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摘要: 本文通过对新能源汽车进展现状和进展趋势的论述,简要分析了现时期新能源汽车进展在技术、市场和战略层面的特点和局限性之所在。同时对相关和战略导向进行浅析,对中国进展新能源汽车的进展战略予以相应分析,并分析了新能源汽车技术进展的以后走向,还简要介绍了新能源汽车的前沿技术。
关键词:新能源汽车 现状 进展趋势 分析 前沿技术
一、新能源汽车进展背景分析
众所周知,那时刻的年轮转向21世纪,汽车成为工业进展的热点。可是,当石油危机、环境破坏和金融危机席卷全世界工业进展时,汽车产业也面临着庞大的挑战。因此,新能源汽车便成为各国所看重和重点支持的新兴产业,更是我国汽车行业进展的重中之重。现将从四个方面对新能源汽车的进展背景进行分析:
一、能源危机
化石能源作为不可再生能源,一直以来以其低廉的经济本钱而受到传统汽车产业的青睐,可是通过对石油储量的综合估算,石油可被支配的化石能源的极限,大约为1180~1510亿吨,以2020年世界石油的年开采量计算,石油储量大约在2050年左右宣告枯竭,一样,天然气仅能够知足年的开采,也确实是说,这些传统经济的资源载体将在21世纪上半叶迅速地接近枯竭。这对汽车保有量快速增加的中国来说将是一个严峻的问题。能源的止境将是什么?没有人想坐以待毙。因此在能源的庞大压力之下,如何大力进展和推动新能源汽车的产业化是我国汽车产业现时期所需研究的重大课题。
二、环境危机
随着工业进展,尤其是汽车产业的快速进展,汽车已经成为目前城市的要紧污染源之一,而汽车尾气中的有害成份,如CO、HC及氮的氧化物是大气污染的要紧成份。及统计,在要紧城市中心,交通排放的CO形成的污染物浓度占CO总浓度的90%~95%,HC和NOX占80%~90%,由此可见,传统的燃料汽车对城市大气的破坏性。因此,从爱惜居民的生活环境的必要性看来,研发环境友好型的新能源汽车是相当有必要的。
3、经济危机
从某种程度上来讲,金融危机也给新能源汽车的进展提供了新的机缘。因为新能源汽车是拉动经济苏醒的一张新的王牌,因此各国、各企业为了摆脱经济低谷,拉动经济苏醒而大力支持和开发新能源汽车以取得新的市场并使自己在以后的产业竞争格局中占据有利位置。作为世界各大汽车企业一起战略选择的新能源汽车,由于其超卓地知足了人们对节能减排的需求从而能占据以后汽车的大部份市场。也因为其较低的利用本钱使其能够迅速地被消费者所同意。市场需求的增加使其能够成为以后经济的新的引擎。
4、技术革新
技术进步永久是产业革新的不竭动力,尽管电动汽车早在19世纪便被研制出来,可是由于电池等技术的不完善,其在与以燃机为动力汽车的竞争中败下阵来。可是科技老是不断进步的,随着电池技术的进展和各类其他能源汽车的研发成功,新能源汽车产业涌现了许多新技术,其产品的研发也越开越受到人们的关注。而
能源的多样化进展给汽车新技术的应用带来了无穷可能,因此,各类新能源汽车的研发和生产必然会将汽车产业领域延伸、拓展到加倍普遍的产业范围。这也是新能源汽车的进展基础之所在。
二、新能源汽车进展现状分析
通过对新能源汽车进展的背景的分析,不难看出,新能源汽车的研发是将是尔后汽车产业进展的核心,国内外各大汽车公司和科研机构也纷纷致力于开发新能源汽车并使之产业化。这对现新能源汽车的长足的进展有着及其踊跃的意义。分析新能源汽车进展的现状能够帮忙咱们加倍清楚地了解该产业的动向,也有利于咱们向更久远的进展目标迈进。
一、技术层面
目前,世界各国采纳主流的清洁能源技术为“零排放”的电动动力和开发排放污染低的替代能源。而技术应用到新能源汽车上就要紧体此刻电动汽车方面,包括纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车。同时天然气等石油替代能源动力汽车也在迅速进展,如以天然气、液化石油气、生物柴油、合成燃料、醇类燃料、醚类等多种清洁为替代能源的汽车。
(1)电动汽车
电动汽车的一个一起特点是汽车完全或部份由电力通过电机驱动,能够实现低排放和零排放。尽管蓄电池电动汽车是最先显现的电动汽车,但利用铅酸电池的汽车整车动力性、续驶里程与传统内燃机汽车有较大的差距,而利用高性能镍氢电池或锂电池又会使本钱大大增加。而且蓄电池电动汽车都需有必然充电时刻及相应的充电设备,利用处合受到了。同时其高速时期的动力性与内燃机汽车有明显的差距。因此,在电池技术尚未成熟的现时期,纯电动汽车的产业化还有很长的路要走。
至于燃料电池汽车,尽管其具有近65
%的能量利用率,能够实现零排放或低排放、低噪声,乃至国外最新开发的高性能燃料电池汽车已经几乎与传统汽车相媲美,但本钱却制约其产业化的进程。在加拿大进行的示范实验说明,利用燃料电池的公共汽车制造本钱为120万加元,而利用柴油机的公共汽车仅为27.5万加元。另一方面燃料制取和贮存是其大量推行的桎梏,何况完全依托燃料电池作为动力源,在车辆的动力性、靠得住性和制动能量回收方面都有着明显的缺点。因此如何进一步研发更高效的燃料电池是其进展中面临的问题之一。
混合动力汽车融合了传统内燃机汽车和电动汽车的优势,同时克服了二者的缺点,最近几年来取得了飞速进展,并已经实现了产业化和商业化,PRIUS和INSIGHT两款混合动力汽车的成功向人们展现了混合动力技术的魅力和庞大的市场潜力。可是,目前的混合动力汽车并非是电动汽车进展的终极目标,毕竟,真正的电动汽车仍是要以电能为要紧能源供给,因此插电式混合动力汽车将是以后混合动力汽车的主角。
(2)代用燃料汽车
代用燃料汽车的进展前景较好,在各类汽车代用燃料中,液化石油气(LPG)和紧缩天然气(CNG)最方便投入利用,而且目前已经具有好的配套基础设施。由于其在排放和经济性能要求较高而动力性能要求一样的公共交通领域具有专门好的应用前景。专门是在有许多农业大省的农业大国—中国,其乙醇资源丰硕,因此乙醇汽车有良好的应用前景。但是由于燃气一样采纳高压贮存,在平安性方面存在必然隐患。另外,其动力性与传统汽车有明显差距,一样会下降20左右。又由于燃气汽车仍然采纳内燃机的燃烧循环,不可幸免地排出大量的二氧化碳温室气体,且由于其能源均属于不可再生能源,因此燃气汽车只能作为传统汽车能源消耗方式的一种补充。
二、产业及市场层面
在国际市场上,以日本领跑的混合动力电动车领域呈现出繁荣进展的局面。又以其新能源汽车产业化功效在全世界范围内最好,因此它在欧美市场上占据了半壁河山。据统计,日本丰田公司的普锐斯混合动力汽车已销售逾268万辆,估量将于2021年达到500万辆,是目前最成功的混合动力车型。目前,日本已经在普及混合动力系统的低燃耗、低排放和改良行驶性能方面走在了世界前列,在全世界混合动力汽车市场上占据主导地位。最典型的确实是丰田Prius、本田Insight,它们最先投放市场,不仅在国内热销,在国际市场上也令其他国家厂商望其项背。另外,日本各大汽车厂商还在既有车型的基础上安装混合动力系统,加速了节能环保汽车的推和普及。
初期的美国汽车消费市场上,电动汽车曾经于内燃机车和蒸汽机车三分天下,但随后由于技术缘故,电动汽车的进展停滞了大半个世纪。现现在,美国的汽车市场上,三大品牌的优势已经再也不,其他国家的汽车厂商,如日本、欧洲乃至韩国的车系开始占据其市场,为了从头找回汽车市场的格局,美国在新能源汽车领域也开始奋起。统计说明,美国有超过24家的制造厂商正在制造或打算推出电动汽车,像通用汽车的雪佛兰Volt,首批上市就估量4000到6000辆,而今年产量将达到1万辆。而且,于2020年成立的美国电动汽车联盟将以大规模实施电动汽车的打算来实现每一个电动汽车运输市场的性转变。
而国内,自2006年6月,“十一五”的“863”关于打算节能与新能源汽车的重大项目论证通事后,到2007年,我国新能源汽车产业取得了庞大的进展,到了2020年就已经呈现出全面出击之势。雨后春笋般的国内新能源汽厂商纷纷亮相,如比亚迪、奇瑞、吉利、长安等汽车生产企业。
据悉,今年比亚迪首款新能源SUV车型S6自从4月上市后持续热销,销量逐月上升,11月份销量达到12296辆。搭载TID动力技术,多达56项电子智能配置的比亚迪G6车型也于9月成功上市,11月销量已达2000辆,同时,各地的纯电动公交车和天然气出租车也速地进展。可是,咱们也见到各地的新能源产业联盟乃至中国汽车T10成员(包括一汽、东风、上汽、长安、北汽、江淮、重汽等国内汽车骨干企业),真正能形成的技术合作并非多,更少有人将新能源技术拿出来共享。由此看来,中国的新能源汽车想要长久地进展下去并占有相应的市场,企业间的合作和技术共享是必不可少的,只有如此,咱们才能够在国外的新能源汽车的壮大攻势下牢牢占据本国市场,并以此为基础,向国际市场进发。
3、战略及计划层面
尽管我国已于2020年10月18日发布的《关于增强培育和进展战略性新兴产业的决定》中正式将新能源汽车列入到了七大战略新兴行业,可是到此刻,关于新能源汽车进展的线路问题始终未能确信下来。因此,现时期的新能源汽车的进展目标及方向尚未上的完美概念。总理在中国科协第八次全国代表大会上的报告报告中指出:“部署战略性新兴产业,我国与西方发达国家几乎是同步的,从这点看机缘是抓住了。可是从实施进展情形看,问题还比较突出。一是无序进展,一些地址热衷于铺摊子,重复投入、重复建设;二是缺乏核心技术,许多领域还处于起步和跟踪仿照外国技术时期;三是条块分割,科技资源分散,产学研脱节。具体到一些领域或产品,技术线路、进展方向还不十分清楚。
“
例如新能源汽车,进展方向和最终目标是什么,此刻重点进展的混合动力车和电动车是不是最终产品,并非十分明确。混合动力车此刻有了一些进展,但技术上与发达国家还有较大差距。电动车开发方才起步,整体上还处于低级探讨和跟踪外国技术时期,要紧设备和材料都依托入口。进展新能源汽车下一步要集中解决哪些问题,包括技术线路问题、关键核心技术问题、投入问题、支持问题,必需尽快明确下来。”一样,今年将出台的是工信部牵头、参与的《节能和新能源汽车计划》(以下简称《计划》)。将详细分析中国新能源汽车的进展思路及走向,最终的版本,应该会是一个比较谨慎的版本,也切实可行。
尽管整体来讲我国新能源汽车方向并非明确,新能源计划也尚未出台,可是在各方面的催促下,各个主管部门定会加紧在新能源汽车产业进展上进行和谐,达到一致意见,并成立有利于新能源汽车稳固进展的法规环境。
三、新能源汽车进展之趋势分析
通过对新能源汽车进展的现状的分析,咱们初步对当前的新能源汽车的进展态势有了必然的了解,能够看出,尽管现时期的新能源汽车技术较之以前有了庞大的进步,可是,想让其真正地市场化、产业化,必需在的大力支持下,由企业和相应科研单位进行研发,从而真正在技术上有所冲破,如此才能在全然上解决新能源汽车久远进展的基石的问题。
一、导向和进展线路
《节能和新能源汽车计划》尚未出台,但据《计划》的初稿
,在以后10年,财政将投入1000亿元用于新能源产业核心技术,其中,500亿元为节能与新能源汽车产业进展专项资金,重点支持关键技术研发和产业化,增进公共平台等联合开发机制;300亿元用于支持新能源汽车示范推行;200亿元用于推行混合动力汽车为重点的节能汽车。另外还将有100亿元用于扶持核心汽车零部件业进展;50亿元用于试点城市基础设施项目建设。可是,如此的提法将在《计划》最终版本中被弱化。因为不管是的制定层仍是决策层,都意识到节能与新能源汽车进展计划应当从狂热到理性,而且,应当在坚持进展电动车的基础上,兼顾的多元化,同时注重传统汽车的节能减排,只有如此,才能真正达到新能源汽车进展的战略目的。
将发挥标准化引领作用,成立健全电动车标准体系,参与国际化标准的制定和研究工作,争取在优势产品及技术层面发挥主导作用;充分利用法规的鼓励与约束机制,从而在宏观层面上对我国新能源汽车进展予以应有的支持。
二、战略进展途径和产业进展目标
在的支持下,新能源汽车产业的战略进展将稳健而迅速。我国新能源汽车以后的进展战略途径在于,自主创新,踊跃开发新一代能源动力系统。以电动汽车为进展的重心,加速车用能源动力系统向电气化的转型,同时,把握国际化汽车业的转型机缘,提升关键技术的水平和自主研发的能力,以此来知足当前社会的对节能减排的要求,也能够在国际市场中有自己的品牌及核心竞争力。
因此,新能源汽车产业的进展目标应当为以成立和完善电动汽车及其零部件的开发、生产、供给和售后体系,实现电动汽车的规模化和网络化生产和效劳,以此来知足市场的需求。争取在警惕纯电动汽车、大型纯电动商务车、轻度混合动力车和PLUG—IN混合动力车方面形成优势,同时在先进动力电池、驱动电机等关键部件和核心材料生产的产业化和竞争力达到国际同行业领先水平。
3、纯电动汽车及其他新能源汽车的前景
真正能够实现“零排放”
的新能源汽车当属纯电动汽车,而且纯电动汽车是新能源汽车进展的主流线路和最终目标。作为真正的绿色环保汽车,纯电动汽车在节能环保和保护保养等方面的优势相当明显,尽管在续驶里程和充电时刻上仍然存在难以解决的障碍,但电池技术的瓶颈可不能永久存在,一旦多方面通力合作,技术的进展将专门快冲破现有的电池技术的局限,而也将配合推行相关的扶植,如采纳补助退税的方式以降低车辆制造本钱、采纳电池置换等经营模式改善其充电时刻长的固有缺点。总之,以后很长的一段时刻内,纯电动汽车的大范围推行仍然虽具难度,但纯电动车技术毕竟是集各方面力量的协同合作,也确实是说,真正“绿色”的纯电动汽车必然会成为以后交通工具的主流。
而2020年世博会上,上汽通用公司展现的概念车——叶子,采纳自然能源转换技术,这款车以其超前的技术向咱们展现了新能源汽车的多样化趋势,咱们相信以后电动车的进展必然是多元的,不单单依托一种或一类车型。就犹如燃料电池电动汽车是新能源汽车技术以后中长期进展的重要补充一样,混合动力电动汽车是将成为最具可行性的新能源汽车技术,只要混合动力汽车实现了其动力供给要紧靠电池,即插电式混合动力汽车技术一旦成熟,其对新能源汽车进展的意义也是极为重要的。
4、前沿能源科技于新能源汽车的展望
通用公司所展现的“叶子”只只是是前沿科技的冰山一角。而以下性能源技术将有可能从源头上制造新能源汽车的以后。
(1)冲击波汽车发动机(波—转子发动机)
这项技术是密歇根州立大学机械工程教授诺伯特·穆勒(Norbert Müller) 及其团队正在研发中的
,他说,这种紧凑型发动机仅有家用蒸锅大小,需要的部件也比活塞式发动机少得多。这种发动机将再也不需要活塞、连杆和汽缸。重量的减轻和燃油效率的提高“能在消耗一样数量燃料的前提下,让一辆装备再生制动装置的插电式混合动力车的行驶距离增加4倍,相应的二氧化碳排放量也会减少80%”。不仅如此,该系统还能使制造本钱降低30%。
在波—转子发动机设计中,产生动力的进程是在一个旋转的涡轮中进行的。涡轮就像平放在桌面上的电脑风扇(转子),有许多弯曲的叶片和外壳。紧缩后的高温空气和燃料通过位于的轴,被导入叶片之间的间隙。当高度紧缩的混合气体被点燃时,燃烧的气体在有限空间里急速膨胀而形成冲击波,紧缩剩余部份的空气;从外壳上反射回来的冲击波也会进一步紧缩和加热空气。最后,通过紧缩和加热的气体会在恰那机会通过外壳释放出去。紧缩气体在弯曲的叶片上施加的力,和气体喷射产生的力一路,驱动转子旋转,进而带动曲柄轴。
(2)量子光电池
传统的太阳能电动汽车利用的太阳能电池,只能将接收到的阳光能量的10%至15%转化为电能,以致发电本钱居高不下。缘故之一是,单层硅吸收阳光的效率,理论上限大约是31%(实验室中最好的光电池能够达到26%)。而对半导体晶体(或称为“量子点”)的新研究说明,这一理论上限能够提高到60%以上,这为开发低本钱发电设备带来了希望。
因此若是能在热电子冷却前就捕捉到它们,那么光电池的效率上限就会翻一番。解决方案之一是降低电子的冷却速度,为捕捉它们博得更多时刻。去年,美国得克萨斯大学奥斯汀分校的化学家朱晓阳(Xiaoyang Zhu,音译)和同事将注意力投向了一种量子点,每一个点只包括数千个原子。他们将硒化铅量子点沉积在一层导电的二氧化钛(一种一般材料)上。当光线照在上面时,所产生的热电子损失能量所需的时刻要比原先长了1 000倍。这一实验证明了这一假想是可能实现的。尽管在最终取得有效的太阳能电池之前,还有许多困难需要克服。但
朱晓阳说:“一旦解决了所有这些问题,咱们就会明白最终应该利用什么材料。” 朱晓阳估量,这项工作“需要一些时刻,可是我有信心取得成功。我希望看到这些新型太阳能电池板安装在自家屋顶上”。一样,这项技术运用在新能源汽车上,也将取得出人意料的成效。
(3)利用废热的热力发电机
热力发电机研究组组长艾伦·布朗(Alan Browne)的第一个目标是,回收汽车排气系统中散发的热能,驱动车载空调或音响系统。
布朗打算利用由数条平行的镍—钛合金薄线组成的合金带来搜集热能,它能“记住”某种特定形状。所有形状经历合金都能在两种状态之间来回变换:在较高温度下较坚硬的本态与较低温度下更为柔韧的状态。在那个设计中,合金带绕过呈三角形排列的3个滑轮。其中一角处的合金带接近灼热的排气系统,而另一角那么位于温度较低的远端。合金带在高温处收缩,低温处伸张,就会让自己沿那个三角环路转动并带动滑轮旋转,进而通过轴承驱动发电机。温差越大,环路转动越快,产生的能量也就越多。通用汽车公司制造的原型机由一条仅10克重的合金带来产生两瓦特功率,能够点亮一盏小灯。布朗宣称,10年内,这种发电机产生的功率就会提高到商用的标准。他还补充说,为家用电器或发电厂冷却塔安装这种经历合金热力发电机,不存在任何技术障碍。一样美国伊利诺伊大学的桑吉夫·辛哈正在研发一种可弯曲的固态材料,它也能将热力转化为电能。
若是热力发电性能被安装在现有或以后的设备中,它就会有近乎无穷的应用前景:从数千座的冷却塔和工业锅炉,到数以百万计的家用暖气、冰箱和烟囱,还有拖沓机、卡车、火车和飞机。全世界会有数百亿亿焦耳的能量能够被回收利用,极大降低化石燃料的消耗。
结语
新能源汽车的进展有着广漠的前景,不管是技术层面仍是层面都给予那个新兴产业以动力。尽管在进展的进程中会碰到各类挑战,可是咱们要在的正确支持下,坚决不移地进展新能源汽车这一节能环保的以后支柱性产业,相信在不久的以后,新能源汽车及其先进的技术必然会走进咱们的日常生活,这是科技进展的必然趋势,也是绿色环保理念人们深切人心的科技新风尚。
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