Ycebin現(xiàn)代汽車發(fā)展趨勢調研

1、生命是永恒不斷的創(chuàng)造，因為在它內部蘊含著過剩的精力，它不斷流溢，越出時間和空間的界限，它不停地追求，以形形色色的自我表現(xiàn)的形式表現(xiàn)出來。泰戈爾現(xiàn)代汽車發(fā)展趨勢調研報告機械與材料工程學院B0942班 26號 袁敏摘要:二十一世紀以來,世界汽車持有量逐年增加,迅速增長的石油消費和日益嚴峻的環(huán)保壓力,迫使汽車生產業(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)有車輛進行技術改進,提高其環(huán)保水平,鼓勵混合動力汽車和先進技術汽車的使用,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掀起一場汽車技術革命。從各種節(jié)能環(huán)保汽車的發(fā)展順序來看,

2、純電動車、混合動力汽車技術將逐漸成熟,市場規(guī)模的擴大以及國產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。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、技術尚未完全成熟、配套設施缺乏,燃料電池汽車在中國的大規(guī)模商業(yè)應用應該在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”。 就目前電池的技術水平而言,小型四輪純電動汽車商

3、業(yè)化生產條件已經具備。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村建設;大型純電動車輛主要應用于特殊場合,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;假使純電動轎車投入使用,每次充電續(xù)駛里程不應低于200km,最高時速可達到120km/h。BEV還依賴于電池技術的進步,目前尚不具備大批量商業(yè)化生產的條件。 純電動汽車的核心技術是電機電控技術、電池組能量等管理技術。通過近年來的努力,我國目前已經實現(xiàn)了純電動汽車的小批量生產,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品型式認證,純電動轎車的動力性、經濟性、續(xù)駛里程、噪聲等指標,已

4、超過國外大型汽車生產企業(yè)研制的純電動鏟車和箱式貨車,初步形成了關鍵技術的研發(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,能源或轉換器作驅動能源(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)

5、駛里程和動力性可達到內燃機水平,保證駕車方便性和乘坐舒適性。與內燃機汽車相比,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可用純電動方式驅動車輛,實現(xiàn)零排放;通過電機回收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,在當前技術條件下,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%。 混合動力按照驅動系統(tǒng)能量流和功率流的配置

6、結構關系,可分為串聯(lián)式SHEV,并聯(lián)PHEV和串并聯(lián)式PSHEV和CHEV復雜的混合動力四種。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,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

7、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)在短時間內的大功率剎車能量回收和釋放,達到40%的節(jié)油標,而且在成本價格、技術成熟、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成熟、結構簡單、制造成本低廉,可以說液壓混合動力車首先是

8、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域,我國已有數(shù)家單位的樣車通過了產品性能測試和試驗,效果明顯。其技術在許多方面比混合動力電動車更為成熟可靠,在一些電動車關鍵技術尚不能解決的今天,液壓混合動力車有很好的應用前景。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

9、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,使之成為當今世界能源和交通領域開發(fā)的熱點。隨著國際各大汽車生產商和石油巨頭的積極參與,從資金到技術的大力投入,燃料電池汽車已經進入商業(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)內燃機車成為主流。 我國的燃料電池研究始于1958年,經過多年的積累與發(fā)展;已初步形成了一支學科專業(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

10、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“新一代汽車伙伴計劃”(PNGN)，都旨在搶占電動汽車產業(yè)的制高點。代表著當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，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

11、產銷售燃料電池，燃料電池電動汽車將在今后的510年內產業(yè)化。混合動力電動汽車技術日臻完善，產業(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銷售。豐田公司的Prius牌混合動力汽車已生產銷售近10萬輛，并在2005年將該公司所有車型均采用混合動力技術方案。在今后10年之內，混合動力電動汽車將成為汽車市場上的主流產品之一。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汽車上試裝，武漢理工大學材料復合新技術國家重點實驗室已研制成功燃料電池關鍵技術質子交換膜技術，今年可研制出15kW的燃料電池，汽車工程學院研制成功三代實驗電

12、動轎車，清華大學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業(yè)化的步伐是很有利的。六、我國電動汽車產業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略方位電動汽車產業(yè)在今后30年以至更長的時期內，在中國社會經濟發(fā)展的格局中處于什么樣的地位，在國民經濟發(fā)展規(guī)劃中應采取怎樣的對策，這應該根據(jù)我國經濟發(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，電動汽車產品正處于產品開發(fā)期和市場導入期。根據(jù)經濟學產品的生命周期理論，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，在技術上取得突破，開發(fā)出具有

13、知識產權的電動汽車產品，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)新嚴重不足，到現(xiàn)在還沒有擁有真正意義上的具有知識產權的品牌轎車，產品開發(fā)的方式主要是引進、開發(fā)、滯后、再引進、再開發(fā)，導致我國汽車產品落后發(fā)達國家24代，競爭力低下。在今后10年，我國電動汽車產業(yè)的戰(zhàn)略重點應是科技創(chuàng)新，以科技創(chuàng)新推動產業(yè)創(chuàng)新。電動汽車產業(yè)科技創(chuàng)新的重點是：燃料電池關鍵技術、電動汽車（含混合動力汽車）技術、電動汽車可靠性試驗技術、節(jié)能型安全部件。還有兩類技術也必須作為重點開發(fā)：一是電動汽車柔性生產裝配技術，它可以用現(xiàn)有汽車生產裝配技術和設備裝配電動汽車。二是電動汽車智能技術、數(shù)字技術，它可以使電動汽車適應智能運輸系統(tǒng)。七、分析小結 持續(xù)增長的汽車消費、穩(wěn)步增長的石油消費和日益嚴峻的環(huán)保壓力;迫使未來汽車向節(jié)能化