MEB平台。据介绍，MEB平台的电动汽车将以350km续航里程为基础，最高续航里程达600km。I.D.CROZZ是大众I.D.家族的第三款汽车，也是I.D.家族首款SUV车型。I.D.CROZZ续航里程达500km，并采用四轮驱动，提供225kW的功率输出，最高时速达180km/h。图1-8所示为大众I.D.CROZZSUV全自动驾驶汽车。

日本最新发布新能源汽车发动机的核心方向是蓄电池、氢燃料电池和清洁柴油三方面；美国则倾向于在电动汽车方面的研究。无论是氢动力还是电动，世界各大汽车企业在研究各种新能源的核心技术方面都已经取得了一些进展，而且对于新能源汽车的研究仍然在持续不断地进行中。

日本汽车公司在积极开展和推进各种新能源汽车研究和市场化工作，其混合动力汽车处于世界领先地位。目前日本的弱混合动力汽车可以节能38%，而且为了适应未来新能源汽车的发展，日本已经开始进行道路、周边设施的改造，包括居民住宅设施。日产汽车在电池方面也已取得实质性的成果。

丰田汽车公司作为新能源车型的积极倡导者，早在1993年就开始在公司内部商讨发展混合动力技术，一年后制定项目计划，1995年开始研发，1997年推出第一代混合动力汽车，2005年推出第二代车型上市。目前丰田汽车公司将混合动力的许多技术都申请了专利技术，是这一领域内名副其实的领军者，新款混合动力卡罗拉轿车如图1-9所示。

美国通用汽车公司全面开展氢燃料电池、混合动力、生物燃料、柴油机、天然气等新型汽车的研发。在2008年通用汽车公司百年庆典上，通用汽车公司推出了雪佛兰Volt量产车型，这是一款有电池动力，同时有后备汽油发动机及动力系统的“全级复合动力车型”。福特汽车公司全面开展混合动力、充电式混合动力、清洁柴油、氢气内燃机和燃料电池汽车的开发。图1-10所示为新款通用ColoradoZH2燃料电池军车。

欧洲汽车公司选择性地开展新能源汽车研究，主攻柴油机、生物燃料、氢燃料市场化工作。在德国，根据大众集团已经规划好的新能源战略，在短期内，解决能源节能环保的基本供给方式，是进一步优化汽油机、普及推广采用先进的清洁柴油技术；从中期规划来讲，大众汽车公司正在做电动汽车、混合动力汽车或其他一些替代能源，包括生物燃料等。目前德国已有了依靠风能发电并制造出氢能的技术，这种完全绿色的制造氢气的方法对于宝马汽车一直致力于的氢动力汽车具有很大的积极作用。宝马汽车公司从1978年便开始氢动力的研究工作，是目前在这领域内做得最成熟的厂家。其中最引人注目的是它推出的7系氢动力版轿车，其尾气排放是完全无污染的。但就现在的技术而言，氢燃料无法普及，只能寻找其他更简单有效并且可行性强的办法。目前，宝马汽车公司正在研究几种不同类型的替代燃料，电动汽车和生物燃料这两个新的研究方向在这方面具有很大的市场潜力。图1-11为宝马将推出的燃料电池汽车。

在2017日内瓦车展上，韩国现代发布了一款新能源概念车FEFuelCell，如图1-12所示，该车以氢燃料电池为能源，最大续航里程可达800km。该车采用现代第四代氢燃料技术，相比之前的燃料电池车减重20%，同时动力效率提高10%，燃料电池堆功率密度增加了30%。

在积极研发新能源汽车的同时，各国政府还提供了大量的优惠政策。

二、我国新能源汽车的发展概况

国家新能源汽车产业规划2015～2020从数量上给出了未来新能源汽车销量增长的明确目标，制定了一系列补贴优惠的扶持政策，从国家战略层面赋予了新能源汽车产业大力发展的绝对高度，体现了其坚定的决心和态度。从全国政策推广情况来看，大部分地方政府与中央保持着较高的一致性步调，体现了在产业政策的落实上，地方对国家政策的高度执行力。政策补贴从下游需求端推升新能源汽车的产业景气度，推动新能源汽车的生产、销售和运营，推动了动力锂电池的研发、生产和商业化，从全维度拉动了整个新能源汽车产业链的火爆，是整个新能源汽车产业一开始就得以快速发展的最直接、最根本、最强有力的原因和最重要的外部因素。也是迅速提高我国新能源汽车产销量的重要途径。

1.纯电动汽车

目前已批量生产和应用。北京理工大学等“产学研”研发的4种车型40辆公交车已投入北京121路公交线和密云区进行载客示范运行，其等速百公里耗电仅70kW·h。天津清源电动车辆股份有限公司与天津汽车集团等单位联合研制的纯电动轿车最高车速超过120km/h，一次充电续驶里程达252km。该公司已有112辆纯电动轿车出口美国。“十五”期间，我国完成了三项纯电动汽车整车标准和两项电动机标准的制定，纯电动汽车技术标准已基本齐全。以混合动力和多种燃料为主体的新能源汽车将出现产业化高潮。纯电动汽车将在特定区域、特定路线以及特种车辆市场方面得到发展；燃料电池汽车开始进入成熟期和商业化运营阶段；电动汽车保有量占汽车总保有量的5%～10%，年产销电动汽车达到150万辆以上。到2030年，电动汽车保有量占汽车总保有量的50%以上，年产销电动汽车达1000万～1950万辆。

2015年我国新能源汽车呈现爆发式增长，产量37.9万辆，同比增长3.5倍，中国也成为全球最大的新能源汽车的增量市场。图1-13为比亚迪e6纯电动车。

2.混合动力汽车

混合动力汽车有两个动力源：发动机和电动机。启动和中速以下行驶时，因发动机效率低，仅由电动机驱动车辆；常规行驶时，发动机作为主动力源；加速时，电池组为电动机供电，增强输出功率；减速或制动时，车轮惯性驱动电动机，将电动机变为发电机，为电池组充电。

目前，国内主要汽车企业均已进入混合动力领域。东风电动车辆股份有限公司自主研发的20辆混合动力公交车在武汉已运行了50万公里，载客100多万人次，并已通过验收；一汽红旗HQ3已下线，具备了小批量生产能力，获得了国家汽车产品公告，一汽丰田公司生产的普锐斯轿车已上市；长安、奇瑞、东风等混合动力轿车开始陆续投放市场。图1-14为上汽荣威550混合动力轿车。

3.燃料电池汽车

燃料电池汽车由氢燃料罐和电池组成新型驱动装置，替代传统的发动机。它改变了汽车对石油的依赖，水是唯一的排放物。燃料电池有多种类型，用于汽车的主要是质子交换膜燃料电池。

我国电动汽车的研究始于20世纪80年代。1998年4月，国家电动汽车试验示范区在广东汕头南澳正式建成。2002年8月，我国第一家电动汽车产业化基地在武汉兴建。2003年3月，中国燃料电池客车商业化示范项目在北京和上海启动。目前，研发企业已逾百家。

由清华大学牵头研发的燃料电池公交车最高车速为86km/h，在40km/h等速运行条件下百公里氢燃料消耗3.3kg约合12.4L汽油，而同类柴油车的油耗则为20L。同济大学牵头研发的燃料电池小客车尽管比先进国家起步晚了10年，但目前已与先进国家达到同一水平，在性能方面甚至开始超越它们。我国燃料电池发动机研发进步显著，已成为世界上少数几个掌握车用百千瓦级燃料电池发动机制造及测试技术的国家之一。自主品牌的燃料电池在额定功率下发动机的氢燃料效率不小于50%，质量比功率不小于16W/kg。

4.气体燃料汽车

气体燃料汽车的燃料包括CNG、LPG和氢气。目前世界上在用的这两种车辆超过了500万辆，约占世界汽车总保有量的0.7%，占新能源燃料汽车保有量的80%。CNG汽车和LPG汽车也是我国清洁汽车行动计划的主角，2008年在21个城市和地区推广，保有量超过24.3万辆，其中CNG汽车占52%。中国现有车用气体燃料加注站约为710座以上，其中CNG加注站约为400座。在以川渝地区为代表的天然气资源丰富的地区，加注站分布密度上升很快，已经初步形成了加注网络。不过，同全国82000座传统加油站相比，CNG和LPG加注站的不足仍然制约着传统车用气体燃料作为大规模替代燃料的发展前景。目前主要的CNG汽车保有者仍然是营运类的公交车和出租车。图1-15为奇瑞旗云甲醇燃料汽车。

从汽车结构来分，使用气体燃料的汽车分为两类：气体燃料与传统汽、柴油并用的双燃料汽车和单一燃料的气体燃料汽车。中国目前在用的CNG和LPG汽车多数为双燃料汽车。这些双燃料汽车当中，有些是改装的燃油汽车，但大部分属于专门生产的双燃料汽车。

氢气作为车用的替代能源被政府和工业界广泛重视，发动机上改用氢燃料时，原则上不需要发动机作较大的改动就可以极大拓宽稀燃范围，提高汽车的燃料经济性，降低NOx和HC的排放，不过氢气燃烧后会产生大量水蒸气，气缸材料、润滑系统和点火系统都需要使用新设计或者新材料。氢能源的来源及加氢网络将长期制约氢燃料汽车的推广，现在主要通过制造氢燃料电池来解决氢能源应用危机。

5.醇燃料汽车

醇燃料汽车的燃料主要有乙醇和甲醇。借助现代发酵技术和现代化工分离技术，能将农作物的秸秆、玉米、甘蔗、棉籽、林灌木、树枝等农林产品以及畜牧业的废弃物等转化为优质的电、油和气。其中，利用生物制取的燃料乙醇是一种更清洁的能源，添加到车用燃料中的比例可达到10%、20%、50%、85%，甚至汽车可完全使用燃料乙醇。

我国对甲醇燃料的研究起步于20世纪70年代初期，“六五”期间，国家科学技术委员会（简称“国家科委”）就组织交通部负责将M15甲醇汽油研究列入国家重点攻关项目，并在山西省组织实施，在山西省进行了M15～M25甲醇燃料的研究实验。2002年3月，国家八部委联合颁布了车用乙醇汽油使用试点方案和实施细则，组织实施了车用乙醇汽油的使用试点工作。2003年6月，车用乙醇汽油的使用试点工作在河南、黑龙江两省五市圆满结束，在车用乙醇汽油使用试点期间，有20余万辆汽车和5万余辆摩托车使用了近20万吨车用乙醇汽油。2004年，国家在乙醇汽油的使用上进行了试点推广工作。2004年2月24日，国家发展和改革委员会（简称“国家发改委”）等国家8个部委联合下发了《关于印发<车用乙醇汽油扩大试点方案>和<车用乙醇汽油扩大试点工作实施细则>的通知》，扩大车用乙醇汽油在全国范围内的试点。根据该通知要求，到2005年年底，黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省及湖北、山东、河北和江苏省的部分地区已基本实现了用车用乙醇汽油替代其他汽油。图1-16为国产乙醇汽油汽车。

近几年，我国甲醇汽油研究更是突飞猛进，不但有关技术难题得以突破，其实际应用更是迅猛发展。2009年11月1日，我国首个《车用燃料甲醇》国家标准颁布实施；2009年12月1日起，《车用甲醇汽油（M85）》标准正式实施。在技术上，目前大比例甲醇燃烧技术攻克了甲醇热值低导致动力不足、冷启动难、热气阻、遇水分层、稳定性差、腐蚀溶胀、高温润滑七大难题，车用甲醇燃料发展到第三代催化燃烧甲醇燃料，已达到世界先进水平。

当前，我国生物燃料乙醇产业按照“定点生产、定向流通、封闭运行”的原则布点发展，乙醇汽油的消费量已占全国汽油消费量的20%左右，成为世界上继巴西、美国之后第三大生物燃料乙醇生产国和消费国。

6.太阳能汽车

1984年9月，中国首次研制的“太阳号”太阳能汽车试验成功，并开进了北京中南海的勤政殿，向中央领导报喜，这也表明了中国在研制新型汽车方面已达到世界先进水平。在2016年的广州车展上，一家名为汉能的新能源汽车企业，推出了多款太阳能汽车。

2016年我国新能源汽车销量总计则达到了51.7万辆，其发展态势显而易见。表1-2所示为近几年我国主要新能源汽车厂商和主要车型。