新能源汽車新技術(shù)及應(yīng)用研究

1、舉肥工。大孝HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY成人高等教育畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）新能源汽車新技術(shù)及應(yīng)用研究學(xué)生姓名 學(xué)號指導(dǎo)教師 學(xué)習(xí)形式院、系、站點(diǎn)專業(yè)年級完成日期 年 月 日合肥工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院獨(dú)倉IJ性聲明本人聲明所呈交的畢業(yè)論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的工作及取得的成果。我 聲明，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰 寫過的論文及研究成果，也不包含為獲得合肥工業(yè)大學(xué) 或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué) 位或證書而使用過的材料。論文作者簽名:簽字日期:工作單位:電話:通訊地址:郵編:新能源汽車新技術(shù)及應(yīng)用研究摘要如何解決能源短缺與環(huán)境污染一直以來都是世

2、界各國共同討論的話題，尤其是 在汽車工業(yè)領(lǐng)域中，汽車所消耗的能源與排放的尾氣尤為突出，所以，發(fā)展新能源 技術(shù)，用新能源汽車代替現(xiàn)有的燃油車已成為未來汽車工業(yè)領(lǐng)域的潮流，這也是我 國未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，對于環(huán)境的改善，緩解我國能源的巨大壓力都有著重 要意義。而現(xiàn)如今，我國汽車產(chǎn)業(yè)尚處在起步階段，人才不足，新能源技術(shù)剛剛萌 芽，政府扶持政策力度不夠等等都是我國目前存在的問題，作為汽車消費(fèi)大國，新 能源汽車產(chǎn)業(yè)是低碳經(jīng)濟(jì)時代下的必然選擇，所以，我國必須加大新能源技術(shù)發(fā)展, 這也是汽車行業(yè)的新導(dǎo)向。關(guān)鍵詞：新能源；環(huán)境；能源；汽車產(chǎn)業(yè)Research on New Technology and A

3、pplication of New EnergyVehicleAbstractHow to solve the problem of energy shortage and environmental pollution has always been a topic of discussion in the world, Especially in the automotive industry. Energy consumption and emissions of vehicles are particularly prominent, So, development of new en

4、ergy technologies. Using new energy vehicles instead of the existing fuel vehicles has become the trend of the automotive industry in the future. This is also an important strategy for China's economic development in the future. It is of great significance for the improvement of the environment

5、and the great pressure of China*s energy. But now, China's automobile industry is still in its infancy, lack of talent, new energy technology has just sprouted, government support policies are not enough, and so are our current problems. As a big country of automobile consumption, the new energy

6、 automobile industry is the inevitable choice in the era of low-carbon economy, therefore, China must increase the development of new energy technologies, which is the new direction of the automotive industry.Keywords： New energy; Environment; Energy; Automobile industry1新能源汽車定義61.1 新能源汽車61.2 我國新能源汽

7、車發(fā)展方向62新能源汽車新技術(shù)及應(yīng)用研究62.1 混合電動汽車應(yīng)用研究62.1.1 1.1混合電動汽車的定義62.1.2 混合電動汽車的優(yōu)勢72.1.3 關(guān)鍵技術(shù)問題72.2 純電動汽車應(yīng)用研究82. 2.1純電動汽車定義82. 2.2電動汽車關(guān)鍵技術(shù)問題82. 2.3針對我國純電動汽車發(fā)展的可行性建議82.3氫燃料電池的應(yīng)用研究92. 3.1氫燃料電池的定義92. 3.2燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀92. 3.3氫燃料電池的優(yōu)點(diǎn)92. 3.4氫燃料電池的缺點(diǎn)103總結(jié)10參考文獻(xiàn)11致謝121新能源汽車定義1.1 新能源汽車顧名思義，新能源汽車就是要開發(fā)新型能源，在汽車動力上尋找能夠取代石油 生能的代

8、替品，對汽車的環(huán)保有重大意義。早在20世紀(jì)末，世界各國已認(rèn)知到汽車 對石油的消耗過于巨大，便開始著手研究用其他能源來代替石油消耗，嘗試著使用 能夠再生的能源或全球豐富的能源來緩解石油危機(jī)。發(fā)展至今，從燃料到汽車驅(qū)動 方面等技術(shù)都已融入到新能源汽車概念中，包括有：具有兩種動力源的混合動力汽 車、采用蓄電池的純電動汽車和其他環(huán)保節(jié)能型燃料電池汽車等等。隨著在新潮 流趨勢下的不斷摸索，新能源汽車的發(fā)展在一步步進(jìn)步，產(chǎn)品越來越多，也越來越 規(guī)范，再往后的發(fā)展中將會逐漸完善，形式新的工業(yè)化模式，具有更加完善的汽車 工業(yè)鏈。1.2 我國新能源汽車發(fā)展方向隨著社會的不斷進(jìn)步，人們對環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，傳統(tǒng)油

9、耗車已再不適應(yīng)當(dāng) 前社會發(fā)展的需要了，新能源汽車以其低能耗低排放等眾多的優(yōu)點(diǎn)備受世界關(guān)注。 通過各種宣傳及人們生活中對新能源汽車的感受，部分人開始普遍接受未來購買新 能源汽車的念想，但什么時候愿意購買及怎樣讓另一部分人也開始接受新能源汽車 這是我們要面臨的一個問題。未來中國市場將成為新能源汽車需求最大的市場，與 各大外企相競爭，如何才能在我國市場中占據(jù)主動，保證我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展也是另一大 問題?？蛻粲肋h(yuǎn)是上帝，他們對汽車有什么樣的需求我們只有盡可能的去滿足，只 有這樣他們才愿意購買。大部分國人都認(rèn)為新能源汽車貴，并且在性能與安全上與 傳統(tǒng)汽車尚且有一定的差距，傳統(tǒng)車目前在使用上更為適應(yīng)，沒有深刻了

10、解到傳統(tǒng) 車與新能源汽車的差距優(yōu)勢體現(xiàn)在哪里，這就是我們宣傳不到位的原因。目前網(wǎng)絡(luò) 與4s店是我們對客戶宣傳新能源汽車最廣泛有效的途徑了，在網(wǎng)上常見的瀏覽網(wǎng)頁 上，我們應(yīng)該注重宣傳，讓人們很容易的了解新能源汽車的相關(guān)信息。2新能源汽車新技術(shù)及應(yīng)用研究1.1 混合電動汽車應(yīng)用研究2. 1. 1混合電動汽車的定義與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)不同，混合電動汽車是以燃油發(fā)動機(jī)和電池共同作為動力源。在 汽車不同的運(yùn)作下，兩者分工協(xié)作，相互配合將汽車的油耗與尾氣降至最低。以豐 田的混合動力汽車PRIUS為例，在低速時，汽車111電池提供動力，燃油發(fā)動機(jī)停止 工作，盡可能的避免燃油發(fā)動機(jī)工作，損失油耗，提高經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)汽車達(dá)

11、到了高速 行駛之后，由于目前的電池技術(shù)無法如此高的動力，則依舊是由燃油發(fā)動機(jī)進(jìn)行工 作，提供汽車的動力，而電池則改為為其他輔助設(shè)施如空調(diào)提供能量，保證了汽車 的高性能。3. 1.2混合電動汽車的優(yōu)勢在現(xiàn)階段汽車工業(yè)還不成熟的情況下，作為新汽車工業(yè)的過渡產(chǎn)品一一混合電 動汽車，其既有傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的燃油發(fā)動機(jī)，乂有電動汽車的電機(jī)組，是兩者結(jié)合的 產(chǎn)物。由于它保留了原有的汽車工業(yè)基礎(chǔ)，在一些方面仍可使用原有的技術(shù)，在研 發(fā)上不需要太高的門檻，而且，還可以作為電動汽車實(shí)驗(yàn)的載體，容易在電動汽車 技術(shù)上取得進(jìn)一步的創(chuàng)新與突破，故而各大車企更愿意接受混合動力車，加大開發(fā), 尤以日本發(fā)展為最，日系混合車在如今

12、的市場上最受人們的追捧。之所以這么受歡迎，混合動力車有其獨(dú)在的優(yōu)勢。與傳統(tǒng)汽車相比，混合電動 汽車更顯節(jié)能，下面我們做一個對比，但在相同的行駛條件和相同的路程上，其可 使用較小排量的發(fā)動機(jī)，同等高效工作下的能源消耗與尾氣排放都要少，在全球提 倡節(jié)能減排的情況下，混合動力汽車無疑更受人們的追捧。與純電動汽車相比，混 合動力汽車可選用較小的電池組，不需要為混動車建立充電樁來為其充電，不需消 耗過多的電池組的電能，除此之外，在動力上，混合動力汽車具有更高效的運(yùn)行力, 純電動汽車由于目前技術(shù)原因并不能達(dá)到高效行駛，在性能上要稍遜一籌。4. 1.3關(guān)鍵技術(shù)問題根據(jù)不同方式分類，混合動力也分為多種，在性能

13、結(jié)構(gòu)上都有不同差異與各自 的側(cè)重點(diǎn)，因而在發(fā)展研究上也需要各自的相應(yīng)技術(shù)去滿足其發(fā)展目標(biāo)。相對而言, 就需要有更大的人力物力去撐起這一發(fā)展項(xiàng)目，就好比說在由傳統(tǒng)汽車向純電動汽 車轉(zhuǎn)型有著多條道路，而我們必須把這每條路都走一遍，去嘗試一遍，去掌握更多 的技術(shù)，把握更豐富的經(jīng)驗(yàn)，一步一個腳印，這對我們來說是必須要經(jīng)歷的，只有 這樣才能一步步地去達(dá)到我們的目標(biāo)，使我們的汽車具在燃油經(jīng)濟(jì)性與性能達(dá)到最 佳，在排放與成本上達(dá)到最低。汽車的發(fā)展已有了 100多年的歷史了，在汽車的動力來源上由原來的蒸汽機(jī)到 現(xiàn)在的內(nèi)燃機(jī)，最終形成純電動，而我們正處在內(nèi)燃機(jī)到純電動的過渡階段。由于 純電動技術(shù)的不成熟，內(nèi)燃機(jī)

14、仍作為我們動力來源的主要設(shè)備，如何改善內(nèi)燃機(jī)性 能與能耗仍是我們目前研究與發(fā)展的重點(diǎn)，近年來我們在內(nèi)燃機(jī)上也有了一些新技 術(shù)的應(yīng)用，如電控燃油噴射、排氣再循環(huán)和催化后處理等，而現(xiàn)階段我國已發(fā)展混 核動力為主，把內(nèi)燃機(jī)在混動汽車上應(yīng)用將會使我國汽車在節(jié)能減排上更進(jìn)一個臺 階。2.2純電動汽車應(yīng)用研究2. 2. 1純電動汽車定義純電動汽車是完全排除傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)，由充電電池取代作為動力來源，提供電 能來推動汽車運(yùn)行的，無論是在汽車行駛時的動力上，還是汽車空調(diào)等其他輔助設(shè) 施的能量上都將由電池來提供，最大的降低汽車能源的消耗，并且排除的尾氣也無 污染，這將是未來我國汽車工業(yè)發(fā)展的方向。3. 2.2電動

15、汽車關(guān)鍵技術(shù)問題電池是我們發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，無論是作用于目前的混動力汽車還是將來的純電 動汽車，在鍵能減排上都與之存在著莫大的關(guān)聯(lián)。一直以來，我國在蓄電池的發(fā)展 上都存在著技術(shù)問題，比如能量與電池壽命成為了電動汽車發(fā)展需要攻克的難關(guān)。 對于電動汽車來說，汽車比能量低，那么汽車的性能就低，無法達(dá)到一定的高速行 駛，在運(yùn)行力上明顯不足，因此只能在一些低功率的類似于小轎車與電動摩托上運(yùn) 用較為廣泛，而在高速的轎車以及動力需求大的貨車卡車上則很少見到。相對節(jié)能 而言，我們在內(nèi)燃機(jī)車與電動汽車上做個比較，為了使電動車達(dá)到內(nèi)燃機(jī)車那樣高 效的運(yùn)行力，在比能量低的情況下則對能量需求更多，因而成本越高。并且與汽

16、車 十幾年的壽命相比，蓄電池的則要低得多，在一輛車壽命結(jié)束時，我們往往電池就 換了好多個了，這也會增加汽車的成本。另外電池容量與充電時間也是我們需要考 慮的因素。4. 2.3針對我國純電動汽車發(fā)展的可行性建議1 .我國在核心技術(shù)上與國外還是有一定差距的，我國應(yīng)發(fā)揮我國體制的優(yōu)勢， 建議國家重點(diǎn)支持有較好基礎(chǔ)的科研團(tuán)隊(duì)，盡快突破核心技術(shù)的瓶頸，滿足整個電 動汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)需要，并形成我國自主的整車標(biāo)準(zhǔn)體系和產(chǎn)業(yè)鏈條。2 .我國在純電動大客車的技術(shù)水平上據(jù)世界前列，并在重點(diǎn)城市開展商業(yè)化運(yùn) 行，應(yīng)建立重點(diǎn)研究純電動商用車動力系統(tǒng)平臺，進(jìn)一步提升技術(shù)水平和產(chǎn)品可靠 性，降低汽車成本，在動力性能上與傳

17、統(tǒng)車相當(dāng)，支持整車企業(yè)形成產(chǎn)業(yè)規(guī)模。3 .電池技術(shù)仍是研究的關(guān)鍵，需集中力量支持自主研發(fā)動力電池單體和電池組 系統(tǒng)，在電池的容量與壽命等技術(shù)上制定發(fā)展規(guī)劃，5年內(nèi)動力電池能量可以達(dá)到 150瓦時以上，成本降低至2元/瓦時，循環(huán)壽命穩(wěn)定達(dá)到2000次或10年以上，與 汽車使用年限相當(dāng)。4 .充電樁是電動汽車成功應(yīng)用的保障。目前，我國充電樁數(shù)量明顯不足，且分 布不合理，我國應(yīng)加大充電設(shè)施的建設(shè)，同時發(fā)揮社會力量結(jié)合地區(qū)情況合理有效 的對充電樁進(jìn)行分布。2. 3氫燃料電池的應(yīng)用研究2. 3. 1氫燃料電池的定義氫燃料電池是一種新型的“綠色”燃料電池，其原理是通過化學(xué)反應(yīng)電解水， 將分離的氫與氧分別供

18、給到電池的陰極與陽極，制造成能量儲存在電池里。氫燃料 電池最早適用于航天領(lǐng)域，但隨著人們對汽車的過分依賴，對能源消耗過大，造成 環(huán)境污染的日益加重，為此人們便想到用用氫燃料電池來代替?zhèn)鹘y(tǒng)發(fā)動機(jī)與內(nèi)燃機(jī) 作為燃料。由于氫燃料電池是從電解水中得到能量，而地球上水資源豐富，并且其 作為燃料產(chǎn)生的尾氣也十分環(huán)保，因此氫燃料電池深受專家們的看重。2. 3.2燃料電池的發(fā)展現(xiàn)狀據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，壓縮氫氣是目前最受大家關(guān)注的新型燃料了，不僅因?yàn)樗?jié)能減 排效果出眾，還因?yàn)樵诩夹g(shù)上壓縮氫氣更為簡單，適于在當(dāng)前全球汽車環(huán)境下研究 發(fā)展。目前美國等發(fā)達(dá)國家都將燃料電池的開發(fā)作為重點(diǎn)研究項(xiàng)目，美國能源部大力 推進(jìn)燃料電池

19、技術(shù)，將制造成本由原來的50%下降到30%。英國政府將從2015年起 實(shí)現(xiàn)氫燃料電池汽車本土化生產(chǎn)，計(jì)劃在2030年之前使英國氫燃料電池車保有量達(dá) 到160萬輛。豐田也在2015年東京車展上展示了燃料電池的概念車型，在年底實(shí) 現(xiàn)了 400輛的銷量。2. 3.3氫燃料電池的優(yōu)點(diǎn)氫燃料電池的優(yōu)點(diǎn)是很難想象,就像汽車的電源有三個明顯的優(yōu)勢。第一氫燃料 電池是通過電解水把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的形式，除了消耗氧與空氣外無需其他的能 源消耗，而不是像傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)一樣采用燃燒汽或油的方式產(chǎn)生能量，并且它釋放的 尾氣無污染，不會產(chǎn)生Cox和Sox這樣的污染物，節(jié)能性能毋庸置疑，是一種十分 清潔的“綠色”能源，能真正

20、實(shí)現(xiàn)我們所追求的“零排放”目標(biāo)。第二在汽車運(yùn)行 -#-中氫燃料電池不會產(chǎn)生很大的噪音，其運(yùn)作的聲音只有55db左右，跟人說話時的聲 音差不多，不會像內(nèi)燃機(jī)那樣劇烈燃燒發(fā)出的轟鳴聲，尤其是在室內(nèi)停車場或廠間 這樣的室內(nèi)環(huán)境下，燃料電池噪音小的優(yōu)勢會特別明顯，隨著人們向著“綠色”社 會的發(fā)展，它將在人們生活中起著不可或缺的作用。第三個氫燃料電池具有很高的 能量轉(zhuǎn)換效率,它可以直接通過化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的存儲，中間不需要其 他形式能量的轉(zhuǎn)換，不需要想內(nèi)燃機(jī)一樣轉(zhuǎn)化為熱能還擔(dān)心其熱量過高，然后通過 發(fā)電機(jī)在將熱能轉(zhuǎn)化為電能，這樣不僅提高了發(fā)電效率，還消除了中間其他能量轉(zhuǎn) 換的消耗。目前，純電動

21、汽車由于技術(shù)研究不成熟，在經(jīng)濟(jì)性與性能方面仍沒有達(dá)到滿足 人們所需求的產(chǎn)品，尚還處在發(fā)展階段。但氫燃料發(fā)動機(jī)在現(xiàn)如今來說則較為容易 實(shí)現(xiàn)，在發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)上，我們已經(jīng)有了一套的生產(chǎn)鏈和一些發(fā)動機(jī)的配套設(shè)施， 可以說我們在發(fā)動機(jī)技術(shù)發(fā)展上了擁有很多的成果與經(jīng)驗(yàn)，而我們只需把內(nèi)燃機(jī)的 結(jié)構(gòu)改變一下，將其改為燃用氫氣就可以了環(huán)境保護(hù)的同時，氫發(fā)動機(jī)的影響是客觀 的,所以是最廣泛用于汽車發(fā)動機(jī),氫的應(yīng)用解決方案。2. 3.4氫燃料電池的缺點(diǎn)高昂的成本是氫燃料電池目前發(fā)展的最大限制。在航天領(lǐng)域，氫燃料電池注重 的是技術(shù)的研究，在使用上往往只需對少有的航天飛船使用，而將氫燃料電池用于 汽車領(lǐng)域則不同，在電解

22、水反應(yīng)所用的交換膜、催化劑與石墨雙極板等材料都需要 昂貴的材料與較高的加工成本，而全球汽車車輛乂如此之多，將這普遍的用于汽車 中肯定是不現(xiàn)實(shí)的，成本需求太高，影響商業(yè)化進(jìn)程。其次，在氫燃料電池的關(guān)鍵 技術(shù)上我國較為缺失，很多重要的零件都不能自主研發(fā)，需要從國外采購回來。3總結(jié)迄今世界汽車保有量已然達(dá)到了 io億輛并且依舊有增長趨勢，為了社會的可持 續(xù)發(fā)展上，未來必然不會允許汽車如此大的能源消耗與環(huán)境的嚴(yán)重污染，傳統(tǒng)汽車 在節(jié)能減排上已無法進(jìn)一步改進(jìn)了，研究新能源將是未來汽車工業(yè)發(fā)展的唯一途徑。 本文以混合動力，純電動，燃料電池三個方面探究了國內(nèi)外新能源汽車技術(shù)的發(fā)展, 將研發(fā)的技術(shù)與生產(chǎn)產(chǎn)能呈現(xiàn)出來以便更清晰的了解目前發(fā)展?fàn)顩r以及存在的問 題。今后我國將繼續(xù)加大對新能源汽車的研發(fā)支持力度，不斷擴(kuò)大示范運(yùn)行規(guī)模， 帶動新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并計(jì)劃用6年至8年實(shí)現(xiàn)節(jié)能與新能源汽車的產(chǎn)業(yè)化，