论我国节能与新能源汽车的发展.docx

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论我国节能与新能源汽车的发展

吉林交通职业技术学院

毕业论文

论文题目：

论我国节能与新能源汽车的发展

摘要：

本文从全球及我国汽车能源现状及发展趋势切入，采取数据分析说明、对比论证等多种方法，一方面分析论证发展节能汽车，以解决现阶段能源和环保问题的战略；一方面详细分析了开发新能源汽车，实现车用能源多元化的发展战略。

我国惟有坚持开发节能及新能源汽车并举，才能保障能源可持续供应，实现汽车工业的可持续发展。

关键字：

节能能源发展

Abstract:

Inthispaper,andourglobalenergysituationanddevelopmenttrendofautomobilecutinto,takedataanalysisshowsthat,comparedtodemonstrateavarietyofmethods,analysisandappraisalofthedevelopmentofenergyefficientcarsontheonehand,toaddressenergyandenvironmentalissuesatthisstageofthestrategy;theonehand,detailedanalysisofthedevelopmentnewenergyvehicles,toachievethedevelopmentofautomotiveenergydiversificationstrategy.OnlyadheretothedevelopmentofChina'senergy-savingandnewenergyvehiclessimultaneouslyinordertoguaranteesustainablesupplyofenergytoachievethesustainabledevelopmentoftheautomotiveindustry.

Keywords:

SavingEnergyDevelopment

绪论…………………………………………………………6

第一章汽车能源面临的严峻挑战和对策………………8

第二章发展节能汽车……………………………………10

2.1高效柴油发动机技术…………………………………10

2.2节能汽油发动机技术…………………………………11

2.3高效汽油机技术发展现状……………………………12

第三章新能源汽车在中国的发展………………………15

3.1交通能源与环境问题…………………………………15

3.2交通能源动力系统转型的战略机遇期………………16

第四章我国节能与新能源汽车发展综述………………20

4.1纯电动汽车发展现状…………………………………20

4.1.1基本情况……………………………………………20

4.1.2存在的主要问题……………………………………20

4.2混合动力汽车发展现状………………………………21

4.2.1基本情况……………………………………………21

4.2.2典型车型……………………………………………21

4.2.3存在的主要问题……………………………………23

4.3.燃料电池汽车发展现状………………………………23

4.3.1基本情况……………………………………………23

4.3.2典型车型……………………………………………24

4.3.3存在的主要问题……………………………………24

结论…………………………………………………25

致…………………………………………………27

参考文献…………………………………………………28

绪论

汽车产业作为我国未来十大振兴产业规划之一，在国民经济发展中占有相当的比重。

然而，传统燃机驱动方式对于空气质量的严重污染，以及燃机驱动完全依赖不可再生能源，越来越制约着未来汽车工业的前进步伐，同时也威胁着我国的石油安全。

有鉴于此，新能源汽车的发展应用就成为了必然。

自从1886年世界上第一辆汽车问世至今100多年，汽车能源几本上采用的是石油制品——汽油和柴油。

经过多年大规模的开采，地球上的石油存量已经不多，7亿多辆燃机汽车组成的庞大耗能群体，其他交通工具（火车、轮船、飞机等）、化工以及众多民用锅炉，还在继续以惊人的速度消耗着地球上残存的石油。

与此同时，汽车及其他交通工具运行时排放的大量污染物日积月累地使环境和生态不短恶化。

有鉴于此，寻找具有环保特征的交通新能源尤其是汽车新能源的任务显得日益紧迫。

对于我国汽车能源面临的危机和挑战，应当采取综合性措施，立足两条腿走路：

一方面，发展节能汽车，以解决现阶段产业发展、能源紧和节能环保问题；另一方面，开展新能源汽车研究，实现车用能源多元化，保障汽车能源的长期可持续供应。

第一章汽车能源面临的严峻挑战和对策

交通能源与环境问题是21实际全球面临的重大挑战。

国际能源机构（IEA）的统计数据表明，2001年全球57%的石油消费在交通领域（其中美国占67%），预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆，交通用油占全球石油总消耗的62%以上。

美国能源部预测，2020年以后，全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口，2050年的供需缺口几乎相当于2000年世界石油总产量的2倍，如表1—1。

与此同时，交通能源消耗也是造成局部环境污染和全球温室气体炮房的主要来源之一。

交通能源问题已不可避免地摆在世界各国面前。

今年来，我国汽车产业发展迅猛，预计2020年前我国将成为世界上最大的汽车制造国和主要的汽车出口国之一。

我国目前的人均汽车保有量还很低，是世界上汽车市场潜力最大的国家，预计2020年汽车保有量将达到1.3～1.5亿辆。

但是，当我国刚刚到达汽车社会“门槛儿”，车用石油消费在石油总消费中的比例还大大低于世界平均水平时，我们已经感受到了石油供应的日益紧。

2000年以来，汽车（包括农用车）汽油、柴油年消费量约占我国汽油、柴油消费总量的1∕2，石油消费的1∕3左右。

这一数据说明：

车用汽油、柴油消费总量与石油消费总量同步快速增长。

由于汽车市场的持续升温，石油安全风险不断增大。

再有，根据国际平均水平和我国现状分析，我国车用汽油、柴油消费占石油总消费比例还将大幅增长。

此外，我国目前车用燃油消费总量与汽车保有量之比偏高，即汽车的油耗量偏大。

同时，车用石油消耗所产生的空气污染和CO2排放也正在变成愈来愈严重的问题。

这充分表明，我国所面临的石油安全与交通能源问题将会愈来愈严峻。

对于我国汽车能源面临的危机和严峻挑战，我们应采取综合性措施。

一方面，发展节能汽车以解决现阶段产业发展、能源紧和节能环保问题;另一方面，开展新能源汽车研究，实现车用能源多元化，保障汽车能源的可持续供应。

年份

石油消费％

2001

57

2020

62

2050

200

表1—1

第二章发展节能汽车

现在，我们应优化现有以石油和燃机为基础的车用能源动力系统，终点发展喷式燃机及其混合动力系统，带动节能汽车的发展。

节能汽车能源关键动力技术如下。

2.1高效柴油发动机技术

在一定程度上，可以认为，大量发展轿车柴油机的节能效果与汽油电混合动力不相上下。

柴油发动机以其经济性、耐久性和优异动力性能成为一种国际新趋势。

如今在燃油最为昂贵的欧洲，50%以上的汽车装着柴油发动机，共轨直喷系统CDI代表着良好燃油经济性以及大幅度提升的扭矩，柴油机轿车通常可以比同等汽油机车型技能20%～40%。

据国务院发展研究中心分析预测，如果2020年我国柴油轿车占到乘用车的20%，则当年可节约燃料1880万吨。

为此，我国应当发展先进的柴油轿车，但必须同时解决好排放控制及噪声、振动等技术难题。

高效柴油发动机技术主要包括：

柴油机电控技术。

排气后处理技术、情节柴油与待用柴油技术。

柴油机电控高压燃油喷射系统和电子管理系统是绿色高效柴油机核心关键技术，应当大力发展。

柴油机排放控制技术中，废弃再循环技术（EGR）较成熟，效果显著，应尽快推广使用。

微粒捕捉器技术（DPF）2010年前将会在欧洲柴油车普及，我国需加快应用速度。

氮氧化物催化转换器技术路线需要慎重选择，深入研究。

2.2节能汽油发动机技术

当前，我国轿车燃料基本上以汽油为主，现采用的轿车汽油发动机还有相当的节能潜力。

汽油发动机节能技术的发展趋势是：

缸直喷技术、电辅助增压、电动气门、可变压缩比、停缸控制技术等，这将会在今后五年进行规模产业化。

可以预计，将来的汽油车仍将是国汽车的主力。

这不仅因为柴油供应紧的局面预计仍将持续，而且在过去十几年汽油机技术有了突破性的进展，能够大幅度提高热效率。

有实验数据显示，按照欧美汽车测试规定，应用高效汽油机技术的汽车平均油耗有可能比常规电喷汽油车提高25%～30%。

同时，应用高效汽油机技术的单机成本要小于其他技术，例如混合动力、柴油机等。

因此，开发高效汽油机技术对汽车节能是极其必要的。

各种燃油动力技术的节能效果和单机成本的增加见图2-1

图2-1

2.3高效汽油机技术发展现状

高效汽油机技术一直是欧、美、日各国政府和汽车公司降低油耗的重点，已耗费了大量人力物力。

最近十几年来，在高效汽油机技术方面，特别是在汽油机燃烧系统方面有了一系列重要进展，已逐步应用或将要应用于产品中。

现代缸直喷汽油机的研制是从1990年前后开始的，在1996年首次应用。

世界上主要的汽车公司都开发出多种缸直喷汽油机产品。

从2006年初至今，已有两种“喷雾导向”型分层燃烧缸直喷汽油机上市，其他上市的缸直喷汽油机都是均匀混合缸直喷汽油机，分别与可变气门定时技术或增压技术相结合。

在高效汽油机技术上更为重要的突破是均质压燃燃烧的应用。

从21世纪初开始，均质压燃汽油机成为国外燃机研究的热点，受到世界主要汽车公司的关注。

在2007年，通用和戴姆勒分别展示了装备均质压燃汽油机的样车。

这一里程碑式的成果证实了均质压燃汽油机驱动汽车的可行性。

与国外努力开发高效汽油机技术的情况相反，国对实用的高效汽油机技术的研发应当说是相当忽视。

长期以来，国不仅有重视“高科技”、不重视“传统发动机”的倾向，在发动机领域也存在着重视柴油机、轻视汽油机的传统。

进入20世纪80年代后，中国突然发现在轿车和汽油机技术方面远远落后于国外。

其后，通过合资引进国外汽油机电喷技术，使中国汽车动力技术迅速上了一个台阶。

但国基本上没有对高效汽油机技术进行研发，投入很少。

近年来，一些汽车企业开始对汽油机技术的研发有所重视，但力度和投入远远落后于国外。

国某大学也曾在国家支持下做过一些均质压燃的研究，但偏重于理论方面，距汽车实际应用还很遥远。

在世界上竞争激烈的高效汽油机技术方面，中国正面临着两种选择：

一是积极参加高效汽油机技术的竞争，在汽车节油方面取得实际成绩；另外是基本上放弃在汽油发动机技术领域的努力，而把注意力放在50年后，放在当真正的新能源被开发成功后有可能有用的动力技术上。

第三章新能源汽车在中国的发展

3.1交通能源与环境问题

目前世界汽车保有量约8亿辆，预计到2020年全球汽车保有量将达到12亿辆，主要增量来自发展中国家。

国际能源机构（IEA）的统计数据表明，2001年全球57%的石油消费在交通领域（其中美国达到67%）。

预计到2020年交通用油占全球石油总消耗的62%以上。

美国能源部预测，2020年以后，全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口，2050年的供需缺口几乎相当于2000年世界石油总产量的两倍。

与此同时，交通能源消耗也是造成局部环境污染和全球温室气体排放的主要来源之一。

为此，全球已达成共识：

交通能源转型势在必行。

近年来，我国汽车业迅猛发展。

2005年，我国汽车产、销量均超过570万辆，分别居世界第三位和第二位，自主品牌轿车和汽车出口均出现大幅增长。

预计2020年前我国将成为世界上最大的汽车制造国和主要的汽车出口国之一。

我国目前的汽车人均保有量还很低，2003年每千人汽车保有量仅为美国的2.5%（19辆），大约相当于美国90年前的水平，是世界上汽车市场潜力最大的国家，预计2020年汽车保有量将达到1.3～1.5亿辆。

但是，当我国刚刚到达汽车社会门槛，车用石油消费在石油总消费中的比例（1/3以下）还大大低于世界平均水平时（1/2以上），我们已经感受到了石油供应的日益紧。

同时，车用石油消耗所产生的空气污染和CO2排放也正在变成愈来愈严重的问题，我国已经成为世界上第二大CO2排放国，由此产生的国际政治和经济争端将会愈演愈烈。

这充分表明，我国所面临的石油安全与交通能源问题将来势更猛、影响更大、挑战更加严峻。

按传统交通能源动力系统发展下去，不可持续，实现我国交通能源动力系统转型是大势所趋。

3.2我国交通能源动力系统转型的战略机遇期

历史上，交通能源动力系统变革一直处于技术革命和经济转型的核心位置。

十九世纪，煤和蒸汽机火车引发了欧洲的工业革命，开创了人类的工业经济和工业文明；二十世纪，石油和燃机汽车促成了美国的经济腾飞，把人类带入了基于石油的经济体系与物质繁荣，也带来了能源环境的巨大挑战。

进入二十一世纪，以替代燃料和混合动力为代表的各种新型汽车能源动力技术迅猛发展，相互竞争，引发了一场新的技术变革，预示着人类将要进入后石油时代过渡期和能源动力技术创新突破的机遇期。

这场能源动力系统变革的主要趋势是汽车能源多元化、汽车动力电气化和汽车排放洁净化：

基于可再生能源的生物燃料对于各种车辆具有良好的适用性，成为各国共同推广的新型燃料；混合动力作为新型汽车能源动力技术共性平台，继承了先进燃机技术，结合高效洁净的电力驱动方式，既充分利用现有燃料基础设施，又能包容各种新型燃料，现已成为新型动力汽车产业化的里程碑；燃料电池作为一种新兴能量转换装置，尽管目前还存在很多需要克服的技术障碍，但其作为新一代汽车能源动力系统的远期解决方案仍然被全球所看好。

汽车能源动力技术的变革是一个比较漫长的过程。

混合动力有望在近中期逐步普及；燃料电池汽车的规模商业化大约在2020年以后。

面向中长期的汽车技术发展，我国汽车所处的这一技术变革时期为我国交通能源动力系统变革提供了历史机遇。

机遇之一：

中国的资源和能源状况适合发展新能源交通动力系统。

中国缺油、少气、多煤，这一结构特点给交通能源可持续发展带来了严峻的挑战。

基于各种资源特点的多种替代燃料可以充分发挥我国地域辽阔和资源多样性的优势，因地制宜发展基于煤炭的燃料工业、基于生物质的农业能源和基于天然气的各种气体燃料技术，从而实现交通能源来源的多样化。

同时，从我国城乡布局看，城市模式以大城市群为主要特点，汽车燃料基础设施比较集中，有利于燃料清洁化管理和监督。

我国广大农村，随地区不同，其一次能源资源特点也不同，这比较适合发展一次能源来源多元化、燃料制取和消费当地化的燃料供应体系。

机遇之二：

我国具有实现交通能源动力系统变革的后发优势。

从我国汽车发展阶段看，具有后发优势。

尽管发达国家政府均大力推动各种代用燃料汽车的应用和向氢能燃料电池汽车动力系统的转型，但是其传统汽车产业庞大，石油基础设施完善，消费习惯难以转变，实施转型社会成本高昂，转型难度很大。

而我国汽车工业刚刚发展起来，汽车普及率低，因而在汽车动力系统发展战略选择上，有更大的自由度。

相对常规汽车而言，我国在新能源汽车研发和产业化方面具有比较优势。

如果政策得当，可以在世界上率先实现转型。

机遇之三：

实施汽车动力系统变革，是多年来我国发展清洁汽车和电动汽车成功实践的战略总结和发展的必然要求。

基于对我国能源安全、环境保护和实现我国汽车工业跨越发展的战略考虑，“九五”期间，科技部会同有关部委组织实施了“清洁汽车行动”，取得了重大阶段性成果。

目前，全国已有燃气汽车22万辆，加气站700余座，年替代石油150万吨。

而且天然气汽车呈现快速增长势头，预计今后几年将进入大规模推广应用阶段。

“十五”期间，科技部组织实施了“电动汽车重大科技专项”，国家投入8.8亿元，是最大的科技专项之一。

全国200余家单位、2000多名骨干科技人员直接参与实施，初步形成了官、产、学、研合作机制。

目前，小型纯电动车辆已经开始小规模产业化，混合动力汽车已有多个车型通过国家认证成为产品，燃料电池汽车已进入示考核运行阶段。

自主开发的燃料电池、动力蓄电池、驱动电机和电子控制系统具备批量化生产能力。

这为我国汽车动力转型战略的实施，奠定了坚实的技术、人才和实践基础。

第四章我国节能与新能源汽车发展综述

4.1纯电动汽车发展现状

4.1.1基本情况

期间组织了纯电动汽车的攻关，而“十五”和“十一五”期间863计划包含纯电动汽车专项。

研发的产品包括：

纯电动公交客车、纯电动轿车和纯电动市政用车，用在对环保有特殊要求的场合。

我国纯电动汽车开发取得如下进展：

（1）基本掌握整车动力系统匹配与集成设计、整车控制技术，样车的动力性和能耗水平与国外相当。

（2）在小型纯电动汽车和大型公交客车方面实现了小规模生产和示运行。

4.1.2存在的主要问题

存在的主要问题

（1）整车产品在电池包单位重量续驶里程或能量效率、可靠性和工程化上仍落后于国外先进产品。

（2）电池的比能量、安全性、可靠性、使用寿命等方面，还不能满足整车要求。

（3）电机、电池所需部分部件、材料需进口，同时在控制器基础硬件、芯片、高速CAN网关和信号处理放大部件等方面也要依赖进口。

（4）电动附件还没有成熟的产品可用，成本高，也依赖进口。

4.2混合动力汽车发展现状

4.2.1基本情况

“十一五”期间，混合动力汽车动力系统技术平台和产品开发列为863课题的重点。

各大汽车企业都开始研究混合动力汽车，多个城市开展了以混合动力汽车为主的示运行，混合动力汽车是奥运示的主要车型。

我国混合动力汽车取得以下进展：

（1）基本掌握了混合动力汽车整车开发技术。

（2）形成了具有自主知识产权的多种结构形式和多种混合度的技术方案。

（3）动力电池和电机的技术性能取得较大进展，部分满足混合动力整车要求。

（4）混合动力汽车成为我国新能源汽车的主要产品类型，部分企业开始展开较大围的示运行，部分产品开始进行产业化推广。

4.2.2典型车型

典型车型

（1）上汽目前正在开发荣威750中混混合动力轿车和荣威550插电式混合动力轿车，计划分别于2010年和2012年上市，并已完成混联式混合动力客车的设计。

（2）一汽双电机重混合动力轿车和中度混合动力客车已上公告，在、奥运会及达沃斯等地进行了示运行，节油率28.5%。

（3）东风公司混联混合动力轿车产品已完成3轮样车研制。

其中，微混已经完成公告试验，节油率约7%；并联混合动力客车2003年开始示运营，现已达120余辆，实际运行节油率达到20%～25%，6款车型已申报国家公告。

（4）长安基于杰勋和志翔平台采用MT和CVT两种机电耦合方案开发了ISG混合动力轿车，已完成137辆杰勋和29辆志翔混合动力汽车小批量试生产，在、奥运会及中南海进行了示运行。

去年6月杰勋轿车上市销售。

（5）北汽欧V混合动力客车采用伊顿系统，现进行电机电池国产化。

2008年1月开始商品化销售，已交付、等地公交集团。

（6）广汽研发的并联重混合动力城市客车已上公告，在公交线路上试运行累计行程近2万公里，平均节油率在23%左右。

完成了混合动力多用途乘用车AHEV样车开发，目前正在全力推进AHEV量产化开发。

（7）奇瑞公司BSG混合动力轿车2008年上市，量产800多辆，节油率达6.7%。

基于A5平台开发的ISG混合动力汽车，节油率＞17%（NEDC工况），示运行已投入近百辆。

（8）华晨集团ISG轻度混合动力汽车，节油率10%以上，已上公告，投入10辆参与达沃斯示运行。

中华骏捷重混合动力轿车采用混联方案，节油率达35%。

（9）江淮集团基于MPV和宾悦开发了BSG混合动力汽车，并已开发同悦插电式混合动力汽车。

江淮串联和并联混合动力客车已经在、等地示运行，串联式混合动力客车节油率20%

4.2.3存在的主要问题

存在的主要问题

（1）除个别整车企业的产品已上市外，大多数企业尚处于样车阶段，未经过多轮验证研究，未达到系统优化和批量生产要求。

（2）零部件产业链未形成，关键原材料和电力电子元器件依赖进口。

（3）整车和零部件工程化不足，产品尚处于产业化初期，成本较高。

4.3.燃料电池汽车发展现状

4.3.1基本情况

基本情况“十五”燃料电池汽车及其关键技术列入863计划攻关。

“十一五”燃料电池汽车在整车集成技术、动力平台的成熟性、整车的可靠性等方面有了新的提高，样车的主要技术指标与国际先进水平相当。

我国燃料电池汽车发展取得以下进展：

（1）基本建立了燃料电池汽车的研发体系。

（2）研发的样车与国外相比，主要技术指标水平相当。

（3）样车进行了示运行。

4.3.2典型车型

典型车型

（1）清华大学承担燃料电池客车动力系统平台开发，联合客车总厂、北汽集团等整车单位成功开发了燃料电池客车，完成了5万公里的道路考核运行。

有3辆样车参与了奥运示，并在公交示运营了1年。

（2）燃料电池动力系统联合同济大学、上汽集团等单位完成了四轮燃料电池轿车的开发。

已成功研制出第三代“超越”系列燃料电池轿车，可靠性与耐久性试验实车累计完成行程10.2万公里。

其第四代燃料电池轿车在生产线装配了20辆，参与了2008年奥运会示运行。

4.3.3存在的主要问题

存在的主要问题

（1）在核心技术上，如燃料电池电堆和发动机系统的技术水平与国外存在较大差距，技术研发进展较为缓慢。

（2）我国燃料电池汽车示考核运行规模较小，储氢和氢能源基础设施等问题尚未解决。

（3）我国燃料电池汽车产品的可靠性和成本离实用化还有相当大的差距。

结论

总体而言，我国在新能源汽车技术研发和产业化领域取得了重要进展：

（1）初步建立混合动力、纯电动和燃料电池“三纵三横”研发布局和技术体系。

（2）在技术研发方面，初步掌握了新能源汽车整车开发技术，动力电池和电机取得重要进展，部分产品基本能满足示运行要求。

（3）在产业化方面，部分产品实现了小批量生产和示运营，正向产业化推进。

（4）初步形成了新能源汽车技术标准体系和测试评价能力。

但是我国新能源汽车发展仍存在以下问题：

（1）我国新能源汽车研究起步较早，但政府投入长期不足，企业投入更少，长期处于试验阶段。

近年来虽加大投入，有了很大发展，但与国际先进水平相比仍有一定的差距。

（2）电动汽车关键零部件的产业链尚未形成，产业化能力亟待提高。

（3）在动力电池性能和成本方面，我国与世界各国一样，同样存在较大的问题，与整车要求还有很大差距，成为纯电动汽车产业化的瓶颈。

（4）燃料电池关键技术突破的困难更大，近中期产业化可能性小。

（5）混合动力整车共性关键技术，包括高效燃机、先进变速箱、轻量化技术、机电耦合技术等亟待攻关。

同时，混合动力汽车在工程化开发方面相对薄弱，需要进一步加强。

（6）动力电池基础原材料（含隔膜）、电机及电控系统用电力电子元器件（IGBT）等自主化不足。

大部分关键原材料和零部件，以及制造装备依赖进口，存在受制于人的重大风险。

（7）有关配套鼓励政策措施有待完善，包括缺乏对节能与新能源汽车生产和消费的引导，以及在消费和使用环节的支持政策等。

（8）技术标准体系有待建立完善，试验检测能力还需进一步增强和补充。

相信经过努力和完善，我国的节能与新能源汽车的发展一定会有一个不可估量的前途。

致

本篇题为《论我国节能与新能源汽车的发展》的毕业论文终于完成了，在此，我要感我的论文指导老师伟老师，从选题到构思到选材再到最终的完稿，每一步都倾注了老师的心血，老师严谨的治学态度，她是认真的工作作风深深的教导了我，为我以后的工作和学习树立了榜样，她的精神将是我终生难忘并深深