贾燕红，王浩，张锐，王艺颖，房宏威

（长安大学，陕西 西安 710064）

新能源汽车的发展现状与前景的研究

贾燕红，王浩，张锐，王艺颖，房宏威

（长安大学，陕西 西安 710064）

发展节能与新能源汽车是减少汽车燃料消耗量，缓解燃油供求矛盾，促进汽车产业技术进步和优化升级的重要举措。新能源汽车的发展是大势所趋，而液化天然气（LNG）汽车、混合动力汽车（HEV）和纯电动汽车（PEV）必将是新能源汽车里最耀眼的三颗明星。本文主要介绍了这三种新能源汽车的发展现状并对其发展前景进行了研究。

新能源；液化天然气汽车；混合动力汽车；纯电动汽车

CLC NO.:U469.7Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)03-11-03

前言

随着世界汽车保有量的增多， 对石油的消耗量也越来越大。为了降低汽车尾气排放，各国政府出台了很多政策， 加大了对新能源汽车的鼓励和支持力度。在节能环保的时代主题下，国家出台了对节能汽车和新能源汽车的支持与鼓励政策，因此节能汽车和新能源汽车将获得更大的发展。

1、液化天然气（LNG）汽车

1.1 概述

LNG汽车是液化天然气汽车的简称。LNG汽车是以低温液态天然气为燃料的新一代天然气汽车，其突出优点是LNG能量密度大(约为CNG的3倍)，汽车续驶里程长，可达400km以上，相对汽车使用柴油、汽油具有显著的经济效益。

1.2 液化天然气汽车行业情况

世界各国大力推广LNG汽车和加气站，其中美

国在LNG车用技术上处于领先位置。LNG汽车不但适用于城市公交车，也适用于出租车和大型货运车辆，尤其是长途运输车辆。

LNG汽车和加气站技术的关键在于LNG的储存和运输，因为-162℃的温度对LNG设备有一些特殊要求，因此其技术难度较CNG和LPG都大。但从一些发达国家的应用来看，LNG汽车和加气站技术是完全成熟的。日前，国内LNG加气站的主要设备如低温常压储罐和空温式气化器等，国内生产厂家已掌握了有关核心技术，可大批量生产。

1.3 液化天然气汽车的优缺点

液化天然气汽车的优点是1、安全性：储供系统气压力大大低于CNG，具有更高的安全性能；2、动力性：发动机怠速稳定，具有良好的起步、加速和爬坡性能，与原柴油机相当；3、经济性：100%替代了柴油，经济效益明显；4、环保性：发动机噪音低，尾气排放可达到欧Ⅲ环保标准以上；5、气瓶自重轻，在同等装载能力下，重量只有CNG气瓶的1/4。

液化天然气汽车的缺点是1.LNG汽车安全性相对低；2. 我国目前天然气发动机的研究主要以汽、柴油机为原机进行改造，改造后效果不尽理想；3. LNG 的加注方式和LNG 加气站的设备技术也需完善；4. LNG 在气化时产生大量的冷能（860～883kJ/kg）；5. LNG 需要在低温下（-162℃）储存，气化后进入发动机燃烧（发动机与CNG 发动机一样）；6.滚腾现象会严重损害车体；7.目前关于LNG行业相关的法律法规还很缺少，需要完善；8.我国在LNG 的生产方面发展比较晚，但这几年石油天然气部门正在给予规划。

2、混合动力汽车（HEV）

2.1 概述

广义上说，混合动力汽车是指拥有至少两种动力源，使用其中一种或多种动力源提供部分或者全部动力的车辆。但是，在目前实际生活中，混合动力汽车多半采用传统的内燃机和电动机作为动力源，通过混合使用热能和电力两套系统开动汽车。使用的内燃机既有柴油机又有汽油机，因此可以使用传统汽油或者柴油，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。使用的电动力系统中包括高效强化的电动机、发电机和蓄电池。

2.2 混合动力汽车行业情况

目前市场上的多家汽车厂商都在进行混合动力汽车的研发与生产，中国混合动力汽车的知名企业主要有比亚迪汽车有限公司、上海汽车集团股份有限公司、中国第一汽车集团公司、重庆长安汽车股份有限公司、东风电动车辆股份有限公司、郑州宇通客车股份有限公司、北汽福田汽车股份有限公司等。但相对来说生产规模都不大，竞争并不激烈。

我国混合动力汽车主要集中在华东地区、华北地区和华中地区，以2012年我国混合动力汽车区域结构上三个地区的混合动力汽车占到了全国的65.1%，特别是华东地区的混合动力汽车占到全国的27.3%，其中安徽、浙江、福建省政府纷纷出台对混合动力汽车的补贴政策，促进了华东地区混合动力汽车的发展。华中和华南地区混合动力汽车别占到了22.9%和14.9%，西部地区由于经济发展比较落后，因此混合动力汽车行业在此发展比较缓慢，但是随着国家对西部地区的重视，不断出台相关政策加快西部地区的经济发展，未来混合动力汽车在西部地区也将有很好的发展空间。

2.3 混合动力汽车的优势

混合动力是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力，而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。

混合动力汽车的优势在于：1、采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。需要大功率内燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功率可发电给电池充电，由于内燃机可持续工作，电池又可以不断得到充电，故其行程和普通汽车一样。2、因为有了电池，可以十分方便地回收制动时、下坡时、怠速时的能量。3、在繁华市区，可关停内燃机，由电池单独驱动，实现“零”排放。4、有了内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。5、可以利用现有的加油站加油，不必再投资。6、可让电池保持

在良好的工作状态，不发生过充、过放，延长其使用寿命，降低成本。

3、纯电动汽车（PEV）

3.1 概述

纯电动汽车是指以车载电源为动力，用电 机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。一般采用高效率充电电池，或燃料电池为动力源。电动汽车无需再用内燃机，因此，电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机，蓄电池相当于原来的油箱，由于电能是二次能源，可以来源于风能、水能、热能、太阳能等多种方式。

3.2 纯电动汽车的行业情况

目前纯电动轿车和纯电动客车均已通过国家质检中心的型式认证试验，各项指标均满足有关国家标准和企业标准的规定。天津清源电动车辆有限公司、深圳雷天公司等单位研发的纯电动轿车，其整车的动力性、经济性、续驶里程、噪声等指标已达到甚至超过国外同级别车型，初步形成了关键技术的研发能力。现在，进行纯电动汽车示范运行的城市有若干个，但是规模都比较小。

3.2 纯电动汽车的优缺点

纯电动汽车是完全由二次电池(如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池等) 提供动力的汽车。

PEV的的优点是（1）零排放。纯电动汽车使用电能，在行驶中无废气排出，不污染环境。（2）能源利用率高。有研究表明，同样的原油经过粗炼，送至电厂发电，经充入电池，再由电池驱动汽车，其能量利用效率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车的要高。（3）结构简单。因使用单一的电能源，省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统，相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统，其结构大为简化。（4）噪声小。在行驶过程中振动及噪声小，车厢内外十分安静。（5）原料广。使用的电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力等，解除了人们对石油资源日见枯竭的担心。（6）移峰填谷。对于发电企业和电力公司来说，电动汽车的电池可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，可以平抑电网的峰谷差，使发电设备日夜都能充分利用，从而大大提高经济效益。

PEV的缺点是（1）续驶里程短。每次充电所能行驶的里程短，装载与汽油质量相同的铅酸蓄电池的纯电动汽车，其续驶里程仅为燃油汽车的1/70。（2）成本高。蓄电池及电机控制器价格昂贵是成本高的主要原因。（3）充电时间长。一次充电完成需要6～10h，虽然有快速充电设备，采用大电流充电，一般也需要10～20 分钟，可充到电量的70%左右，但快速充电有损电池的使用寿命。（4）维护费用较高。纯电动汽车的维修保养成本较高，而且目前没有授权服务站。5）蓄电池寿命短。目前电池技术有待革新，动力蓄电池的寿命短，几年就得更换。

4、总结

从解决能源危机与环保需求问题为出发点，以LNG汽车、PEV、HEV为代表的新能源汽车的发展受到全球广泛关注。世界各国大力推广LNG汽车和加气站，其中美国在LNG车用技术上处于领先位置。LNG汽车不但适用于城市公交车，也适用于出租车和大型货运车辆，尤其是长途运输车辆。而财政部在2010年6月1日出台了针对试点城市个人购买新能源汽车的通知，明确表示除插电式电动汽车以外的混合动力汽车不在本次补贴范围之内，因此混动汽车仅可能在小排量、节能汽车的范畴下享受3000元/辆的补贴。市场中普遍认为国家新能源汽车发展的大旗挥向了纯电动汽车，混动技术不被重视。

纯电动汽车具有低噪声、无污染、能量来源多样化、能量效率高的特点，是解决城市化汽车突出问题的重要途径。发展纯电动汽车将对调整我国产业结构、提高重点领域的创新能力和市场竞争能力，促进经济社会协调发展产生深远影响。

[1] 广濑久士，丹下昭二．电动车及混合动力车的现状与展望[J]．汽车工程，2003，25(2)：204-209，115．

[2] Burke A F．Batteries and ultracapacitors for electric，hybrid，and fuel cell vehicles[J]．Proceedings of the IEEE，2007，95(4)：806-820．

[3] 中国汽车技术研究中心，北京国能赢创能源信息技术有限公司.$节能与新能源汽车年鉴[M].$北京：中国经济出版社，2011：174-235.

New energy vehicles development status and prospects

Jia Yanhong, Wang Hao, Zhang rui, Wang Yiying, Fang Hongwei
(Chang'an University, Shaanxi Xi'an 710064)

Developing energy-saving and new energy vehicles is an important initiatives that can reduce vehicle fuel consumption, ease fuel supply and demand, promoting technological progress and upgrading of the automobile industry. The development of new energy vehicles is the trend of The Times, and liquefied natural gas (LNG) car, hybrid electric vehicle (HEV) and pure electric vehicle (PEV) will be the three most dazzling star in the new energy vehicles. This article mainly introduced the development status of the three kinds of new energy vehicles and studied the prospect of the development.

new energy; liquefied natural gas; hybrid electric vehicle; pure electric vehicle

U469.7

A

1671-7988(2014)03-11-03

贾燕红，长安大学汽车学院硕士研究生，载运工具运用工程专业。