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新闻来源:公众IT 整理       发布时间:2022/7/6 15:23:56       共计:134 浏览

随着科技的发展,以及世界对于减排减碳的共识,新能源汽车以迅猛的速度发展,无论是国外的特斯拉、国内的新能源汽车势力,还是国内传统汽车制造企业,都大力发展新能源汽车。在国内大中城市,出租车和网约车,基本98%以上都是新能源车,主要也是因为其能耗更少,更加智能化,深受用户的欢迎!那么新能源车是什么?又有哪些分类?发展前景怎么样?让我们一起跟随公众IT【gzit.com】小编一起去了解下!


新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括四大类型混合动力电动汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车(FCEV)、其他新能源(如超级电容器、飞轮等高效储能器)汽车等。非常规的车用燃料指除汽油、柴油之外的燃料。


图片来源:pixabay


本文目录介绍

新能源汽车概述

新能源汽车发展历史 

新能源汽车分类

新能源汽车发展前景


新能源汽车概述

新能源汽车的定义:因国家不同其提法也不相同,在日本通常被称为“低公害汽车”,2001年以日本国土交通省、 环境省和经济产业省制定了“低公害车开发普及行动计划”。该计划所指的低公害车包括5类,即:以天然气为燃料的汽车、混合动力汽车、电动汽车、以甲醇为燃料的汽车、排污和燃效限制标准最严格的清洁汽油汽车。


在美国通常将新能源汽车称作“代用燃料汽车”。


2016年4月,为更好促进新能源汽车发展,更好区分辨识新能源汽车,实施差异化交通管理政策,公安部将启用新能源汽车专用号牌。公安部交通管理局在前期调研论证的基础上,设计了新能源汽车号牌式样,为保障公众知情权、参与权,凝聚各界智慧共识,向社会公开征求意见建议,即日起公众可为自己喜爱的号牌式样投票。


新能源汽车发展历史

在人类历史长河中,已经经历了两次交通能源动力系统变革,每一次变革都给人类的生产和生活带来了巨大变化,同时也成就了先导国或地区的经济腾飞。第一次变革发生在18世纪60年代,以蒸汽机技术诞生为主要标志,是煤和蒸汽机使人类社会生产力获得极大的提升,开创了人类的工业经济和工业文明,从而引发了欧洲工业革命,使欧洲各国成为当时的世界经济强国。


而第二变革发生在19世纪70年代,石油和内燃机替代了煤和蒸汽机,使世界经济结构由轻工业主导向重工业转变,同时也促成了美国的经济腾飞,并把人类带入了基于石油的经济体系与物质繁荣。


人类再次来到了交通能源动力系统变革的十字路口,第三次变革将是以电力和动力电池(包括燃料电池)替代石油和内燃机,将人类带入清洁能源时代,我们大胆的预测,第三次交通能源动力系统的变革将带动亚洲经济的腾飞,使亚洲取代美国成为世界经济的发动机。


在能源和环保的压力下,新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。如果新能源汽车得到快速发展,以2020年中国汽车保有量1.4亿计算,可以节约石油3229万吨,替代石油3110万吨,节约和替代石油共6339万吨,相当于将汽车用油需求削减22.7%。2020年以前节约和替代石油主要依靠发展先进柴油车、混合动力汽车等实现。到2030年,新能源汽车的发展将节约石油7306万吨、替代石油9100万吨,节约和替代石油共16406万吨,相当于将汽车石油需求削减41%。届时,生物燃料、燃料电池在汽车石油替代中将发挥重要的作用。


结合中国的能源资源状况和国际汽车技术的发展趋势,预计到2025年后,中国普通汽油车占乘用车的保有量将仅占50%左右,而先进柴油车、燃气汽车、生物燃料汽车等新能源汽车将迅猛发展。


图片来源:蔚来 官网


新能源汽车分类

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料,但采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括有:混合动力汽车(HEV)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池汽车(FCEV)、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等等。


图片来源:小鹏汽车官网


混合动力
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。按照能否外接充电又可以分为插电式混合动力汽车(PHEV)和非插电式混合动车汽车(MHEV)。
非插电式混合动车汽车优点:
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。
非插电式混合动车汽车缺点:长距离高速行驶基本不能省油。
插电式混合动车汽车优点:
1、包含以上非插电式混合动车汽车全部优点;
2、通常拥有比非插电式混合动车汽车长得多的纯电续航里程,日常通勤可以做到完全纯电行驶。(如国内某品牌插电式混合动力车型已经做到100公里纯电出航里程)
插电式混合动车汽车缺点:电量不足时驾驶感受会有所降低


纯电动
电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车,大部分车辆直接采用电机驱动,有一部分车辆把电动机装在发动机舱内,也有一部分直接以车轮作为四台电动机的转子,其难点在于电力储存技术。本身不排放污染大气的有害气体,即使按所耗电量换算为发电厂的排放,除硫和微粒外,其它污染物也显著减少,由于电厂大多建于远离人口密集的城市,对人类伤害较少,而且电厂是固定不动的,集中的排放,清除各种有害排放物较容易,也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得,如煤、核能、水力、风力、光、热等,解除人们对石油资源日见枯竭的担心。电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电,使发电设备日夜都能充分利用,大大提高其经济效益。有关研究表明,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高,因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量,正是这些优点,使电动汽车的研究和应用成为汽车工业的一个“热点”。有专家认为,对于电动车而言,最大的障碍就是基础设施建设以及价格影响了产业化的进程,与混合动力相比,电动车更需要基础设施的配套,而这不是一家企业能解决的,需要各企业联合起来与当地政府部门一起建设,才会有大规模推广的机会。
优点:技术相对简单成熟,只要有电力供应的地方都能够充电。
缺点:蓄电池单位重量储存的能量太少,还因电动车的电池较贵,又没形成经济规模,故购买价格较贵,至于使用成本,有些试用结果比汽车贵,有些结果仅为汽车的1/3,这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价格。


燃料电池
燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料,通过化学反应产生电流,依靠电机驱动的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用,而不是经过燃烧,直接变成电能或的。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物,因此燃料电池车辆是无污染汽车,燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2~3倍,因此从能源的利用和环境保护方面,燃料电池汽车是一种理想的车辆。
单个的燃料电池必须结合成燃料电池组,以便获得必需的动力,满足车辆使用的要求。
燃料电池技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制造厂,如戴姆勒-克莱斯勒、福特、丰田和通用汽车公司已经宣布,计划在2004年以前将燃料电池汽车投向市场。燃料电池轿车的样车正在进行试验,以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。在开发燃料电池汽车中仍然存在着技术性挑战,如燃料电池组的一体化,提高商业化电动汽车燃料处理器和辅助部汽车制造厂都在朝着集成部件和减少部件成本的方向努力,并已取得了显著的进步。
与传统汽车相比,燃料电池汽车具有以下优点:
1、零排放或近似零排放。
2、减少了机油泄漏带来的水污染。
3、降低了温室气体的排放。
4、提高了燃油经济性。
5、提高了发动机燃烧效率。
6、运行平稳、无噪声。


氢动力
氢动力汽车是一种真正实现零排放的交通工具,排放出的是纯净水,其具有无污染,零排放,储量丰富等优势,因此,氢动力汽车是传统汽车最理想的替代方案。与传统动力汽车相比,氢动力汽车成本至少高出20%。中国长安汽车在2007年完成了中国第一台高效零排放氢内燃机点火,并在2008年北京车展上展出了自主研发的中国首款氢动力概念跑车“氢程”。
随着“汽车社会”的逐渐形成,汽车保有量在不断地呈现上升趋势,而石油等资源却捉襟见肘,另一方面,吞下大量汽油的车辆不断排放着有害气体和污染物质。最终的解决之道当然不是限制汽车工业发展,而是开放替代石油的新能源,燃料电池车的四轮快速又安静地滚过路面,辙印出新能源的名字——氢。
几乎所有的世界汽车巨头都在研制新能源汽车。电曾经被认为是汽车的未来动力,但蓄电池漫长的充电时间和重量使得人们渐渐对它兴味索然。而2009年的电与汽油合用的混合动力车只能暂时性地缓解能源危机,只能减少但无法摆脱对石油的依赖。这个时候,氢动力燃料电池的出现,犹如再造了一艘诺亚方舟,让人们从危机中看到无限希望。
以氢气为汽车燃料这种说法刚出来时吓人一跳,但事实上是有根据的。氢具有很高的能量密度,释放的能量足以使汽车发动机运转,而且氢与氧气在燃料电池中发生化学反应只生成水,没有污染。因此,许多科学家预言,以氢为能源的燃料电池是21世纪汽车的核心技术,它对汽车工业的革命性意义,相当于微处理器对计算机业那样重要
优点:排放物是纯水,行驶时不产生任何污染物。
缺点:氢燃料电池成本过高,而且氢燃料的存储和运输的技术条件非常困难,因为氢分子非常小,极易透过储藏装置的外壳逃逸。另外最致命的问题,氢气的提取需要通过电解水或者利用天然气,如此一来同样需要消耗大量能源,除非使用核电来提取,否则无法从根本上降低二氧化碳排放。


燃气
燃气汽车是指用压缩天然气(CNG)、液化石油气(LPG)和液化天然气(LNG)作为燃料的汽车。世界上各国政府都积极寻求解决这一难题,开始纷纷调整汽车燃料结构。燃气汽车由于其排放性能好,可调正汽车燃料结构,运行成本低、技术成熟、安全可靠,所以被世界各国公认为当前最理想的替代燃料汽车。
燃气仍然是世界汽车代用燃料的主流,在我国代用燃料汽车中占到90%左右。美国的目标是,到2010年,公共汽车领域有7%的汽车使用天然气,50%的出租车和班车改为专用天然气的汽车;到2010年,德国天然气汽车数量将达到10万至40万辆,加气站将由180座增加到300座。
业内专家指出,替代燃料的作用是减轻并最终消除由于石油供应紧张带来的各种压力以及对经济发展产生的负面影响。中国仍将主要用压缩天然气、液化气、乙醇汽油作汽车的替代燃料。汽车代用燃料能否扩大应用,取决于中国替代燃料的资源、分布、可利用情况,替代燃料生产与应用技术的成熟程度以及减少对环境污染等;替代燃料的生产规模、投资、生产成本、价格决定着其与石油燃料的竞争力;汽车生产结构与设计改进必须与燃料相适应。
以燃气替代燃油将是中国乃至世界汽车发展的必然趋势。我国应尽快组织力量,制定出国家级燃气汽车政策。考虑到我国能源安全主要是石油的状况,发展包括燃气汽车在内的各种代用燃料汽车,已是刻不容缓的事,根据国情应该做到:
一是要限制燃气价格,使油、气价格之间保持合理的差价,如四川省、重庆市的油、气差价,即可保证燃气汽车适度发展;
二是鉴于加气站投资大,回收期长,政府适当给予一定补贴,在加气站售出的气价和汽车用户因用气节省的燃料费用之间,调节好利益分配;
三是对加气站的所得税,应参照技术产业开发区政策,采取免二减三的税收政策;
四是将加气站用电按照特殊工业用电对待,电价从优;另外,对加气站用地,能按重大项目和环保产业对待,特事特办,不要互相推诿、扯皮,积极采用先进的建站标准,科学确定消防安全距离,节省土地资源。


乙醇
乙醇俗称酒精,通俗些说,使用乙醇为燃料的汽车,也可叫酒精汽车。用乙醇代替石油燃料的活动历史已经很长,无论是从生产上和应用上的技术都已经很成熟,由于石油资源紧张,汽车能源多元化趋向加剧,乙醇汽车又提到议事日程。
世界上已有40多个国家,不同程度应用乙醇汽车,有的已达到较大规模的推广,乙醇汽车的地位日益提升。
在汽车上使用乙醇,可以提高燃料的辛烷值,增加氧含量,使汽车缸内燃烧更完全,可以降低尾气的害物的排放。
乙醇汽车的燃料应用方式:
一、掺烧,指乙醇和汽油掺合应用。在混合燃料中,乙醇和容积比例以“E”表示,如乙醇占10%、15%,则用E10、E15来表示,掺烧占乙醇汽车占主要地位。
二、纯烧,即单烧乙醇,可用E100%表示,应用并不多,属于试行阶段;
三、变性燃料乙醇,指乙醇脱水后,再添加变性剂而生成的乙醇,这也是属于试验应用阶步;
四、灵活燃料,指燃料既可用汽油,又可以使用乙醇或甲醇与汽油比例混合的燃料,还可以用氢气,并随时可以切换。如福特,丰田汽车均在试验灵活燃料汽车。


柴油
发展
生物柴油车
生物柴油车
柴油作为一种重要的石油连炼制产品,在各国燃料结构中占有较高的份额,以成为重要的动力燃料。随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快,未来柴油的需求量会愈来愈大,而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高,大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐,尤其是进入了20世纪90年代,生物柴油以其优越的环保性能受到了各国的重视。生物柴油
生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种,它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物,这些混合物主要是一些分子量大的有机物,几乎包括所有种类的含氧有机物,如:醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等。
主要特性
炼油企业为了向市场提供清洁油品使燃烧柴油尾气排放达到标准要求,需要采取以下三种措施:一是要有性能优异的深度加氢脱硫催化剂,以脱除难以加氢脱硫的4,6-二甲基苯并噻吩等芳香基硫化合物;二是要有抗硫的贵金属芳烃饱和催化剂,能使芳烃加氢饱和在较低压力下进行,以节省投资;三是要有提高十六烷值的工艺。而生物柴油以其优异的环保性能可很容易达到“世界燃油规范”的柴油Ⅱ、Ⅲ类标准要求。
众所周知,柴油分子是由15个左右的碳链组成的,研究发现植物油分子则一般又14~18个碳链组成,与柴油分子中碳数相近。因此生物柴油就是一种用油彩籽等可再生植物油加工制取的新型燃料。按化学成分分析,生物柴油燃料是一种高脂酸甲烷,它是通过以不饱和油酸C18为主要成分的甘油脂分解而获得的。与常规柴油相比,生物柴油下述具有无法比拟的性能。
(1)具有优良的环保特性。主要是因为生物柴油中硫含量低,使得二氧化硫和硫化物的排放低,可减少约30%(有催化剂时为70%);生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃,因而废气对人体损害低于柴油。检测表明,与普通柴油相比,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,降低94%的患癌率;由于生物柴油含氧量高,使其燃烧时排烟少,一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%);生物柴油的生物降解性高。
(2)具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。
(3)具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低,使用寿命长。
(4)具有较好的安全性能。由于闪点高,生物柴油不属于危险品。因此,在运输、储存、使用方面的有是显而易见的。
(5)具有良好的燃料性能。十六烷值高,使其燃烧性好于柴油,燃烧残留物呈微酸性使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。
(6)具有可再生性能。作为可再生能源,与石油储量不同其通过农业和生物科学家的努力,可供应量不会枯竭。
生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足欧洲Ⅱ号标准,甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲Ⅲ号排放标准。而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳,从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。
发展趋势
现代柴油机促使汽车车型柴油化的趋势加快
在欧洲,1999年新购柴油轿车比例约为30%,法国甚至达到48%。2000年,欧洲市场上柴油轿车的销售量达到440万辆,比1995年翻了一倍。2013年经济型轿车主要生产厂商如大众、雷诺、欧宝和福特的顾客中,几乎有一半需要柴油车。2013年,在欧洲轿车市场上,新型柴油轿车购买率达30%,专家预言:到2006年,欧洲每2辆新车中就有1辆是柴油车。在美国市场上,商用车(即我国所称的卡车、客车)的90%为柴油车;在日本,将近10%的轿车是柴油轿车,38%的商用车为柴油车。美国、日本及欧洲的重型汽车全部使用柴油机为动力。许多国家在税收、燃料供应等方面予以政策上的倾斜,敦促柴油发动机的普及和发展。 我国柴油汽车生产比例已由1990年的15%上升到1998年的26%。1997年我国生产的重型载货汽车和大型客车全部采用柴油发动机;65.9%中型载货汽车采用柴油发动机,53.5%中型客车采用柴油发动机;55.4%和29.4%的轻型载货汽车、轻型客车也开始采用柴油发动机。我国1994年颁布的《汽车工业产业政策》明确提出,总重量超过5 t的载客汽车载货汽车在2000年后主要采用柴油为燃料。在未来的几年,是中国汽车工业腾飞的时代。因此,我国柴油车产量的增长趋势还将继续下去,汽车柴油化是中国汽车工业的一个发展方向。
汽车车型柴油化趋势的加快主要是由于现代柴油机采用了电控发动机控制系统、高压燃油直喷式燃烧系统以及废气排放控制装置,已完全克服了传统柴油机的缺点,能够满足现行的国际排放标准,而这些装置和技术要求柴油含硫量低,有良好的安定性及润滑性,较高的十六烷值和清净性等。随着现代柴油机使用生物柴油燃料技术的成熟,2013年在世界范围内出现的这种汽车车型柴油化趋势会进一步加快。据专家预测,在2010年以前,是柴油需求年均增长3.3%,到2010年,世界柴油的需求量将从2013年的38%增加到45%。而世界范围内柴油的供应量严重不足,给生物柴油留下广阔的发展空间。


甲醇
很多年前,已经有科学家预言——世界上终有这么一天,用水就可以驱动汽车。虽然这一步还未达到,但以水中的氢气作为动力来源的科技却已经变为现实,来自日本的“丰田”汽车,就成功研制出一辆通过氢和氧化学反应而进行发电的新一代电动汽车,取名为FCEV。
FCEV,英文Fuel Eiectric Vehicle的缩写,中文名称正确应该是甲醇型燃料电池电动汽车。顾名思义,FCEV的主要燃料就是甲醇(具有毒性,为工业酒精中的杂质之一,饮入少量即可致盲)。在汽车上,仍旧保留油缸,但注入的不是汽油,则是甲醇,在引擎室内,则安装了由蒸发部、调整部及减少一氧化碳等三个部分组成的甲醇调整器,当燃料泵将甲醇(CH3OH)和水(H2O)的混合液体从油缸送至调整器时,在蒸发部加热会变为蒸汽,再在调整部经催化剂作用下,就成氢(H2)和二氧化碳(CO2)气体,此时,微量的有害一氧化碳(CO)气体会经过减少一氧化碳部被消减,最后,只剩下氢气及二氧化碳会被送到燃料电池的氢极,经过化学反应而成为电能,就这样,甲醇就可不断通过调整器而变成电能,从而驱动汽车行驶。
这种甲醇动力汽车的优点,不用说当然是达到环保目的,经反复测试显示,它的士气二氧化碳排放量只及变通汽车的二分之一以下,至于一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等有害物质的排放量虽然还未至于零的地步,但已经达到非常低的指数;再者,甲醇成本比汽油要低得多,加满一次即可连续行车四五百公里,而且最难得的是,FCEV无须将油缸改装去迁就,只要将现时的油缸改存甲醇就能够成事,简单经济,具有很大的发展潜力。


新能源汽车发展

财政部经济建设司副司长宋秋玲在2018年9月初举行的2018中国汽车产业发展国际论坛上表示,“我们认为中国新能源汽车产业发展仍然处于逆水行舟、不进则退的关键阶段”。首先,近期频发的自燃事故无疑为新能源汽车产业泼了一瓢冷水。“新能源汽车作为新兴领域,存在理论和技术上的不过关。”业内人士说,据不完全统计,上半年电动汽车至少发生过10起已被媒体报道的燃烧事故。



图片来源:理想汽车 官网


与此同时,中国电动汽车制造商已达487家,其中具备资质的寥寥无几。而业内人士认为,当前的中国电动汽车创业公司中只有10%能够在未来五年内存活下来。
据公开数据显示,2020年上半年中国新能源汽车出口3.69万辆,同比增长140.7%;出口额11.02亿美元,同比增长271.6%;纯电动汽车出口2.15万辆,增幅为136%;出口额3.63亿美元,同比激增1122.9%。

目前新能源汽车制造企业,新势力主要有:理想,小鹏,蔚来,其中小鹏汽车销售在三个新势力中销量领先。中国的传统汽车制造企业,也加速了新能源汽车的布局与发展,其中包括比亚迪,五菱,长城,广本等销量都非常好。他们具有传统汽车制造的经验,更有现成的企业生产配套加工车间,所以发展相当迅猛。据2022年上半最新的销量显示,全球新能源汽车销量榜,比亚迪力压特斯拉排名第1。据最新的报道,中国制造40%电动车销往欧洲,中国成全球最大新能源车市场。

随着汽油等传统油价的上升,新能源汽车以其洁净、节能、低碳、低公害等优势,必将成为未来汽车发展的趋势。除了国家政策的支持,传统车企也在主动的转型,肯定会给我们带来更多更好的新能源汽车。希望未来少一些碳排放,世界环境多一份美好!


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