1、海南大学课程论文我国纯电动汽车和混合动力汽车发展比较研究The Comparative Study of Development Of pure electric cars and hybrid vehicles In China学 院： 专业班级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 2011 年 5 月 29 日摘 要随着世界能源与环保问题的日趋严峻，开发低排放、低油耗的新型汽车成为当今汽车工业界的紧迫任务。纯电动汽车和混合动力汽车此时迎运而生，零排放的传电动汽车和融合了传统内燃机汽车和电动汽车两者的优点的混合动力汽车成为未来汽车发展的主流。关键词:能源与环保；纯电动汽车；混合动力汽车；比较A
2、bstractBecause the problem of world energy and environmental protection is becoming stern day by day, the development of new automobiles which have low emissions and low oil consumption now becomes a urgent duty in the automobile industrial world. Pure electric cars and hybrid vehicles were born in
3、time, zero-emission electric cars and hybrid vehicles with mass fusion advantages of traditional internal combustion engine and electric vehicles become the mainstream of the development of future cars.Key words: energy and environmental protection; electric cars; hybrid vehicles ; compar目录1 绪论 12 纯
4、电动汽车和混合动力汽车的发展历史及优缺点 .12.1 纯电动汽车的出现及发展 12.2 纯电动汽车的优缺点 22.3 混合动力汽车的出现及发展 42.4 混合动力汽车优缺点 42.5 混合动力电动汽车与纯电动汽车相比的主要优势 .53 纯电动汽车和混合动力汽车在我国发展的前景 .63.1 纯电动汽车在我国有广阔的应用前景和潜在的发展远景 63.2 混合动力汽车有可能占据汽车生产、销售、保有量的主要地位 .74 结论 7致谢 .8参考文献 91 绪论伴随着中国经济的迅速发展，中国成为全球最大的汽车需求国。然而石油资源的枯竭、气候变暖和国际重要的石油出口国和进口国的战略政策的调整等众多因素使未来汽
5、车发展的主力军新能源汽车逐渐进入了寻常百姓的视野，中国发展新能源的紧迫性日益凸显，然而中国目前关于新能源汽车的政策和新能源汽车技术的不成熟性和较高的价格使大多数购买者都持观望态度。2 纯电动汽车和混合动力汽车的发展历史及优缺点2.1 纯电动汽车的出现及发展电动汽车发明于 1834 年，在 1911 年内燃机汽车起动机发明之前，电动汽车在汽车工业中占有重要的地位，1 9 世 纪 末 期 到 1920 年 是 电 动车 发 展 的 一 个 高 峰 。 在 早 期 的 汽 车 消 费 市 场 上 电 动 车 比 内 燃 机 驱 动 车 辆有 着 更 多 优 势 ： 无 气 味 、 无 震 荡 、 无
6、 噪 音 、 不 用 换 挡 和 价 格 低 廉 ， 这 形成 了 以 蒸 汽 、 电 动 和 内 燃 机 三 分 天 下 汽 车 市 场 随后，由于石油的大量开采利用和内燃机的种种优越性，电动汽车逐渐被人们忽视。1970 年代的石油危机使纯电动汽车再次引起了人们的瞩目而 1980 年代人们对空气质量和温室效应的日益关注则使纯电动汽车获得了迅速发展的机会，从此电动汽车进入了有组织、有计划的研发阶段。在政府政策的大力支持下，电动汽车已成为汽车厂商的新兴战略性产业。在 2009 年底，工信部发布了第五批节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录名单。在该推荐目录名单中，上海申沃、江苏常隆和柳州五
7、菱三家企业的三款电动汽车，赫然在列。事实上，自第 193 批新车目录首次公布节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型以来，迄今为止工信部公布的 5 批共 46 款各类新能源汽车中，电动车就占了 28 款，不仅数量超过所有其他技术路线的新能源汽车总和，而且涉及的厂家有东风、长安、奇瑞、比亚迪、哈飞等近 20 家。此外，电动汽车最近更是“荣升”为“新能源、节能环保、电动汽车、新材料、新医药、生物育种和信息产业”七大新兴战略性产业的“七子”之一，如此种种足以看出，国家已把电动汽车而非其他技术路线的新能源汽车，列为未来国家的战略性产业之一。2.2 纯电动汽车的优缺点纯 电 动 汽 车 是 完 全 由
8、可 充 电 电 池 提 供 动 力 源 的 汽 车 。 即是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车。它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车前进。从外形上看，电动汽车与日常见到的汽车并没有什么区别，区别主要在于动力源及其驱动系统。即纯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。虽 然 它 已 有 134 年 的 悠 久 历 史 ， 但 一 直 仅 限 于 某 些 特定 范 围 内 应 用 ， 市 场 较 小 。 主 要 原 因 是 由 于 各 种 类 别 的 蓄 电 池 ， 普 遍 存在 价 格 高 、 寿 命 短 、 外 形 尺 寸
9、 和 重 量 大 、 充 电 时 间 长 等 严 重 缺 点 。（1） 无污染，噪声低与内燃机汽车相比，电动汽车工作时不产生排放污染物，驱动电机工作时产生的噪声也比内燃机产生的噪声小。但是，使用电动汽车并非绝对无污染，例如在使用铅酸蓄电池做动力源时，电池制造、使用过程中人们都要接触到铅，蓄电池充电时会产生酸气，造成一定的大气污染。另外，蓄电池充电所用的电力，在用煤炭作燃料时也会产生 CO、SO2、粉尘等有害排放物质。但总的来说，它的污染比内燃机的废气要轻得多。（2） 能源效率高来源多样化电动汽车的研究表明，其能源利用效率已超过汽油机汽车，特别是在城市运行时，汽车走走停停，行驶速度不高，电动汽车
10、更加适宜。电动汽车停止时不消耗电量，在制动过程中，电动机还可以自动转化为发电机，实现减速制动时能量的回收利用。另一方面，电动汽车的应用可有效地减少对石油资源的依赖。向蓄电池充电的电力可以由煤炭、天然气、水力、核能、太阳能、风力、潮汐等能源转化而来，除此之外，如果夜间向蓄电池充电，还可以避开用电高峰，有利于电网均衡负荷，减少费用。（3） 结构简单，使用维修方便电动汽车较内燃机汽车结构简单，运转、传动部件少，维修保养工作量小，当采用交流感应电动机时，电机无需保养维护，而且电动汽车容易操纵。（4）电动车空调问题电动空调的耗电功率在 34kw，一般开启空调，电动车的续驶里程至少要减少三分之一，换言之，
11、原来能行驶 90 公里的电动车，当使用空调时最多只能行驶 60 公里。 5（5）动力电源使用成本高，续驶里程短目前电动汽车尚不如内燃机汽车技术完善，一方面是动力电源（电池）的寿命短，使用成本高；另一方面是电池的储能量小，一次充电后行驶里程不理想，电动车的价格较贵。但从发展的角度来看，随着科技的进步，电动汽车的问题会逐步得到解决。（6）电池适应性差除了快速充电问题很难解决外，电池在低温条件下容量将明显降低，在高温条件下(50)又需要泠却才能正常工作，而这也是要消耗自身能量的。此外，随着使用时间的延长，电池的各种性能将逐渐下降，其结果将造成电动车整车性能(车速、加速性、一次充电的续驶里程)不断下降
12、。（7）基础设施尚不完善对于无车库的城市车主，在家充电并不方便；即便可以用家用 220 伏电压充电，安全上也存在一定隐患。为根本解决这一问题，唯一的办法是在小区、停车场建充电站，类似网络的普及不是短期内能够实现的。目前中国电动车的基础设施(主要是充电设施) 还很有限，电网公司已开始对该业务模式进行了有意义的尝试。国家电网公司未来将在上海、北京、天津等地建设首批充电站，成为示范运行的纯电动汽车补充电力的基站；服务对象不仅仅是纯电动公交车，还包括未来商业化前景更大的纯电动轿车。南方电网公司已经在深圳市投入了约 3，000 万元的资金用于建设电动车充电站的项目；大力支持电动车项目的发展，提出要做国内
13、第一个“充电城市”。 2.3 混合动力汽车的出现及发展当前普遍使用的燃油发动机汽车存在种种弊病，统计表明在占 80%以上的道路条件下，一辆普通轿车仅利用了动力潜能的 40%，在市区还会跌至 25%，更为严重的是排放废气污染环境。20 世纪 90 年代以来，世界各国对改善环保的呼声日益高涨，各种各样的电动汽车脱颖而出。虽然人们普遍认为未来是电动汽车的天下，但是目前的电池技术问题阻碍了电动汽车的应用。由于电池的能量密度与汽油相比差上百倍，远未达到人们所要求的数值。现实迫使工程师们想出了一个两全其美的办法，开发了一种混合动力装置的汽车。混合动力汽车是采用传统的内燃机和电动机作为动力源，通过混合使用热
14、能和电力两套系统开动汽车，达到节省燃料和降低排气污染的目的。使用的内燃机既有柴油机又有汽油机，但共同的特点是排量小、质量轻、速度高、排放好。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混合动力汽车整车性能。经过 10 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、电机和变速器一体化结构发展，即集成化混合动力总成系统。2005 年 10 月 1 日，作为我国“十五”期间电动汽车重大专项的重要组成部分之一，我国“混合动力电动汽车国家标准”已经由国家质检总局、国家标准委正式实施，此次我国颁布实施的第一批共六项混合动力电动汽车国家标准是混合动力电动汽车开发、生产、试验、管理
15、的技术基础，更是依靠标准实现科学导向的具体体现。2.4 混合动力汽车优缺点（1）价格偏高制约消费者的购买力以普锐斯为例。目前由于技术限制，普锐斯售价一直偏高，在国外和国内的售价上相差也较大。一辆普瑞斯在日本的售价相当于人民币 16 万元，比同级别汽油车仅贵 3 万元人民币，在获得部分政府补贴后，价格相当；但在我国售价要 30 万元左右。虽然能降低油耗，但节省下的钱并不能抵消消费者的购车款，故有“普锐斯 PRIUS 所节省的汽油的价值远低于普锐斯 PRIUS 比同级别全汽油车高出的价值”之说。据调查，中国的汽车消费主要还是倾向于经济型车辆，偏高的售价让普通消费者对混合动力车望而却步。(2)燃油经
16、济性好混合动力汽车的主要优势在于将发动机和电动机结合，可以加大马力，并提高燃油经济性。对于一般轿车，油耗为 19 英里每加仑，普锐斯则为60 英里每加仑。美国通用汽车公司的混合动力公交客车车队经试运行证明，混合动力车比普通客车可节省燃料 40 %60 %。 1(3)环境经济性混合动力汽车的两种动力装置可单独使用，也可同时使用，对于不同的道路环境实施不同的供能方案，能大大降低污染程度。2.5 混合动力电动汽车与纯电动汽车相比的主要优势1）电池容量大为减少，进而可以降低整车质量，为提高动力性做出贡献。2）由于采用辅助动力驱动，打破了纯电动汽车续驶里程的限制，其长途行驶能力可与传统汽车相媲美。3）在
17、混合动力电动汽车上采用高度实时和动态的优化策略，优化控制的结果尽量使动力系统各部件工作在最佳状态和最高效率区域，大大限制了内燃机在恶劣工况下的高燃油消耗和大量的尾气排放，大大提高了混合动力汽车的燃油经济性。在排放限制严格的地区，还可以关闭辅助动力，以纯电动方式工作，成为零排放汽车。4）空调系统等附件由内燃机直接驱动，有充分的能源供应，保证了汽车的乘坐舒适性。5）在控制策略的作用下，辅助动力可以向储能装置提供能量，从而保证混合动力电动汽车无需停车充电，因而可以利用现有加油站，不需要进行专用充电设施的建设。6）由于混合动力汽车的电池组在使用过程中是浅充浅放，所以延长电池的使用寿命。3 纯电动汽车和
18、混合动力汽车在我国发展的前景从 1970 年代的石油危机到最近的伊拉克战争表明，能源缺乏的问题已经向内燃机汽车时代提出了严峻的挑战；从环保的角度来说，由于汽车工业的不断发展，汽车的保有量不断增加，汽车排放的有害物质已经成为大气污染的一个重要来源，给人们的生产和生活都造成了极为不利的影响，早已引起了世界上许多国家的高度重视，改革传统的内燃机，寻找新的替代能源，努力扭转目前以石油为主的能源利用格局，研究开发低污染、甚至无污染的汽车，已成为许多国家的共同奋斗目标。电动汽车科技发展“ 十二五” 专项规划的草案已经拟定，将进一步增大对于电动汽车科技研发的投入，继续支撑和引领中国电动汽车的发展，抓住未来
19、5 至 10 年的机遇，成为节能及新能源汽车的强国。插电式电动汽车的纯电动汽车成为近期发展战略的主流；燃料电池汽车成为未来占据全球市场的制高点；短期内发展节能汽车及混合动力汽车，以实现传统汽车节能技术改造、升级换代。3.1 纯电动汽车在我国有广阔的应用前景和潜在的发展远景尽管由于电池技术的影响，美国等国家修改了过去大力发展纯电动汽车的乐观宏伟计划，但中国的情况与美国有较大差别。第一：能源压力远大于美国；第二：中国的汽车主要集中在少数几个特大型中心城市，这些大城市大气污染的压力非常严重；第三：中国城市的规划布局、交通状况、人们的居住习惯、生活和出行方式与美国有本质的区别。这些差别决定了中国对电动
20、汽车的要求和电动汽车的使用条件和环境有自己的特殊性。因此，上述情况必将为电动汽车开辟较为广阔的背景。纯电动汽车的瓶颈在于动力电池这项关键技术如果解决了电池问题，纯电动汽车的优势是其他任何动力的车辆所无法比拟的。正是因为此，863 战略规划专家把纯电动汽车列为商业化运作项目，对纯电动汽车的美好前景充满信心。如果油价每升涨至 10 元，预计消费者五年之内就可以完全赚回他们为购买电动汽车所支付的费用。尽管进一步放开油价似乎迫在眉睫，但是油价调整的幅度依然不甚明朗。近期有诸多因素导致原始设备制造商和消费者平添了购买电动汽车的增量成本。然而，就长期而言，随着汽油价格的调整和技术的进步，电动汽车可能成为中
21、国普通消费者寻求实惠的选择。3.2 混合动力汽车有可能占据汽车生产、销售、保有量的主要地位由于丰田公司和本田公司在全球的业绩，人们对混合动力汽车的产业化毫不怀疑混合动力汽车无疑将会在我国汽车总产量中占据非常重要的地位。但混合动力汽车的性能依赖于优化的控制策略目标是如何尽可能地发挥利用内燃机的高效率。因此它很可能受到高效、低排放柴油机技术发展尤其是目前正在、肖然兴起的发动机可变行程技术和自动停缸技术的挑战。换句话说混合动力汽车的发展前途，离不开内燃机技术的进步在国际能源紧缺的大环境下，混合动力技术的应用，可以很好的为汽车行进中减速、下坡过程的能量节省消耗，同时减少排量、降低污染。混合动力技术的兴
22、起，已是大势所趋! 对全球市场而言，在石油危机和环境污染的双重威胁下，世界各国都在不遗余力地发展“绿色能源”和“清洁动力” ，各大汽车企业都希望借此完成向技术密集型工业化的转变，从而走上节约资源，集约经营，实现经济效益、社会效益和生态效益的同步提高。在我国推广使用混合动力汽车，可在一定程度上缓解石油供求的矛盾，节约大量外汇，这对于保持我国能源安全具有重要的战略意义。同时可大幅度降低汽车尾气排放，减少汽车对大气环境的污染。混合动力汽车若形成产业，可带动其他相关产业的发展，并为国家创造更多利税和就业岗位，推动我国经济的发展。4 结论两种形式新能源汽车的相关技术具有相互促进作用同时每一种新能源汽车瓶
23、颈技术的突破，又将会影响另一种新能源汽车乃至传统汽车的发展。未来充满了未知数我们将拭目以待。然而有一点是可以确信无疑的就是石油资源的枯竭不是祀人忧天的，具有能源多样、高效节能和环境友好特性的汽车必然会引领未来的潮流。致谢第一次做课程论文，难免有很多东西都在摸索中，在这里感谢陈老师给给予的细心指导和帮助。参考文献1孙志军，赵黎明，吴志新，郭英男.我国发展混合动力汽车的技术经济分析N.天津大学学报，2007， （5）:230-2322陈泉丰.谈新能源电动汽车在我国的发展R.经济论坛，2009:1823蒋延莲.混合动力汽车发展前景探讨J.江苏科技信息，2010， （2）: 46-474李春卉.电动汽车的发展现状及趋势研究J.汽车工业研究 2005，(5):44-465蒋瑞斌，谭理刚.电动汽车的发展及面临的挑战J.汽车制造技术，2009，(2):23-25
