中国跨越式发展新能源汽车的研究.doc

1、目 录中文摘要、关键词1英文摘要、关键词2引言3第1章 绪论41.1 研究背景和意义41.1.1 全球排放问题对汽车发展方向的影响41.1.2 国外新能源汽车的发展现状41.1.3 中国新能源汽车的发展现状51.2 中国发展新能源汽车的意义6第2章 中国新能源汽车发展的特点及存在的问题82.1 中国新能源汽车发展的独特技术82.2 中国新能源汽车发展的市场特点82.3 中国新能源汽车发展的三大瓶颈问题8第3章 发展新能源汽车的必然性分析与可行性分析113.1 发展新能源汽车的必然性分析113.1.1 中国新能源汽车产业的优势113.1.2 中国新能源汽车产业的劣势123.1.3 中国新能源汽车

2、产业面临的机遇123.1.4 中国新能源汽车产业面临的威胁133.2 发展新能源汽车的可行性分析技术跨越模式选择133.2.1 多种技术跨越模式结合133.2.2以自主跨越为主14第4章 发展新能源汽车的路径分析164.1 新能源汽车的技术分类164.1.1 生物燃料和代用燃料技术164.1.2 燃料电池技术174.1.3 混合动力汽车技术174.1.4 纯电动汽车技术184.2 各种新能源汽车技术分析184.2.1 生物燃料和代用燃料技术分析184.2.2 燃料电池技术分析194.2.3 混合动力技术分析194.2.4 纯电动力技术分析194.3 比亚迪电动汽车的发展道路分析204.3.1

3、比亚迪汽车的快速发展204.3.2 比亚迪双模电动汽车分析214.3.3 双模汽车的优势分析21第5章 中国发展新能源汽车的路径选择23结论25参考文献27中国跨越式发展新能源汽车的路径研究摘要：能源和环境问题颇受关注的今天，新能源汽车已成为汽车产业未来发展的主流方向，节能和环保是当今世界汽车发展的主题。目前涌现出各种新能源汽车技术，但各种技术之间目前还没有一种技术呈现为主导的形式。新能源汽车为我国汽车产业提供了一次发展机遇。本文所要研究的是在各种新能源汽车技术中，我国怎样才能实现跨越式发展及发展方向的路径选择。随着我国汽车产销的快速增长，但还是存在整车与零部件发展不成比例、相关产业落后、核心

4、技术和自主研发能力匮乏、消费条件和消费环境制约和政府过度管制这些方面的问题，同时提出了应当让市场竞争来决定企业生存的建议。其次，用实证分析了我国发展新能源汽车的必然性。并通过分析石油消耗量增加带来的问题，得出我国发展新能源汽车势在必行。同时文章分析了我国发展新能源汽车的优势、劣势、机遇和威胁。虽然我国市场巨大、劳动力资源丰富和土地原材料便宜，但我国自主研发能力薄弱，核心技术受制于人。目前面临着汽车传统技术发展进入一个瓶径，汽车产业进入新的技术范式这一机遇，消除威胁快速发展，提出多种技术跨越方式相结合，以自主跨越为主。关键词：新能源汽车 技术跨越 自主研发 技术路径 市场环境the Study

5、on the Striding Development of New EnergyVehicles in ChinaAbstract：Today, the issue of energy and the environment has arisen much attention, new energy vehicles have became the mainstream of automobile industry for the further direction, energy saving and environment protection are the theme of auto

6、mobile development today. Currently, all kinds of new energy vehicle technologies come into being; however, there is no dominant technology among them. The new energy vehicles provide a good opportunity for Chinese automobile industry. This essay mainly focus on the how can striding development carr

7、y out and the direction of development among these new technologies.As the rapidly rising of automobile production and marketing, various problems still exists, like the disproportional development of automobile and parts, backward related industry, the deficient capacity in core technology and inde

8、pendent research and development, the restriction on the environment and condition of consumption as well as the excessive regulation from the government. Therefore, it suggests that the market competition can decide the enterprise survival.Secondly, the essay analyzes the certainty of vehicle devel

9、opment based on the empirical examples, and it is imperative to develop the new energy vehicles as the rise in oil consuming, besides, the merits, demerits, opportunities and threaten of new energy vehicles development. Although the huge market, abundant labor resources and the low price raw land ma

10、terials, the Independent research and development capacity still restricts, so does the core technology. Right now, the traditional technology faces the bottleneck, while the opportunity that striding development of multi technologies under the condition of self-striding would eliminate threats and

11、promote development. Key words: new energy automobile; technology striding; Independent research and development; technical methodology; market environment.引 言在国家863计划的引导下，经过国内骨干汽车企业和产学研联合团队近8年的研发，我国节能与新能源汽车技术研发取得重大进展，基本掌握了新能源汽车关键核心技术，建立了拥有自主知识产权的新能源汽车动力系统技术平台，构建了关键零部件的配套研发体系，实现了小批量的整车生产能力和局部区域的商业化示

12、范运行。尤其是在2008年北京奥运会期间，我国成功组织实施了奥运历史上规模最大的新能源汽车运输服务，取得显著的社会效益。目前涌现出各种新能源汽车技术，但各种技术之间目前还没有一种技术呈现为主导的形式。新能源汽车为我国汽车产业提供了一次发展机遇。随着我国汽车产销的快速增长，但还是存在整车与零部件发展不成比例、相关产业落后、核心技术和自主研发能力匮乏、消费条件和消费环境制约和政府过度管制这些方面的问题，虽然我国市场巨大、劳动力资源丰富和土地原材料便宜，但我国自主研发能力薄弱，核心技术受制于人。然后，文章分析了新能源的各种技术，作成本收益、环境和社会基础设施的综合分析。得出目前通过插电式混合动力汽车

13、过渡，最后成为纯电动力新能源汽车的可行路径。纵观世界汽车发展史，汽车的每一项技术和产品变革都经历了或长或短的发展成熟期。新能源汽车是对汽车动力系统的重大变革，必须重视由技术攻关到产品产业化的过渡，并进行规模化的示范运行与考核完善，这是当前我国新能源汽车产业化面临的首要问题。第1章 绪 论在国家863计划的引导下，经过国内骨干汽车企业和产研联合团队近8年的研发，我国节能与新能源汽车技术研发取得重大进展，基本掌握了新能源汽车关键核心技术，建立了拥有自主知识产权的新能源汽车动力系统技术平台，构建了关键零部件的配套研发体系，实现了小批量的整车生产能力和局部区域的商业化示范运行。尤其是在2008年北京奥

14、运会期间，我国成功组织实施了奥运历史上规模最大的新能源汽车运输服务，取得显著的社会效益。纵观世界汽车发展史，汽车的每一项技术和产品变革都经历了或长或短的发展成熟期。新能源汽车是对汽车动力系统的重大变革，必须重视由技术攻关到产品产业化的过渡，并进行规模化的示范运行与考核完善，这是当前我国新能源汽车产业化面临的首要问题。1.1 研究背景和意义汽车产品集成了自第二次工业革命以来的大量技术，涉及冶金、石油、机械、金属加工、化工、橡胶、塑料、仪器仪表、电器、电子等各个领域。汽车产业被公认是一个具有高产业关联度的产业。一般认为，汽车工业对辅助产业与相关产业的拉动效应为1：7：11，几乎是无出其右地决定着一

15、个国家的工业化程度。1.1.1 全球排放问题对汽车发展方向的影响能源和环境问题颇受关注的今天，新能源汽车已成为汽车产业未来发展的主流方向，谈到新能源汽车发展，大家不能不分析汽车发展的动力是什么，回忆汽车的进步是跟汽车法规推动密不可分，从欧洲设立0号法规，到现在最近通过欧洲6号汽车法规，经历了2030年时间。法规逐渐在加严，分析法规的内涵发生了这么几个变化，最早排放法规主要是控制碳氢的排放，控制一氧化碳排放，从欧洲4号法规开始到欧洲6号法规，这三个排放元素限制基本上没有发生变化。现在欧洲提出来新的排放法规，就是针对二氧化碳的排放，欧洲提出来到2012年整车加起来二氧化碳排放达到130克，到202

16、0年达到105克。所以二氧化碳的排放当然还是来源于对全球温室气体效应的影响，要控制温室效应。同时对于汽车来讲，二氧化碳排放是跟汽车油耗正比的，所以现在排放法规特别控制二氧化碳排放，既是控制排放，又是节能，是两个目标通过一个对排放因素的控制来实现。这是一个新的趋势。1.1.2 国外新能源汽车的发展现状目前不仅是欧洲出台新的排放法规，美国也提出美国整车油耗控制目标，到2020年美国整车油耗要达到每家35公里水平，跟现在的水平要减少40%。从混合动力汽车市场在美国近几年的发展，如图1.1所示，大家可以看出来，从2009年美国开始大批量引用混合动力车，到2012年这五年时间混合动力汽车在美国市场销售每

17、年的平均增长率超过50%，12年达到95万辆。根据市场的预测，在美国市场到2015年混合动力汽车市场销售量会在150万250万辆之间。如果说美国到2015年的时候整个市场销售量在13001500万辆之间，混合动力汽车市场占整车销售市场比例将在1220%之间，那么这将是一个非常大的进步。图1.1 美国混合动力汽车销量图（万辆）欧洲是比较早开始控制二氧化碳排放的，采取的技术路线是先做轿车柴油化，然后再发展新的技术，所以欧洲对混合动力汽车的引入比美国要更早，现在欧洲混合动力销售比例还不小。同时还有这样的趋势，就是以宝马公司为代表的，欧洲公司已经把初级的混合动力系统用到宝马E系轿车上，而且计划把这个系

18、统作为宝马标配，所有都要推广。将来基本混合动力功能会在欧洲所有的车上作为一种标准配制应用。各国不同汽车市场的产品销量不一样，同时产品特点也不一样，我们习惯把混合动力汽车分为四类，轻混合动力、中混合动力、强混合动力、可充电式混合动力，这样四类混合动力汽车。美国市场是从强混合动力开始的，当然也在开发可充电式混合动力技术。欧洲是已经有了相当比例的柴油车市场，是从低端做起，从轻混合动力开始。由此可以很明显的看出来，这些汽车强国早就在向新能源汽车领路迈进了。1.1.3 中国新能源汽车的发展现状我国天然气资源丰富，分布广泛，海南、北京、上海、重庆等省市被列为国家燃气汽车重点示范城市，各地均在燃油汽车基础上

19、研制开发改装了压缩天然气汽车和液化石油气汽车，主要用于出租车、公交客车、大型车辆和工程设施等。一汽大众公司开发了捷达LPG，上海交大研制成LPG轿车并和申沃客车联合开发成功改装型LPG城市公交，北京开发了CNG城市公交。山西是产煤大省，甲醇汽车项目已进行多年，目前已达到商业运行阶段，所用甲醇汽车采用灵活燃料系统，既可用甲醇，也可用汽油，将乙醇当作有氧燃料使用，现在在河北和黑龙江等地推广。同时国家制定了乙醇汽油燃料相关标准。我国云岗汽车公司大同汽车制造厂开发了甲醇中巴车。我国煤炭资源丰富，政府支持以煤炭为原料制造车用燃料项目。煤直接液化和间接液化制取车用燃料的项目正在积极进行。“十五”期间在云南

20、和陕西建立了煤直接液化示范厂，以煤为原料合成石油或二甲醚等车用燃料。西安交通大学与中国科学院煤化工研究所经过5年协同攻关，于2000年研制出了“超低排放二甲醚汽车”，通过在TYll00单缸柴油机及装备有大连柴油机厂生产的CA498柴油机的面包车上燃用二甲醚的试验，发现发动机的功率可提高10%-15%，热效率提高2-3个百分点，噪声降低10%-15%。我国从事燃料电池研究的单位有20余家，质子交换膜(PEM)燃料电池技术已取得较大进展，但与国外还有不小差距，例如，国外将功率50-80kW的PEM燃料电池用于轿车，而我国最大的PEM燃料电池单堆功率为5kW，离轿车使用相距甚远。我国的镍氢电池和锂电

21、池技术水平也已经达到国际先进水平，比亚迪在2005年上海车展展出的E1电动车已经具备了很好的整车动力性能。目前国内对压缩空气动力汽车的研究报道最多的是浙江大学，他们已经开发出压缩空气动力摩托车研究平台，探索出不少有益的结论，正在进一步深入研究，此外重庆大学和同济大学也做过一些探索性研究。1.2 中国发展新能源汽车的意义能源和环境问题正在向常规能源汽车提出严峻的挑战，以生物燃料和代用燃料技术、混合动力、纯电动、燃料电池等为代表的新一代节能环保汽车正在全球范围内掀起一场汽车技术革命，来应对持续增长的汽车消费、迅速增长的石油消费和日益严峻的环保压力。在全球金融危机还在蔓延的今天，发达国家和跨国公司已

22、经在寻找走出危机和危机后引领全球经济的新技术和新的产业支柱。目前以新能源为代表新一轮产业革命正在兴起，目标是占领后危机时代经济发展的制高点。在汽车行业，近年来动力电池技术和经济性得到了重要突破，在新能源汽车各种技术路线中，汽车电动技术脱颖而出。挑战通常伴随着机遇，目前的汽车生产技术我国汽车制造商已经掌握，也有一定的研发能力，伴随着石油资源的日益衰竭和可能而来的汽车产业大转型。如果我们在这次汽车产业的变革当中处于领先的地位，便可实现我国汽车产业的跨越式发展。美国在20世纪初，发明的汽车的流水化大生产实行固定岗位制，让普通的工人也可以高效的生产汽车。大大降低了汽车的价格，让普通的工人阶级也可以购买

23、汽车，从而确立了汽车生产强国的地位。日本在20世纪六七十年代，在石油危机的特殊环境下，也是由于其汽车的节油特性，追求精艺的生产方式，使其迅速走上了汽车强国的道路。我国经济快速增长，人民的收入水平也不断的提高，我国汽车市场是十分巨大的，如果在适当政策引导和产业保护的条件下，开发出适合我们自己的新能源汽车，在不断满足国内市场的同时培育新能源汽车产品的竞争力，那么我国汽车将走上新能源汽车生产大国和技术强国的道路上。第2章 中国新能源汽车发展的特点及存在的问题2.1 中国新能源汽车发展的独特技术我国新能源汽车产业化已经开启破冰之旅。国家希望通过贯彻落实汽车产业调整和振兴规划，组织实施节能与新能源汽车示

24、范推广工程，经过3-4年的努力，营造具有一定规模的市场，集中投放一定批量的新能源汽车，帮助汽车企业改进技术，带动整个产业链的投资，从而使我国新能源汽车产业化初具雏形。从现有已形成独特的技术和市场特点的情况来看，我国新能源汽车发展具有自己独特的技术和市场特点。目前，我国已形成纯电动、混合动力和燃料电池三类新能源汽车动力系统技术平台，在动力蓄电池、燃料电池、驱动电机等关键部件的开发，以及整车系统集成与应用方面不断取得突破。我国燃料电池汽车一直坚持的混合动力技术方案目前已成为世界主流方案，并积极展开了对工业副产气制氢和天然气制氢技术与产业链的探索。我国的混合动力汽车在轿车方面以弱混合和中混合方式为主

25、，深度混合方式由于在自动变速箱、发动机电控系统等方面对传统汽车技术依赖较大，目前国内仅有1-2家企业在做尝试。在混合动力客车方面，我国兼顾了串联和深度混联等技术。在纯电动汽车方面，我国小型车辆较好地利用了中国特色的稀土永磁电机以及锂电池资源与产业基础，大型公交车辆则在零排放公交专线应用及电池快速更换充电等方面具有自己的特色。2.2 中国新能源汽车发展的市场特点一是多元化：从微型车到轿车再到商用车，庞大的市场容量包容了多元化的市场特点，因而当新能源汽车进入汽车市场时必然面临市场多元化的现实。二是细分化：我国特种用车、公用车、行业用车较多，在市场多元化的背景下，新能源汽车生产企业不管在哪个行业或者

26、哪类用途中占有一小块，都将面临一个比较大的需求量，都能在局部范围内造成相对集中的“量”的冲击。对新能源汽车发展而言，在得到某一项政策支持或某一个特种车行业的认可后，便可很快通过展开放量带动新能源汽车技术的发展，从而形成促进新能源汽车发展的局部市场。2.3 中国新能源汽车发展的三大瓶颈问题与推出传统汽车的方式类似，新能源汽车作为一种新的技术趋势，在真正大规模市场化、产业化之前，需要在各种复杂的环境下进行大规模示范运行，在示范中不断改进。从现在开始，经过3-4年有组织的大规模示范应用，我国新能源汽车的批量生产技术、能力以及市场化程度将得到较大提高。预计到2015年前后，我国的自主品牌新能源汽车将进

27、入产业化阶段。虽然新能源汽车已成为世界各国加快推进交通能源战略转型的重要措施，有关技术研发浪潮也一波接一波，但新能源汽车技术毕竟是一种新技术，世界各国都受到应用、技术和基础设施方面的瓶颈问题制约。我国政府结合应对国际金融危机，出台汽车产业调整和振兴规划布置实施节能与新能源汽车示范推广工程，执行节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法，是解决新能源汽车发展瓶颈问题的实质性措施。第一，从目前正在执行的重大科技计划项目到汽车产业调整和振兴规划以及节能与新能源汽车示范推广工程，无论是鼓励研发还是鼓励示范推广，最终目的都是促进新能源汽车的技术进步和应用。随着节能与新能源汽车示范推广工程的深入实施

28、，13个示范城市的政府有关部门及公共服务机构已经制定出未来34年内详细、可操作的新能源汽车应用计划，将营造几万辆规模的准市场，有效解决“应用”问题。第二，我国新能源汽车在可靠性、稳定性和成本方面还存在很多技术问题。由于新能源汽车技术以传统汽车技术为基础平台，而中国在传统汽车技术方面与国外存在较大差距，因此我国不仅要跟上发达国家新能源汽车技术探索的脚步，还要努力缩小在传统汽车技术方面的差距。我国新能源汽车整车集成开发和产业化技术有待提高，混合动力汽车发动机技术、自动变速箱技术拥有自主知识产权的不多，而纯电动汽车和燃料电池汽车在发展中还面临动力蓄电池、电及控制器、燃料电池发动机等零部件上的技术挑战

29、。所以在节能与新能源汽车示范推广工程的实施和社会对新能源汽车市场信心的提高，加上国家科技计划在关键核心技术上的导向作用，将引发新一轮的社会配套投资。面对快速增长的市场和投资，相关企业将加大资源配置力度，增强产品研发力度，不断改进、完善产品，这将有效促进“技术”问题的解决。第三，基础设施问题是制约新能源汽车发展的又一瓶颈。对于使用电和氢气或其他代用燃料的新能源汽车来说，如果在其行驶半径范围内不能及时找到能源补给站，就不可能有市场。而城市内或城市间充电站系统或加氢站系统的建立，需要更多的部门和企业参与，来解决一系列技术和投资问题。节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法规定，中央财政对购买

30、新能源汽车的差价进行补贴，示范城市地方财政“安排配套资金对节能与新能源汽车购置、配套设施建设及维护保养等相关支出给予适当补助”；汽车产业调整和振兴规划也明确提出要“建立电动汽车基础设施配套体系”。这都体现了我国政府解决新能源汽车“基础设施”问题的决心和行动。综上所述，一是要解决新能源汽车市场需要的应用问题；二是解决新能源汽车自身的核心技术问题，以及配套设施充电、换电池、加氢的核心技术和统一技术标准的问题；三是要解决城市规划和城市交通、电力等基础设施规划、基础设施投资和经营者的问题，解决能源供给链条中的经济性问题，以及合理的商业模式问题。三者间的重要性如图2.1所示。图2.1 三大瓶颈比例图应用

31、、技术、基础设施三大瓶颈如同坚冰，而节能与新能源汽车示范推广工程可谓破冰之举，是解决这三个当前我国新能源汽车发展瓶颈问题的有力措施。如果措施得当，我国新能源汽车的发展前景将非常光明，中国汽车产业自主创新的步伐将进一步加快。相信随着这些瓶颈问题的解决，我国新能源汽车发展将驶入快车道。第3章 发展新能源汽车的必然性分析与可行性分析3.1 发展新能源汽车的必然性分析对于中国来讲，能源(尤其是石油)安全是关系到中国在2l世纪实现全面建设小康社会，进而基本实现现代化目标的重大战略问题。中国石油安全的主要目的是避免供油中断和油价大幅波动带来的危害。但随着我国石油对外依存度的加大，石油保障安全战略问题已经十

32、分严峻地摆在我们面前。自2001年以来，国际石油价格持续攀升，出现了全球石油供给不足的现象，同时也带动了其它能源(如煤炭等)价格的上涨。在国际油价持续高位运行和中国国民经济快速增长的背景下，中国国内能源供给长期处于偏紧状态，石油对外依存度不断上升，对中国这样一个高速发展的能源消费大国来讲，能源价格不断上升，既对国民经济的健康发展造成了一定的冲击，也影响着国民经济的可持续发展。在能源供给紧张的局面对经济发展产生了一定负面效应的同时，中国对能源的需求不断增加，在全球能源需求增长中占有较高比例。因此，发展新能源领域是势在必行的道路。对我国发展新能源汽车的自身优势、自身劣势、外部对于新能源汽车发展的机遇、对新能源汽车发展的威胁四个方面的诸多因素进行分析，以便全面认清我国汽车工业发展新能源汽车的内外部环境，准确地把握新能源汽车市场宏观走势，从而进一步进行汽车产业发展新能源汽车竞争力实证分析。3.1.1 中国新能源汽车产业的优势初步拥有了