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新能源汽车发展研究

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学号：

自考本科生毕业（设计）论文

新能源汽车发展研究

摘要

进入21世纪以来，科学技术不断发展，传统能源的不断消耗，汽车排放的废气越来越多。

国内外汽车生产企业已经不再单单只停留在对传统能源汽车的研究，近年来，国内外汽车生产企业不断研发新能源汽车。

为此当今世界以欧美、日本等多个发达国家为首,在国际上大力发展新能源汽车,以此带动经济发展。

发展新能源汽车,不仅有助于推动经济,更是在环境日益恶化的条件下,切实落实可持续的科学发展和缓解燃油的紧缺问题。

在未来的二十年内,新能源汽车很有可能取代传统汽车的工业地位。

本文首先介绍了什么是新能源汽车，分析了新能源汽车的发展历程，简述了新能源汽车从崛起阶段到复苏创新阶段的。

然后文章介绍了新能源汽车主要类型及组成设备，通过对新能源汽车类型及设备的介绍，更多的了解新能源汽车，进而结合我国新能源汽车的实际情况，总结了我国新能源汽车在发展中存在的问题，并就存在的问题，提出了相对的策略，文章最后对我国新能源汽车发展现状做了简单总结，希望通过课题的研究，可以给研究新能源汽车的人给予帮助。

关键词：

新能源汽车;发展;研究

ABSTRACT

Sinceenteringintwenty-firstCentury,thescienceandtechnologyhasbeendevelopingcontinuously,thetraditionalenergyconsumption,theautomobileexhaustemissionsaremoreandmore,thedomesticandforeignautomobileproductionenterprisesarenolongeronlyinthestudyofthetraditionalenergyvehicles,domesticandforeignautomobileproductionenterprisescontinuetodevelopnewenergyvehicles.Forthisworld,Japanandotherdevelopedcountries,inordertopromoteeconomicdevelopment.Inthenewenergyvehiclesarelikelytoreplacethetraditionalautomotiveindustrystatus.

Thispaperintroducesthedevelopmentofnewenergyvehicles,analyzesthedevelopmentofnewenergyvehicles,themaintypesandcomponentsofnewenergyvehicles,introducesthemaintypesandcomponentsofnewenergyvehicles,andsummarizestheexistingproblemsinthedevelopmentofChina'snewenergyvehicles,andgivesabriefsummaryonthedevelopmentofnewenergyvehicles.

Keywords:

newenergyvehicles;development;research

目录

第1章引言1

1.1新能源汽车的定义1

1.2新能源汽车的发展历程1

1.2.1新能源汽车的崛起1

1.2.2新能源汽车的发展 2

1.2.3新能源汽车停滞期 2

1.2.4新能源汽车车的复苏及创新期2

1.2.5我国新能源汽车发展3

第2章新能源汽车主要类型及组成设备介绍4

2.1新能源汽车的类型5

2.1.1混合动力汽车 5

2.1.2纯电动汽车 6

2.1.3燃料电池汽车 6

2.1.4氢动力汽车 7

2.1.5燃气汽车 7

2.1.6生物乙醇汽车 7

2.2新能源汽车组成设备8

2.2.1铅酸蓄电池8

2.2.2镍氢蓄电池8

2.2.3锂离子电池8

2.2.4镍镉电池9

2.2.5钠硫蓄电池9

2.2.6电池政策补贴优势9

2.2.7电池价格趋势10

2.2.8充电站10

第3章我国新能源汽车的发展现状、策略及存在问题研究11

3.1我国新能源汽车的发展现状11

3.2我国新能源汽车的发展策略11

3.2.1新能源补贴政策延长3年12

3.2.2地方补贴“各自为政”12

3.2.3规划标准范围12

3.2.4购车免税13

3.2.5汽车减半征收车船税13

3.2.6使用新能源免征车船税13

3.3新能源汽车在我国存在问题14

第4章总结15

参考文献16

第1章引言

1.1新能源汽车的定义

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”。

 在我国按照发改委公告定义，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。

新能源汽车包括五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。

其中，非常规的车用燃料指除汽油、柴油、天然气（NG）、液化石油气（LPG）、乙醇汽油（EG）、甲醇、二甲醚之外的燃料。

在我国各政府文件中对新能源汽车种类的划分也是有区别的，主要有以下几种划分：

《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》第三条，新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、氢发动机汽车、其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。

《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》 第二条，本办法所称节能与新能源汽车主要指混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车。

《私人购买新能源汽车试点财政补助资金管理暂行办法》 第二条，本办法所称新能源汽车主要指插电式（plug-in）混合动力乘用车和纯电动乘用车。

[1]

1.2新能源汽车的发展历程

从新能源汽车的定义上看，电动汽车是新能源汽车的一种。

新能源汽车的种类从最初的纯电动汽车发展到今天多种类型的新能源汽车经历了漫长的过程，在世界汽车发展史上，电动汽车的发明比内燃机汽车还要早。

因此，新能源汽车也是最古老的汽车之一。

新能源汽车的发展经历以下几个主要的阶段：

1.2.1新能源汽车的崛起  

电动汽车的历史并不比内燃机汽车短，甚至比奥托循环发动机（柴油机）和奔驰发动机（汽油机）还要早。

苏格兰商人罗伯特-安德森在1832年到1839年之间（准确时间不明）研发出电动车。

早在1835年，由荷兰的教授设计了第一款小型电动车，他的助手克里斯托弗-贝克则负责制造。

但更具实用价值，更成功的电动车是由美国人托马斯-达文波特和苏格兰人罗伯特-戴维森在1842年研制的，他们首次使用的是不可充电电池。

1.2.2新能源汽车的发展 

随着英法两国的科学家在电池性能、容量等技术方面的突破，到 1881年法国发明家在巴黎举行的国际电力博览会上演示了三轮电动车。

在1884年，托马斯-帕克将电动车实现量产。

 在1897年，美国费城电车公司研制的纽约电动出租车实现了电动车的商用化。

20世纪初，安东尼电气、贝克、底特律电气 （安德森电动车公司）、爱迪生、Studebaker和其它公司相继推出电动汽车，电动车的销量全面超越汽油动力汽车。

电动车也逐渐成为上流社会喜好的城市用车，在早期的汽车消费市场上电动车比内燃机驱动的车辆有着更多优势：

无气味、无震荡、无噪音、不用换挡和价格低廉等。

因此，电动汽车在当时的汽车发展中占据着重要位置。

据统计，到1890年在全世界4200辆汽车中，有38％为电动汽车，40％为蒸汽车，22％为内燃机汽车。

1.2.3新能源汽车停滞期 

随着美国德洲石油的开发和内燃机技术提高，电动车在1920年之后渐渐地失去了优势。

汽车市场逐步给内燃机驱动的汽车所取代。

只有在少数城市保留着很少的有轨电车和无轨电车以及很有限的电瓶车（使用铅酸电池组，被使用在高尔夫球场、铲车等领域）。

电动车的发展从此停滞了大半个世纪。

随着全球石油资源开发和利用，以及内燃机驱动汽车的技术不断成熟，人们几乎忘记还有电动车的存在。

然而运用在电动车上的技术：

电驱动、电池材料、动力电池组、电池管理等等也处于停滞状态。

1.2.4新能源汽车车的复苏及创新期

 随着全球石油资源的日益减少、大气环境的严重污染，让人们重新认识到电动汽车的重要性，20世纪90年代，各个主要的汽车生产商开始关注电动车的未来发展并且开始投入资金和技术在电动车领域。

新能源汽车的概念也应运而生，类型也得到了丰富。

在1990年1月的洛杉矶汽车展上，通用汽车的总裁向全球推介Impact纯电动轿车。

 1992年福特汽车使用钙硫电池,1996年丰田汽车使用镍氢电池的RAV4LEV， 1996年法国雷诺汽车的Clio, 1997年丰田的Prius混合动力轿车下线, 1997年日产汽车世界上第一辆使用锂离子电池的电动车Prairie Joy EV, 1999年本田汽车发布、销售混合动力 Insight。

与以往的电动车生产厂家所不同，新成立的Tesla汽车公司 完全生产纯电动车。

2006年推出的Roadster跑车0-60英里只要3.9秒，每次充电可行驶400KM。

在2008年北京奥运会期间，中国京华客车厂生产的纯电动公交车进行了一定规模地实际运行。

最重要的是，它采用了充换电站模式。

这一模式展示了未来充换电站逐步取代加油站的趋势。

1.2.5我国新能源汽车发展

中国新能源汽车产业始于21世纪初。

2001年，新能源汽车研究项目被列入国家“十五”期间的“863”重大科技课题，并规划了以汽油车为起点，向氢动力车目标挺进的战略。

“十一五”以来，我国提出“节能和新能源汽车”战略，政府高度关注新能源汽车的研发和产业化。

形成了完整的新能源汽车研发、示范布局。

2008年，新能源汽车在国内已呈全面出击之势。

2008年成为我国“新能源汽车元年”。

2008年1-12月新能源汽车的销量增长主要是乘用车的增长，1-12月新能源乘用车销售899台，同比增长117%，而商用车的新能源车共销售1536台，1-12月同比下滑17%。

2009年，在密集的扶持政策出台背景下，我国新能源汽车驶入快速发展轨道。

虽然新能源汽车在中国汽车市场的比重依然微乎其微，但它在中国商用车市场上的增长潜力已开始释放。

2009年1-11月，新能源乘用车销量同比下降61.96%，至310辆。

2009年1-11月，新能源商用车——主要是液化石油气客车、液化天然气客车、混合动力客车等——销量同比增长178.98%，至4034辆。

相比在乘用车市场的冷遇，“新能源汽车”在中国商用车市场已开始迅猛增长。

2010年，我国正加大对新能源汽车的扶持力度，2010年6月1日起，国家在上海、长春、深圳、杭州、合肥等5个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点工作。

2010年7月，国家将十城千辆节能与新能源汽车示范推广试点城市由20个增至25个。

选择5个城市进行对私人购买节能与新能源汽车给予补贴试点。

新能源汽车正进入全面政策扶持阶段。

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。

“十二五”期间，我国新能源汽车将正式迈入产业化发展阶段：

2011-2015年开始进入产业化阶段，在全社会推广新能源城市客车、混合动力轿车、小型电动车。

“十三五”期间即2016-2020年，我国将进一步普及新能源汽车、多能源混合动力车，插电式电动轿车，氢燃料电池轿车将逐步进入普通家庭。

2012年5月，为加快培育发展新能源汽车，新能源汽车项目每年将获10-20亿元资金支持。

2012年4月18日国务院总理温家宝主持召开国务院常务会议，研究部署政府信息公开重点工作，讨论通过《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》，会议指出，加快培育和发展节能与新能源汽车产业，对于缓解能源和环境压力，推动汽车产业转型升级，培育新的经济增长点，具有重要意义。

要以纯电驱动为汽车工业转型的主要战略取向.争取到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到50万辆，到2020年超过500万辆；2015年当年生产的乘用车平均燃料消耗量降至每百公里6.9升，到2020年降至5.0升；新能源汽车、动力电池及关键零部件技术整体上达到国际先进水平。

“十二五”期间，零部件企业对新能源汽车零部件进行战略投资，把节能汽车零部件作为重点投资对象。

随着新能源汽车扶持政策的落实，汽车电机产业将迎来黄金发展时期。

预计2012年～2016年，我国新能源汽车电机及控制系统的市场容量将会在500亿元以上。

电机是新能源汽车的关键零部件，也是制约电动汽车发展的瓶颈之一。

随着电动汽车的发展，汽车动力面临电控化和电气化两大技术变革。

我国新能源汽车的发展需经两大阶段：

第一阶段是以混合动力汽车为主，燃料电池车等新能源汽车为辅的发展方向，开拓新能源汽车市场；第二阶段是在纯电动汽车技术成熟的基础上，纯电动汽车逐步替代混合动力及燃料电池汽车以至于完全占据新能源汽车市场，实现零排放的阶段。

所以，走好新能源汽车发展之路，混合动力汽车应首先被重视和推广。

据相关统计，截至2013年上半年，在一系列的政策支持下，我国新能源汽车产销比上年同期有较快增长。

新能源汽车销售达到5889辆，比上年同期增长42.7%，其中纯电动汽车为5114辆，插电式混合动力达到775辆。

“十二五”期间，国家将大幅提高纯电动汽车、插电式混合动力汽车累计产销量，初步形成与市场规模相适应的充电设施体系和新能源汽车商业运行模式。

到2020年则实现纯电动汽车、插电式混合动力汽车累计产销量在2015年的基础上再上一个新台阶，实现规模化商业运营。

[1] 

第2章新能源汽车主要类型及组成设备介绍

2.1新能源汽车的类型

新能源汽车包括混合动力电动汽车、纯电动汽车（包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车及其他新能源汽车等。

[2] 

2.1.1混合动力汽车 

混合动力汽车主要采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗量的车型。

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。

混合动力汽车的优点包括：

第一，油耗相对较低、污染少；第二，可以使汽车制动时、下坡时、怠速时能量回收；第三，可以根据情况关停内燃机，仅由电池驱动，实现“零”排放。

不过，其最明显的缺点是长距离高速行驶基本不能省油。

混合动力汽车的关键是混合动力系统，它的性能直接关系到整车性能。

经过十多年的发展，混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速箱一体化结构发展，即集成化混合动力总成系统。

混合动力总成以动力传输路线分类，可分为串联式、并联式和混联式等三种。

串联式动力：

串联式动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成，它们之间用串联方式组成动力单元系统，发动机驱动发电机发电，电能通过控制器输送到电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。

小负荷时由电池驱动电动机驱动车轮，大负荷时由发动机带动发电机发电驱动电动机。

当车辆处于启动、加速、爬坡等工作情况时，发动机、电动机组和电池组共同向电动机提供电能；当电动车处于低速、滑行、怠速的工作情况时，则由电池组驱动电动机，当电池组缺电时则由发动机-发电机组向电池组充电。

串联式结构适用于城市内频繁起步和低速运行，可以将发动机调整在最佳工作情况点附近稳定运转，通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。

使发动机避免了怠速和低速运转，从而提高了发动机的效率，减少了废气排放。

但是它的缺点是能量几经转换，机械效率较低。

并联式动力：

并联式装置的发动机和电动机共同驱动汽车，发动机与电动机分属两套系统，可以分别独立地向汽车传动系提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驱动又可以单独驱动。

当汽车加速爬坡时，电动机和发动机能够同时向传动机构提供动力，一旦汽车车速达到巡航速，汽车将仅仅依靠发动机维持该速度。

电动机既可以作电动机又可以作发电机使用，又称为电动－发电机组。

由于没有单独的发电机，发动机可以直接通过传动机构驱动车轮，这种装置更接近传统的汽车驱动系统，机械效率损耗与普通汽车差不多，得到比较广泛的应用。

混联式动力：

混联式装置包含了串联式和并联式的特点。

动力系统包括发动机、发电机和电动机，根据助力装置不同，它又分为发动机为主和电机为主两种。

以发动机为主的形式中，发动机作为主动力源，电机为辅助动力源；以电机为主的形式中，发动机作为辅助动力源，电机为主动力源。

该结构的优点是控制方便，缺点是结构比较复杂。

2.1.2纯电动汽车 

纯电动汽车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，目前电动车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。

纯电动汽车主要优点：

1、技术相对简单成熟，只要有电力供应的地方都能够充电；2、纯电动汽车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，而且电厂的排放较为集中，清除各种有害排放物较容易，相关技术成熟。

另外，电力来源广泛，可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力等。

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；3、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高。

因此有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。

纯电动汽车主要缺点：

1、目前蓄电池单位体积重量储存的能量太少，使用周期短，从几个月到几年不等；2、电动车的电池成本较高，又没形成经济规模，故购买价格较贵，使用成本不确定，这主要取决于电池的寿命及当地的油、电价。

2.1.3燃料电池汽车 

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，直接变成电能的。

燃料电池汽车具有以下优点：

零排放或近似零排放；减少了机油泄露带来的水污染；降低了温室气体的排放；提高了燃油经济性，提高了发动机燃烧效率；运行平稳、无噪声，同样也存在着不足，如造价偏高，反应/启动速度慢，氢气存储运输不便等。

近几年来，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。

目前，燃料电池轿车的样车正在进行试验，以燃料电池为动力运输的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件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。

2.1.4氢动力汽车 

氢动力汽车是一种以氢气为主要燃料的汽车，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。

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。

主要优点：

排放物是纯水，行驶时不产生任何污染物，主要缺点：

1、氢燃料电池成本过高，而且氢燃料的存储和运输按照目前的技术条件来说非常困难，因为氢分子非常小，极易透过储藏装置的外壳逃逸；2、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。

2.1.5燃气汽车 

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。

这种汽车的优点包括使用性好，无积碳，发动机寿命长，汽车大修里程可提高50%以上， 比使用常规燃料节约50%以上的维修费用。

 其缺点包括发动机动力性能有所下降，加气站的费用较高等。

近年来，世界上各国政府都积极调整汽车燃料结构。

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。

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。

近期，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。

2.1.6生物乙醇汽车 

乙醇俗称酒精，也就是说，使用乙醇为燃料的汽车。

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，可以降低尾气有害物的排放。

这种汽车的最大优点就是能减少污染。

主要不足之处是制作过程成本过高，储存时间稍长会吸收空气中的水份，发生液相分离，影响使用，而且由于目前原料主要来源于粮食作物，大量推广会引起粮食问题。

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，近来由于石油资源紧张，汽车能源多元化趋向加剧，乙醇汽车又提到议事日程。

目前世界上已有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乙醇汽车的燃料应用方式：

1、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，目前，掺烧占乙醇汽车占主要地位；2、纯烧，即单烧乙醇，可用E100%表示，目前应用并不多，属于试行阶段；3、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。

[3]

2.2新能源汽车组成设备

从全球新能源汽车的发展来看，其动力电源主要包括锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池、超级电容器，其中超级电容器大多以辅助动力源的形式出现。

主要原因是这些电池技术还不完全成熟或缺点明显，与传统汽车相比不管是从成本上、动力还是续航里程上都有不少差距，这也是制约新能源汽车的发展的重要原因。

[4]

2.2.1铅酸蓄电池

铅酸蓄电池已有100多年的历史，广泛用作内燃机汽车的起动动力源。

它也是成熟的电动汽车蓄电池，它可靠性好、原材料易得、价格便宜；比功率也基本上能满足电动汽车的动力性要求。

但它有两大缺点；一是比能量低，所占的质量和体积太大，因此一次