1、 四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 诚信承诺一、 本论文是本人独立完成；二、 本论文没有任何抄袭行为；三、 若有不实，一经查出，请取消本人论文成绩。承诺人：年 月 日四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 1 页 共 27 页汽车新能源发展方向简析摘要：随着社会不断的进步，科学技术不断的提高，汽车以成为人们生活中必不可少的一部分。汽车行业快速的发展，汽车能源不得不是我们思考的问题，汽车所耗能源又是不可再生资源，汽车的增多，能源将会不断的减少，日趋枯尽。我不得不考虑用新能源代替其现代的化石燃料，现代汽车多采用汽油，天然气作为能量的来源，都是不可再
2、生资源，就此而言对汽车新能源的发展方向简析。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 混 合 动 力 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） 、 氢 发 动 机汽 车
3、、 其 他 新 能 源 （ 如 高 效 储 能 器 、 二 甲 醚 ） 汽 车 等 各 类 别 产 品 。 其 主 要 对 其 各 种 新能 源 进 行 介 绍 ， 对 比 其 优 缺 点 ， 最 终 对 未 来 新 能 源 汽 车 提 供 更 好 的 发 展 方 向 ！关键词：电动汽车 混合动力汽车 燃料电池电动汽车 二甲醚 四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 2 页 共 27 页引 言随着中国经济的快速增长和居民收入的迅速提高，中国已经步入汽车消费大国的行列，中国的汽车销量和保有量持续高速增长，使中国汽车市场进入了买方市场，私人购车消费成为了汽车市场的消费主体。而汽车的增多，伴随着
4、汽车能源不断的加速减少，新能源的开发是提升国民经济的重要元素，二中国的国名经济重大支柱，汽车行业是其中一部分。随着汽车销量和保有量的迅速增多和高速增长，新的汽车动力能源将会带动中国国民经济迅速提升。本文着重写新能源的发展方向，对其各种新能源优缺点进行详解，找到最理想的新能源，做到低排放，零污染。总共分三个本分：第一部分对其新能源的介绍，引入新能源第二部分详细介绍各种新能源，介绍其优缺点第三部分进行总结对中国未来的汽车新能源方向进行分析四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 3 页 共 27 页目 录1. 新能源的概述（6）1.1 常规能源（6）1.2 新能源（7）1 .3 发动 机 新 能
5、 源 （ 12）1.4 新能源在客车上的应用（13）2. 分别简析各种新能源汽车（15）2.1 混合动力汽车（15）2.2 纯电动汽车（15）2.3 燃料电池汽车（16）2.4 氢动力汽车（17）四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 4 页 共 27 页3. 现代新能源汽车的对比分析（19）3.1 混合动力汽车和纯电动汽车（19）3.2 纯电动汽车和燃料电池电动汽车（19）3.3 燃料电池汽车和氢动汽车（20）结 论 （22）参考文献（23）随着社会不断的进步，人们生活水平的提高，汽车快速的升入人们的家中，汽车的消费带来的严重问题，汽车动力能源紧缺，汽车耗能属于不可再生资源，针对目前的形
6、式，国内外对解决汽车能源上投入大量的资本，其发展方向研制新能源汽车，在国内还对汽车颁布汽车以旧换新政策，从而减少能源的消耗。 1.新能源的概述四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 5 页 共 27 页能源能源是自然界中能为人类提供某种形式能量的物质，是为人类提供能量的物质或物质运动。按开发利用状况分类：常规能源：如：煤、石油、天然气、核能（核聚变）新能源：风能、太阳能、水能、海洋能、氢能（氢聚变） 、地热能、沼气、秸秆和薪柴。1.1 常规能源常规能源被人类长期广泛使用，技术上较为成熟，但目前已经发现，常规能源在应用过程中有各种各样的缺陷，或是受到条件的限制，或是开发应用中会污染自然环境。
7、常 规 能 源 也叫传 统 能 源 ，英文名 conventional energy ，已经大规模生产和广泛利用的能源。2.在大量的生产和广泛利用常规能源的过程中带来很大的环境问题 （ 1） 温 室 效 应 ：温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的，石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳。导致大气的温度持续上升，全球气候变暖，将会引起冰川融化，新的病菌再次侵入生态环境。 图 1 （ 2） 酸 雨 ：四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 6 页 共 27 页图 2 图 3大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨、煤炭中含有较多
8、的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质。造成土壤被酸化，树木死亡。 （ 3） 光 化 学 烟 雾 ：氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质光化学烟雾，主要成分是臭氧。 光化学烟雾主要是由于汽车尾气和工业废气排放造成的，汽车尾气中的烯烃类碳氢化合物和二氧化氮（NO2）被排放到大气中后，在强烈的阳光紫外线照射下，会吸收太阳光所具有的能量。 图4 这些物质的分子在吸收了太阳光的能量后，会变得不稳定起来，原有的化学链遭到破坏，形成新的物质。这种化学反应被称为光化学反应，其产物就是含剧毒的光化学烟雾。另外常规能源燃烧时产生的浮 尘 也是一种污染。 常规能源的大量消耗所带来的
9、环境污染既损害人体健康，又影响动植物的生长，破坏经济资源，损坏建筑物及文 物 古 迹 ，严重时可改变大气的性质，使生态受到破坏。中国能源需求的急剧增长打破了中国长期以来自给自足的能源供应格局，自1993 年起中国成为石油净进口国，且石油进口量逐年增加，使得中国接入世界能源市场的竞争。由于中国化石能源尤其是石油和天然气生产量的相对不足，未来中国能源供给对国际市场的依赖程度将越来越高。国际贸易存在着很多的不确定常规能源化石燃料形成 SO2、CO ,2与 H2O 形成酸雨土壤酸化、树木死亡燃烧烧降雨四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 7 页 共 27 页因素，国际能源价格有可能随着国际和平环
10、境的改善而趋于稳定，但也有可能随着国际局势的动荡而波动。今后国际石油市场的不稳定以及油价波动都将严重影响中国的石油供给，对经济社会造成很大的冲击。大力发展可再生能源可相对减少中国能源需求中化石能源的比例和对进口能源的依赖程度，提高中国能源、经济安全。 此外，可再生能源与化石能源相比最直接的好处就是其环境污染少。现代国内外提倡绿色环保，共建和谐社会，其再诉新能源的重要性。1.2 新能源新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、水 能 、风能、地热能、波 浪 能 、洋 流 能 和潮 汐 能 ，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼 气 、酒精、甲醇等
11、，而已经广泛利用的煤 炭 、石 油 、天 然 气 、水能、等能源，称为常规能源。随着常 规 能 源 的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。 日前在中国，可以形成产业的新能源主要包括水能（主要指小型水电站） 、风能、生物质能、太阳能、地热能等，是可循环利用的清 洁 能 源 。新能源产业的发展既是整个能源供应系统的有效补充手段，也是环境治理和生态保护的重要措施，是满足人类社会可持续发展需要的最终能源选择。 新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量资源称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新
12、能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。 按类别可分为：太阳能，风能，生物质能，核能，氢能，地热能，海洋能，小水电，化工能（如醚基燃料）等。 (1)太 阳 能太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。利用太阳能的方法主要有：太阳能四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 8 页 共 27 页电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能；太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电等。 太 阳 能 光 伏 、 光 热 、 光 合 作 用 在 生 活 中 无 处 不 在 ， 如 光 伏 电 池 、 建 筑 材 料
13、、植 物 的 光 合 作 用 等 。 图5(2)核 能核能是通过转化其质量从原子核释放的能量。核能的释放主要有三种形式： A.核裂变能 所谓核裂变能是通过一些重原子核的裂变释放出的能量 B.核聚变能 由两个或两个以上氢原子核结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。C.核衰变 核衰变是一种自然的得多的裂变形式因其能量释放缓慢而难以加以利用 核 能 的 缺 陷1)资源利用率低 2）反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决 3）反应堆的安全问题尚需不断监控及改进 4）核不扩散要求的约束 5）核电建设投资费用
14、仍然比常规能源发电高，投资风险较大 (3)海 洋 能海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。 图6 海 洋 能 特 点1.海洋能在海洋总水体中的蕴藏量巨大，而单位体积、单位面积、单位长度所拥有的能量较小。2.海洋能具有可再生性。海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力，只要太阳、月球等天体与地球共存，这种能源就会再生，就会取之不尽，用之不竭。3.海洋能有较稳定与不稳定能源之分。较稳定的为温度差能、盐度差能和海流能。不稳定能源分为变化有规律与变化无规律两种。属
15、于不稳定四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 9 页 共 27 页但变化有规律的有潮汐能与潮流能。人们根据潮汐潮流变化规律，编制出各地逐日逐时的潮汐与潮流预报，预测未来各个时间的潮汐大小与潮流强弱。4.海洋能属于清洁能源，也就是海洋能一旦开发后，其本身对环境污染影响很小。 (4)波 浪 发 电据科学家推算，地球上波浪蕴藏的电能高达 90 万亿度。目前，海上导航浮标和灯塔已经用上了波浪发电机发出的电来照明。大型波浪发电机组也已问世。中国在也对波浪发电进行研究和试验，并制成了供航标灯使用的发电装置。将来的世界，每一个海洋里都会有属于我们中国的波能发电厂。波能将会为中国的电业作出很大贡献。 (
16、5)潮 汐 发 电据世界动力会议估计，到 2020 年，全世界潮汐发电量将达到 1000-3000 亿千瓦。世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站，发电能力 24 万千瓦，已经工作了 30 多年。中国在浙江省建造了江厦潮汐电站，总容量达到 3000 千瓦。 (6)风 能风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的 10 倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。目前风能最常见的利用形式为风力发电。风力发电目前有两种思路，水平轴风机和垂直轴风机。水平轴风机目前应用广泛，为风力发电的主流机型。 图 7 (
17、7） 铀 能铀能是原子能的一种。这种能源在地球上虽然储量稀少，但功效却大大高于其他能源。在一座普通发电站，一天大约要用 1000 吨左右的煤，但如果使用铀，只需要大约 0.5 千克就可以了。这样即环保还能节省煤炭消耗，对地球环保四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 10 页 共 27 页有着巨大贡献。 (8)生 物 质 能生物质能来源于生物质，也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式，它直接或间接地来源于植物的光合作用。 生 物 质 能 利 用 现 状2006 年底全国已经建设农村户用沼气池 1870 万口，生活污水净化沼气池 14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程 2,000
18、多处，年产沼气约 90 亿立方米，为近 8000 万农村人口提供了优质生活燃料。中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。2006 年用于木材和农副产品烘干的有 800 多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近 600 处，年生产生物质燃气 2,000 万立方米。 (9)地 热 能地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。中国地热资源丰富，分布广泛，已有5500 处地热点，地热田 45 个，地热资源总量约 320 万兆瓦。 (10)氢 能安全环保：氢气分子量为 2, 仅为空气的 1/14, 因此，氢气泄
19、漏于空气中会自动逃离地面，不会形成聚集。而其他燃油燃气均会聚集地面而构成易燃易爆危险。氢气无味无毒，不会造成人体中毒，燃烧产物仅为水，不污染环境。高温高能：1kg 氢气的热值为 34000Kcal, 是汽油的三倍。氢氧焰温度高达 2800 度，高于常规液气。热能集中：氢氧焰火焰挺直，热损失小，利用效率高。自动再生：氢能来源于水，燃烧后又还原成水。催化特性： 氢气是活性气体催化剂，可以与空气混合方式加入催化燃烧所有固体，液体、气体燃料。加速反应过程，促进完全燃烧，达到提高焰温、节能减排之功效。还原特性：各种原料加氢精炼。变温特性：可根据加热物体的熔点实现焰温的调节。来源广泛：氢气可由水电解制取，
20、水取之不尽，而且每 kg 水可制备 1860 升氢氧燃气。 即产即用：利用先进的自动控制技术，由氢氧机按照用户设定的按需供气，不贮存气体。应用范围广：四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 11 页 共 27 页适合于一切需要燃气的地方。氢能的缺点：（1）制取成本高，需要大量的电力；（2）生产、存储难：氢气密度小，很难液化，高压存储不安全。 （ 11） 海 洋 渗 透 能如果有两种盐溶液，一种溶液中盐的浓度高，一种溶液的浓度低，那么把两种溶液放在一起并用一种渗透膜隔离后，会产生渗透压，水会从浓度低的溶液流向浓度高的溶液。江河里流动的是淡水，而海洋中存在的是咸水，两者也存在一定的浓度差。在江
21、河的入海口，淡水的水压比海水的水压高，如果在入海口放置一个涡轮发电机，淡水和海水之间的渗透压就可以推动涡轮机来发电。 （ 12） 水 能水能是一种可再生能源，是清洁能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括：河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。地表水的流动是重要的一环，在落差大、流量大的地区，水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代资源。目前世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。可以利用电解水分子和光以及化学分解水分子的方式，来分解到可燃烧的
22、氢气，它可作为新的，多用途的能源来替代现有的矿物质能源。 图 8（13）未 来 的 几 种 新 能 源 波能：即海洋波浪能。这是一种取之不尽，用之不竭的无污染可再生能源。可燃冰：这是一种甲烷与水结合在一起的固体化合物，它的外型与冰相似，故称“可燃冰” 。可燃冰在低温高压下呈稳定状态，冰融化所释放的可燃气体相当于原来固体化合物体积的 100 倍。据测算，可燃冰的蕴藏量 图 9比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。 煤层气：煤在形成过程中由于温度及压力增加，在产生变质作用的同时也释四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 12 页 共 27 页放出可燃性气体。微生物：世界上有不少国家盛产甘蔗、甜
23、菜、木薯等，利用微生物发酵，可制成酒精，酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点，用其稀释汽油可得到“乙醇汽油” ，而且制作酒精的原料丰富，成本低廉。 1.3发 动 机 新 能 源氢能、风能、太阳能、海洋能、生物质能和核聚变能新能源的方式，只是能量利用多步骤中前移的一环。而被忽视，潜力巨大的发动机或做功原理、观念的革新更是未来能源开发的第一大方向！现在的能量利用效率不高，浪费惊人。经典的热机做功方式，能量做功的有用效率只有 25%（1/4） ，最高也就1/3（33.3%）.而 100%能量中的 75%（3/4） 、或 66.67%（2/3）都作为无用的热浪费掉了。另有意外， “班克斯热机”是利用
24、记忆合金制成的不要燃料，不耗电力的高效发动机。热机做功的原理是燃料产热=微观粒子的无序运动。这个热运动，平均说三维空间上每个方向的能量各占 1/3，而热机做有用功的也就三维方向中的一个方向维度。其他二维方向上的能量只好作为废热浪费掉！几十年前已经开始冷落的“绝热发动机”没有象“古典热机原理”预测的那样提升发动机的效率。证明古典热力学机理模型有了问题！而且是大问题！热机出口温度与入口温度的比不是决定发动机效率的关键因素！“绝热”显然已经不是提高热机效率的好创意。原因何在？源自“新热力学发动机原理”！“无热发动机” 。当热已经产生，无序运动已经出笼，魔兽就控制不住了！引擎的效率被这 1/3 或 1
25、/4 极限桎梏住了。陶瓷“绝热”只是没有诊断对的“错方” ，用错药就是必然。当旧能源（包括新能源）没有产热，新引擎 100%做功才会成为可能！也就是旧、新能源微观做有序的一维的运动，发动机的效率才能回归 100%，浪费的 2/3 或 3/4 能源才可引尔能发，不向或少向环境排泄废热，污染环境，节约大自然的资源！充分利用好旧能源，为新能源的完美浮出打好前站，做好基础！ 1.4新 能 源 在 客 车 上 的 应 用(1)混合动力客车约占我国新能源客车市场 90%以上份额，是无可争议的主导车型。对于我国客车行业来说，混合动力主要是柴油电混合，优点是可以降低 30%以上的燃油消耗，排放标准可以达到国水
26、平，缺点是蓄电池容量和寿四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 13 页 共 27 页命问题没有得到彻底解决，混合动力客车属于发展期产品，允许进行批量生产，但只能在批准的区域、范围、期限和条件下销售、使用，并至少对 20%销售产品的运行状态进行实时监控， 造成单车价格下不来。 (2)纯电动客车由蓄电池作为动力源。以电机代替燃油机，噪声低、无污染，使用单一的电能源。而且，纯电动车的蓄电池可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，可以平抑电网的峰谷差。目前，我国纯电动车主要用于机场、社区、球场等地方。纯电动客车作为起步期产品，只能进行小批量生产，在批准的区域、范围、期限和条件下进行示范运行，并对
27、全部产品进行实时监控。 (3)燃料电池客车主要是氢燃料电池客车，被认为是最有前途的产品，能够真正解决能源短缺问题，并且真正实现了零排放。但也是属于起步期产品。 (4)CNG 客车CNG(压缩天然气)作为一种气体燃料，与空气混合更均匀，燃烧更加充分，排放的 CO 、HC 等有害物质更少;天然气燃烧后没有积炭，可减少发动机磨损，维护保养费用低;天然气发动机改装简单，特别是用汽油机改装的双燃料发动机，因性价比极高，使用广泛;此外更重要的一点是，行驶同样公里数，天然气客车的燃料费用要远低于柴油或者汽油机，经济效益非常高。 (5)LNG 客车LNG(液化天然气)可以更大地压缩天然气体积，一次充气，可以行
28、驶 500km 甚至 1000km 以上，非常适合长途运输使用，并且 LNG 是液态，不受天然气管网的影响，同时各项指标显著优于 LPG。 (6)LPG 客车LPG(液化石油气)的性能和使用基本与 CNG 相似，其使用的原因主要有三方面：一是作为燃油的替代品，二是排放清洁，污染较低，三是使用价格便宜。不过，因为液化石油气也是来自石油，资源有限，因此目前推广受到广泛质疑。 (7)醇燃料客车醇燃料主要是指甲醇和乙醇，目前国内外应用较多的是在汽油中混合一定比例的醇燃料，也有部分地区使用的是高比例的醇燃料。由于甲醇燃料来源广，可以从天然气、劣质煤、油砂、木屑等凡是能产生一氧化碳和氢气的物质中提炼出来，
29、并且生产工艺简单，设备少，运输方便，故在我国得到主要应用。但是近年来国际上对于乙醇燃料的研究更加重视。 (8)其它能源客车目前在我国出现的主要有二甲醚燃料与液压混合动力公交车和超级电容公交车等，另外还有如兰凯博产品醚基汽油是利用二甲醚液化后四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 14 页 共 27 页经过高科技的配方生产的替代汽油新能源，可以在普通汽车上不用改装就可以任意比例与汽油混合使用，也可单独使用。四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 15 页 共 27 页2.分 析 简 介 各 种 新 能 源 汽 车2.1混 合 动 力 汽 车混合动力是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/
30、发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的车型。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是：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，
31、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。 1997 年 12 月，丰田汽车公司首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力轿车 PRIUS。到 2012 年时，其所有的车型将全部装上混合动力发动机。丰田汽车公司在实现混合动力系统的低能耗、低排放和改进行驶性能方面已经走在了世界的前列。2.2纯 电 动 汽 车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
32、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，即四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 16 页 共 27 页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
33、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，目前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: 目前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
34、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。 纯电动汽车在国内已经大量使用在轿车，小型公共汽车上。2.3 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 23 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
35、用的要求。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四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 17 页 共 27 页着技术性挑战，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
36、排放。 2、减少了机油泄露带来的水污染。 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。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。 2.4氢 动 力 汽 车 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
37、统动力汽车相比，氢动力汽车成本至少高出 20%。 中 国 长 图 10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
38、味索然。而目前（指 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，而且氢与氧气在燃四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 18 页 共 27 页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，
39、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。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。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” 。四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 19 页 共 27 页3.现代新能源汽车的对比分析3.1 混合动力汽车和纯电动汽车随着社会不断的进步，科技的快
40、速发展，混合动力与纯电动汽车已经融入人们的生活中。科技的快速发展，汽车的生产和消费快速上升，导致不可再生资源的快速的减少，人们不断的研究，将其新动力汽车引进生活，其混合动力和纯电动汽车属其技术较为成熟的一部分。混合动力汽车主要是将不可再生资源同电力动力组合使用，在目前的技术和资源看来比较适宜。但是，在目前实际生活中，混合动力汽车多半采用传统的内燃机和电动机作为动力源，通过混合使用热能和电力两套系统开动汽车。使用的内燃机既有柴油机又有汽油机，因此可以使用传统汽油或者柴油，也有的发动机经过改造使用其他替代燃料，例如压缩天然气、丙烷和乙醇燃料等。使用的电动力系统中包括高效强化的电动机、发电机和蓄电池
41、。蓄电池目前使用的有铅酸电池、镍锰氢电池和锂电池，将来应该还能使用氢燃料电池。因为汽油和柴油不断的减少，在汽车上装内燃机和电池两部分提供动力，充分节省了不可再生资源的消耗，其中混合动力汽车最大的优点可以将不可再生资源燃烧产生的能量储存在电池中，在不需要大功率时，关掉内燃机工作，使其电直接工作，提供汽车正常运行的动力。纯电动汽车虽然造价成本降低、简单，但是现在电池的最大容电量依然很小，大容量电池技术不是很成熟，给车主带来很大的麻烦，同时也会造成巨大的能源消耗，因为，纯电动汽车的投入使用，将会建大量的充电站。将会使用更多的钢材料，从而也造成了不可再生资源的损耗。3.2 纯的动汽车和燃料汽车燃料电池
42、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。燃料电池汽车的工作原理是，使作为燃料的氢在汽车搭载的燃料电池中，与大气中的氧发生化学反应，从而产生出电能启动电动机，进而驱动汽车。甲醇、天然气和汽油也可以替代氢（从这些物质里间接地提取氢） ，不过将会产生极度少的二氧化碳和氮氧化物。但总的来说，这类化学反应除了电能就只四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 20 页 共 27 页产生水。因此燃料电池车被称为“地道的环保车” 。其次，燃料电池汽车的能量转效率是内燃机的23倍。对其汽车的技术要求很
43、高，首先要解决汽车的燃料储存，进行化学反应，产生电流。其中所需燃料氢气和甲醇的的储存，氢气的消耗最终产物是水，能实现汽车零排放，无污染。但是氢气消耗后的来源成为当代技术的最大限制。甲醇汽车的动力不必汽油汽车差，世界上最昂贵、速度最快、科技含量最高的 f1 赛车动力很强劲，都已采用甲醇提供动力。我个人认为燃料电池汽车将会成为人类发展的广阔空间，成为汽车的动力源，相比之下比纯电动汽车更容易。3.3 燃料汽车和氢动力汽车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
44、出 20%，氢动力汽车能量转化效率高达 6080，为内燃机的 2 至 3 倍。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是洁净的水，它本身工作不产生一氧化碳和二氧化碳，也没有硫和微粒排出。燃料电池本身工作没有噪声、震动，起电极仅作为化学反应的场所和导通的通道，本身不参与化学反应，没有损耗，寿命长。从这些方面来看，氢动力汽车当之无愧是未来汽车发展得重点。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
45、 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 。 虽 然 氢 能 源 汽 车 的 成 本 提 高 ， 但 是 氢 能 源 汽 车 能 够 实 现 真 的 零 排 放 。氢 燃 烧 产 物 为 洁 净 的 水 ， 其 水 则 是 氢 与 氧 的 化 合 物 。 分 解 后 又 是 氢 ， 则 可 循 环利 用 。 这 将 是 一 个 最 大 的 难 题 ， 对 其 技 术 要 求 比
46、 较 高 ， 要 找 到 能 够 使 水 自 行 分解 的 催 化 剂 ， 如 果 能 够 实 现 ， 将 会 将 人 类 带 入 另 一 个 崭 新 的 时 代 ， 同 时 汽 车 行业 将 飞 奔 快 速 发 展 。四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 21 页 共 27 页图 11汽 车 新 能 源燃料电池氢动力 电 能可燃冰四川工业管理职业学院 毕业作业（设计） 第 22 页 共 27 页结 论总的看来汽车新能源发展方向在电能，燃料电池，氢能等几个方面，在目前看来电能成为人们重点研究对象，电能我们可以利用风能，势能获得，这些都是可再生资源，关键解决的问题是电池的电容量，只要解决了电池的电容量增加，可以在汽车行驶三百公里以上不需充电，就可以使消费者放心的消费，免去没电的烦恼；其次，也可以用燃料电池，氢动力作为汽车的能源。用氢作为汽车动力能源是最理想的，只要我们能够找到一种物质能够使水自行分解成氢气和氧气，氧气和氢气燃烧又生出水，循环利用。我坚信在不久的将来人们将会实现将氢自行分解，将人类推上最高分。不光是以上的新能源，还有可燃冰也能作为汽车的动力。总节起来汽车的新能源发展方向有纯电动，燃料电池，氢动力，可燃
