digxeri現(xiàn)代_汽車發(fā)展趨勢調(diào)研

1、| You have to believe, there is a way. The ancients said:" the kingdom of heaven is trying to enter". Only when the reluctant step by step to go to it 's time, must be managed to get one step down, only have struggled to achieve it. - Guo Ge Tech現(xiàn)代汽車發(fā)展趨勢調(diào)研報告機械與材料工程學(xué)院B0942班 26號 袁敏摘要:二十一

2、世紀(jì)以來,世界汽車持有量逐年增加,迅速增長的石油消費和日益嚴(yán)峻的環(huán)保壓力,迫使汽車生產(chǎn)業(yè)必須走節(jié)能環(huán)保的發(fā)展道路,本文提出了新型環(huán)保汽車的發(fā)展趨勢,即對現(xiàn)有車輛進行技術(shù)改進,提高其環(huán)保水平,鼓勵混合動力汽車和先進技術(shù)汽車的使用,加大電動汽車,燃料電池汽車等綠色環(huán)保汽車的研究力度。 目前,新一代的節(jié)能環(huán)保汽車正在全球范圍內(nèi)掀起一場汽車技術(shù)革命。從各種節(jié)能環(huán)保汽車的發(fā)展順序來看,純電動車、混合動力汽車技術(shù)將逐漸成熟,市場規(guī)模的擴大以及國產(chǎn)化程度的提高會降低混合動力汽車的價格。中國城市交通擁堵,混合動力汽車的節(jié)油性更為明顯,因此混合動力汽車、特別是混合動力轎車和混合動力客車在未來的市場中占有一席之地

3、。從長遠來看,燃料電池汽車將是最終的解決方案,但目前燃料電池價格過于昂貴、技術(shù)尚未完全成熟、配套設(shè)施缺乏,燃料電池汽車在中國的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用應(yīng)該在2020年以后。 一、 純電動汽車(BEV) 純電動汽車是指采用蓄電池作為能量存儲單元,用電機驅(qū)動的車輛。純電動汽車沒有HC、NOx和CO等有害氣體排放,被喻為真正的“綠色環(huán)保汽車”。 就目前電池的技術(shù)水平而言,小型四輪純電動汽車商業(yè)化生產(chǎn)條件已經(jīng)具備。它可作為短距離代步交通工具或出租車使用,尤其是配合社會主義新農(nóng)村建設(shè);大型純電動車輛主要應(yīng)用于特殊場合,如機場擺渡車、市區(qū)定線公交車以及其它特殊用途;超級電容純電動大客車具備很高的推廣價值;假使純電動

4、轎車投入使用,每次充電續(xù)駛里程不應(yīng)低于200km,最高時速可達到120km/h。BEV還依賴于電池技術(shù)的進步,目前尚不具備大批量商業(yè)化生產(chǎn)的條件。 純電動汽車的核心技術(shù)是電機電控技術(shù)、電池組能量等管理技術(shù)。通過近年來的努力,我國目前已經(jīng)實現(xiàn)了純電動汽車的小批量生產(chǎn),開發(fā)的純電動轎車和純電動客車均已通過了國家汽車產(chǎn)品型式認(rèn)證,純電動轎車的動力性、經(jīng)濟性、續(xù)駛里程、噪聲等指標(biāo),已超過國外大型汽車生產(chǎn)企業(yè)研制的純電動鏟車和箱式貨車,初步形成了關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)能力,純電動汽車在特定區(qū)域的商業(yè)化運作正廣泛開展。 二、混合動力汽車(HEV) 混合動力汽車是指由兩種或兩種以上的儲能器,能源或轉(zhuǎn)換器作驅(qū)動能源(

5、其中至少有一種提供電能)的汽車。目前我們通常提到的混合動力汽車HEV是由輔助動力單元配合電動機驅(qū)動的電動汽車。輔助動力單元一般是小型發(fā)動機或動力發(fā)電機組。混合動力裝置既能發(fā)揮發(fā)動機持久工作、動力性能好的優(yōu)點,又可以發(fā)揮電動機無污染、低噪聲的優(yōu)點,二者取長補短,汽車的熱效率可提高10%以上;同時廢氣排放可降低30%以上。 與純電動汽車對比,HEV電池容量小、整車重量輕,汽車的續(xù)駛里程和動力性可達到內(nèi)燃機水平,保證駕車方便性和乘坐舒適性。與內(nèi)燃機汽車相比,HEV可使發(fā)動機在最佳工況區(qū)尋急定運行,從而降低排污和油耗;在商業(yè)區(qū)、居民區(qū)等人口密集地,HEV可用純電動方式驅(qū)動車輛,實現(xiàn)零排放;通過電機回收

6、汽車減速和制動時的能量,可進一步降低能耗和排放。與目前的普通汽車相比,混合動力汽車節(jié)油效率可以達到25%一40%,尾氣排放比先進柴油車更為清潔。但是,混合動力汽車價格目前較高,在當(dāng)前技術(shù)條件下,其成、本比同類汽車高30%左右?；旌蟿恿ζ嚹壳疤幱谏虡I(yè)化初始階段,2005年混合動力汽車在美國銷售20.5萬輛,占美國汽車總銷量的1.2%。 混合動力按照驅(qū)動系統(tǒng)能量流和功率流的配置結(jié)構(gòu)關(guān)系,可分為串聯(lián)式SHEV,并聯(lián)PHEV和串并聯(lián)式PSHEV和CHEV復(fù)雜的混合動力四種。三、液壓混合動力汽車(HHV) 眾所周知,液壓元件和系統(tǒng)具有很高的功率密度,比較液壓蓄能器、飛輪和蓄電池這三種儲能元件的功率密度

7、,液壓蓄能器為1000W/kg、飛輪為700W/kg、鎳氫蓄電池170W/kg。液壓蓄能器的功率密度在三者中最大,其充放能量速度要比蓄電池快得多。 液壓混合動力汽車HHV,是利用液壓蓄能器大功率密度和快速充放能量的特點,在大中型運輸車輛或是城市公交車輛上,配置帶液壓能量再生裝置,與發(fā)動機動力傳動系相混合組成的多能源動力驅(qū)動車輛。液壓混合動力車輛可以充分地利用剎車能量的71%進行再啟動和加速,在頻繁剎車和啟動的路況,將明顯地改善車輛啟動時黑煙的排放、降低油耗、提高車輛加速和減速特性,延長剎車裝置的壽命。同時還可減少車輛總能量的需求,與混合動力電動車相比于液壓混合動力車輛不僅可以實現(xiàn)在短時間內(nèi)的大

8、功率剎車能量回收和釋放,達到40%的節(jié)油標(biāo),而且在成本價格、技術(shù)成熟、工作可靠及便于維護等方面均占有較大的優(yōu)勢。近幾年來,液壓混合動力車輛重新引起人們的注意。 按照動力驅(qū)動方式分類,液壓混合動力車輛摹本上有三種動力傳動方式,即串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)。目前,串聯(lián)式液壓混合動力汽車正處于實驗室研究階段。而并聯(lián)式液壓混合動力汽車技術(shù)成熟、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉,可以說液壓混合動力車首先是從并聯(lián)車型開始發(fā)展起來的。 并聯(lián)式液壓混合動力車與傳統(tǒng)車不同的工作過程,表現(xiàn)在剎車減速和啟動加速兩個方面。車輛啟動(含冷啟動)和加速時,先輕踏油門踏板、油門踏板角度處在僅使用液壓能量再生系統(tǒng)的區(qū)域。 在液壓混合動力汽車領(lǐng)域

9、,我國已有數(shù)家單位的樣車通過了產(chǎn)品性能測試和試驗,效果明顯。其技術(shù)在許多方面比混合動力電動車更為成熟可靠,在一些電動車關(guān)鍵技術(shù)尚不能解決的今天,液壓混合動力車有很好的應(yīng)用前景。尤其是對于城市公交車,無論是并聯(lián)還是串聯(lián),液壓混合動力車都將會充分發(fā)揮出其技術(shù)優(yōu)勢。 四、燃料電池汽車(FCEV) 燃料電池汽車PCEV,是近年來發(fā)展起來的一種以清潔燃料為燃料、無C02和有害氣體排放的新型環(huán)保汽車。因此,從能源的利用和環(huán)境保護方面來說,燃料電池汽車是一種理想的無污染汽車。近年來,燃料電池汽車的迅猛發(fā)展和商業(yè)化的推進席卷了整個世界,其高效節(jié)能、零排放或接近零排放的良好環(huán)境性能,使之成為當(dāng)今世界能源和交通領(lǐng)

10、域開發(fā)的熱點。隨著國際各大汽車生產(chǎn)商和石油巨頭的積極參與,從資金到技術(shù)的大力投入,燃料電池汽車已經(jīng)進入商業(yè)化階段。燃料電池汽車將引發(fā)汽車工業(yè)的革命,最終取代傳統(tǒng)內(nèi)燃機車成為主流。 我國的燃料電池研究始于1958年,經(jīng)過多年的積累與發(fā)展;已初步形成了一支學(xué)科專業(yè)較為齊全的研究與開發(fā)隊伍,研究條件明顯改善。尤其在PEMFC方面;總體水平與先進國家的差距正在縮小。 五、電動汽車在國際汽車工業(yè)上的競爭近10年來，出于節(jié)約石油和環(huán)境保護的需要，在發(fā)達國家，政府和企業(yè)聯(lián)合制定各種計劃，投入巨額研發(fā)資金，大力發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)，電動汽車成為國際汽車工業(yè)競爭的焦點。歐共體的“明日汽車”行動計劃，美國的“新一代汽

11、車伙伴計劃”(PNGN)，都旨在搶占電動汽車產(chǎn)業(yè)的制高點。代表著當(dāng)代先進水平的福特汽車公司的Think牌，通用汽車公司的Impact牌，豐田汽車公司的E-COM牌電動轎車正是這種競爭的結(jié)晶。目前，純電動汽車正向小型化和專用化方向發(fā)展，燃料電池電動汽車成為跨國汽車集團聯(lián)合攻關(guān)，相互競爭的焦點，通用、豐田汽車公司和加拿大BALLARD公司組成燃料電池開發(fā)聯(lián)合體，在2004年批量生產(chǎn)銷售燃料電池，燃料電池電動汽車將在今后的510年內(nèi)產(chǎn)業(yè)化?；旌蟿恿﹄妱悠嚰夹g(shù)日臻完善，產(chǎn)業(yè)化進展迅速。福特公司的P2000牌，本田公司的Insigh牌混合動力電動轎車已開始批量生產(chǎn)銷售。豐田公司的Prius牌混合動力汽

12、車已生產(chǎn)銷售近10萬輛，并在2005年將該公司所有車型均采用混合動力技術(shù)方案。在今后10年之內(nèi)，混合動力電動汽車將成為汽車市場上的主流產(chǎn)品之一。我國也在電動汽車研發(fā)方面投入了大量資金，中科院大連化研所研制的燃料電池已在東風(fēng)汽車上試裝，武漢理工大學(xué)材料復(fù)合新技術(shù)國家重點實驗室已研制成功燃料電池關(guān)鍵技術(shù)質(zhì)子交換膜技術(shù)，今年可研制出15kW的燃料電池，汽車工程學(xué)院研制成功三代實驗電動轎車，清華大學(xué)研制成功實驗電動客車，我國在電動汽車研發(fā)方面呈現(xiàn)出明顯的跟進戰(zhàn)略特點，和發(fā)達國家的科技水平差距不是很大，這對我國汽車工業(yè)跟上世界電動汽車產(chǎn)業(yè)化的步伐是很有利的。六、我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略方位電動汽車產(chǎn)業(yè)在

13、今后30年以至更長的時期內(nèi)，在中國社會經(jīng)濟發(fā)展的格局中處于什么樣的地位，在國民經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃中應(yīng)采取怎樣的對策，這應(yīng)該根據(jù)我國經(jīng)濟發(fā)展需求，能源政策和環(huán)境保護政策來確定。從世界范圍看，電動汽車產(chǎn)品正處于產(chǎn)品開發(fā)期和市場導(dǎo)入期。根據(jù)經(jīng)濟學(xué)產(chǎn)品的生命周期理論，在這一階段，進入壁壘最小，成功性的可能性最大，進行科技創(chuàng)新可以少走彎路，實現(xiàn)后發(fā)優(yōu)勢，集中力量，在技術(shù)上取得突破，開發(fā)出具有知識產(chǎn)權(quán)的電動汽車產(chǎn)品，這是振興我國汽車工業(yè)的歷史性機遇，我們必須抓住。我國汽車工業(yè)的科技創(chuàng)新嚴(yán)重不足，到現(xiàn)在還沒有擁有真正意義上的具有知識產(chǎn)權(quán)的品牌轎車，產(chǎn)品開發(fā)的方式主要是引進、開發(fā)、滯后、再引進、再開發(fā)，導(dǎo)致我國汽車產(chǎn)品落后發(fā)達國家24代，競爭力低下。在今后10年，我國電動汽車產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略重點應(yīng)是科技創(chuàng)新，以科技創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。電動汽車產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新的重點是：燃料電池關(guān)鍵技術(shù)、電動汽車（含混合動力汽車）技術(shù)、電動汽車可靠性試驗技術(shù)、節(jié)能型安全部件。還有兩類技術(shù)也必須作為重點開發(fā)：一是電動汽車柔性生產(chǎn)裝配技術(shù)，它可以用現(xiàn)有汽車生產(chǎn)裝配技術(shù)和設(shè)備裝配電動汽車。二是電動汽車智能技術(shù)、數(shù)字技術(shù)，它可以使電動汽車適應(yīng)智能運輸系統(tǒng)。七、分析小結(jié) 持續(xù)增長的汽車消費、穩(wěn)步增長的石油消費和日益嚴(yán)峻的環(huán)保壓力;