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1、绿色环保汽车的发展系 别： 机械工程系 学生姓名： 贾建豪 专业班级： 07级汽检四班 学 号： 071340430 指导教师： 付东军 2009 年 12 月 5 日独创性声明本人声明所呈交的毕业论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日毕业论文版权使用授权书 本毕业论文作者完全了解学校有关保留、使用毕业论文的规定，即：学校有权保留并向有关部门或机构送交

2、论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权郑州职业技术学院要以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。 保密，在_年解密后适用本授权书. 本论文属于 不保密。（请在以上方框内打“”）毕业论文作者签名： 指导教师签名：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日摘 要电动汽车是汽车工业发展的必然趋势，纯电动汽车和燃料电池汽车是电动汽车发展的最终方向。电动汽车的大规模应用需要相对较长的过程，将经历不同的发展阶段。国外电动汽车发展的技术路线已逐渐明晰：在起步期对各种电动汽车技术方向进行探索；在过渡期将混合动力汽车作为主要发展方向；纯电动

3、汽车和燃料电池汽车则是成熟期的最终发展目标；各阶段的发展重点都是以乘用车为代表的中小型车辆。国内混合动力汽车技术渐趋完善，已进入商业化推广阶段；纯电动汽车技术日趋成熟，已在特定区域开始推广应用。关键词：燃料电池；新能源汽车；电动汽车的发展现状目 录摘 要2目 录4第1章 绪论51.1 概述51.2 国内外研究与发展现状5第2章 国内的研究形势6（一） 国外电动汽车发展现状7（二） 国内电动汽车的发展现状8第2章 新能源技术102.1 概述102.2新能源的开发研究102.2.1 燃料电池汽车的开发状况1022.2 对燃料电池汽车发展前景的看法11致 谢14参考文献15第1章 绪论1.1 概述总

4、结了国内外电动汽车的发展现状及趋势，重点探讨了我国纯电动汽车的发展方向及能源供给模式，将我国纯电动汽车发展阶段划分为示范应用期和推广成熟期，分析了现阶段纯电动汽车发展的重点和存在的问题，同时针对纯电动汽车能源供给模式， 指出了需要开展研究的技术重点和方向。1.2 国内外研究与发展现状目前，环境和能源问题日益严峻，传统燃油汽车环境污染严重，能源消耗大，引起人们越来越多的关注与担忧。电动汽车具有节能、环保的优势，可有效缓解能源资源紧张、大气污染严重等问题。 电动汽车是以电池或超级电容为动力源，全部或部分由电机驱动的汽车。按照目前技术状态和车辆驱动原理，电动汽车主要分为混合动力汽车、纯电动汽车和燃料

5、电池汽车 3 种类型，此外，在混合动力汽车的基础上出现了可外接充电的混合动力汽车。第2章 国内的研究形势面对日益严峻的能源环保形势，许多国家制定了减少对石油依赖性的能源战略 要保持汽车行业的可持续发展，必须寻找新能源，对汽车动力总成本进行一场革命 各国更加重视可替代内燃机的动力系统研发 在众多的技术方案中，电动汽车的电驱动系统所具有的结构简单 不依赖燃料 效率高 行驶中 零排放 优势，使电动汽车成为最具竞争力的陆路交通工具，电动汽车的发展成为 21 世纪汽车工业改造和发展的主要方向 中国也不例外，发展电动汽车是新兴产业，是中国汽车工业未来的发展方向，这也给中国汽车工业提供了一个赶超发达国家的最

6、佳机会 因为在电动汽车领域，中国与发达国家差距不大，目前还没有一个国家能够脱颖而出，成为无可争议的领军者在国内，中国发展新能源汽车存在一些独特的优势：中国具有实现新交通能源动力系统发展的后发优势 能源的多元化 排放的洁净化将会推动节能型汽车的发展 尽管发达国家均大力推动向新能源汽车转型，但是其传统汽车产业庞大，石油基础设施完善，消费习惯一时难以改变，实施转型的社会成本高昂，转型难度很大 中国汽车工业起步较晚，汽车普及率相对较低，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，中国在新能源汽车研发和产业化方面具有比较优势中国资源能源状况更适合发展型能源汽车系统中国目前油气资源

7、相对缺乏，制约了传统的交通能源可持续发展，但其他资源的多种替代性又可充分发挥资源多样性的优势，为因地制宜发展各类型新能源汽车打下基础第三，为鼓励新能源汽车发展，中国相关配套措施不断完善，财政补贴政策也相继出台 中国国务院常务会议 2009年1 月 14 日原则通过汽车产业调整振兴规划，决定实施新能源汽车发展战略，重点强调将以新能源汽车为突破口，加强自主创新，形成新的竞争优势2009年春节前，财政部 科技部发出了 关于开展节能与新能源汽车示范推广工作试点工作的通知 ，决定在北京 上海 重庆 长春 大连 杭州 济南 武汉 深圳 合肥 长沙 昆明 南昌 13 个城市开展节能与新能源汽车示范推广试点工

8、作 鼓励试点城市率先在公交 出租 公务 环卫和邮政等公共服务领域推广使用节能与新能源汽车另外，中央财政对购置节能与新能源汽车给予一定的补贴 对乘用车和轻型商用车，混合动力汽车根据混合程度和燃油经济性分为五档，最高每辆补贴 5 万元；纯电动汽车每辆补贴6 万元；燃料电池汽车每辆补贴25万元 此外， 3 月13日，国务院批准公布，国家50亿元补贴汽车摩托车下乡的政策正式启动（一） 国外电动汽车发展现状 北美、欧洲、日本等发达国家高度重视电动汽车的发展，政府采取各种鼓励措施促进电动汽车的发展。目前混合动力汽车已在北美、欧洲、日本形成规模市场，丰田混合动力汽车在全球的累计销量已达到百万辆。纯电动汽车、

9、可外接充电的混合动力汽车已在适合其运行特点的领域开展了示范应用，并以集团化公共服务用车为主，如东京电力公司营业服务用车、美国纽约曼哈顿邮政用车、英国垃圾清运车、法国波尔多市政用车等。在具备有利条件的特定国家和地区即将开展电动汽车的商业化运行，如以色列政府已经制定并开始实施一项在10 a 内推广 100 万辆电动汽车的计划。车用动力电池是影响电动汽车发展的最关键因素。目前， 国外混合动力及纯电动汽车的车用动力电池已经逐步集中到锂离子电池上。 为在全球范围内推广车用锂离子动力电池， 各大汽车厂商开始关注动力电池的标准化， 日本企业已经率先迈出步伐。 在日本经济产业省等相关政府部门的带领下， 丰田、

10、 日产等 9家汽车生产企业、松下电器等6家电池厂商及东京电力公司将共同制定电动汽车用锂电池标准， 该标准涵盖测试方法、充电方法、车辆安全等方面。国外电力公司已经认识到电动汽车发展将给电力销售带来巨大的市场，均采取积极态度推动电动汽车的发展，并主动参与能源供给系统的研发和电动汽车的应用等工作，包括内部电动汽车应用与测试、能源基础设施建设与标准制订、电池技术研发、电池梯次利用、电动汽车与储能技术结合等。法国电力公司在其内部车队测试丰田公司可外接充电混合动力汽车；东京电力公司成功开发大型快速充电器， 并带头参与电动汽车基础设施的建设， 2009年将在东京建设 200 多个充电设施，3 年后增加到1

11、000个以上。东京电力公司还与富士重工合作开发锂离子电池组，并应用于“R1e”型电动汽车。美国电力科学研究院联合34家电力公司与通用汽车公司合作，共同开展可外接充电的混合动力汽车研究，研究内容包括可外接充电的混合动力汽车应用的可行性方案、商业化运营、充电、公共政策需求等。美国南加州爱迪生电力公司和福特公司合作进行扩展电池应用领域的研究，提出为旧电池培育交易市场，促进未来能源存储装置在公用事业中应用的方案。美国南加州爱迪生电力公司和福特公司还指出智能化可外接充电的混合动力汽车可能成为未来智能电网的一部分。（二） 国内电动汽车的发展现状 我国自“八五”以来，在研发电动汽车方面投入了大量的人力、 物

12、力和财力， 并取得了一系列科研成果，开发出一批电动汽车整车产品，在北京、武汉、天津、 株洲、 杭州等城市开展了不同形式的小规模示范运行。纯电动客车以公交系统示范运营为主，如北京121路、杭州Y9路等。纯电动轿车以公务用车示范运行为主，如天津市开展电动轿车示范运行。电动小巴在局部地区开始商业化运营， 如武汉市电动小巴， 株洲田心小区电动小巴、 北京云岗小区电动小巴等。 微型电动汽车在山东、 河北等北方地区的一些市县自发形成市场， 仅山东省就有数家生产厂和改装厂， 已达量产规模。 国家科技部正在积极组织推进 “十城千辆” 电动汽车大规模示范行动计划， 首批选定五城一地，即在武汉、上海、深圳、大连、

13、重庆和长 沙株洲湘潭开展示范运行。北京奥运会上，电动汽车示范运行取得了良好效果，这对我国电动汽车发展将起到有力的助推作用。奥运会期间，50 辆锂离子电池纯电动客车在奥运中心区的奥运村、媒体村和北部赛区等线路上为奥运官员、媒体记者、运动员提供 24 h 全天候的运输服务。奥运会电动汽车示范运行不但起到了有效的示范引导作用，而且带动了电动汽车及其能源供给技术的发展。国家电网公司高度重视电动汽车推广应用工作。 从 2006 年以来，国家电网公司大力开展电动汽车关键技术研究与推广应用工作，在动力电池系统、供充电系统、动力总成、内部示范应用考核、能源供给模式与配套政策等 5 个方面开展研究工作，率先开展

14、内部示范应用，并积极推动社会车辆应用和能源供给基础设施建设。目前，内部使用的电动汽车已达 50 余辆，包括电力营销服务车、电力工程车和公务车等。虽然我国已开展电动汽车示范应用，但是缺乏有效的、可持续推动电动汽车发展的市场化机制。电动公交车的示范应用主要通过科技项目的形式开展，基本上都是由政府主导，公交运营单位和车辆研发生产单位参加。参与单位的风险较大，无法在短期内形成利益链，因此缺乏持续推动的动力。微型电动汽车自发形成的市场缺乏有效的组织管理，车辆质量和电池性能有待提高。第2章 新能源技术2.1 概述当今, 燃料电池汽车已经不再是大学和企业试验室中的概念 , 燃料电池汽车的开发研究已经进入了实

15、用化的初级阶段 , 在日本以及世界汽车工业中正在成为竞争的焦点 , 并将最终决定谁是 21世纪世界汽车工业的霸主。2.2新能源的开发研究2.2.1 燃料电池汽车的开发状况20世纪 90年代末 , 世界燃料电池汽车的开发呈现出加速度的进展。美国福特汽车公司、通用汽车公司通过政府支持的 PNG V计划 , 推出了使用燃料电池混合动力的概念车。 福特推出的概念车名为 “Prodigy”,采用镍 氢电池; 通用汽车公司推出的概念车名为 “Precept”,采用镍 氢电池或者锂电子电池。日本对燃料电池汽车异常关心。经济产业省把燃料电池的发展作为其重点支持的战略性产业技术 , 除了给予较大的科研开发资金支

16、持外 , 还组织了官产学共同参加的燃料电池开发项目; 组织了“燃料电池实用化研究会” ; 通过建立官民协调的推进体制 , 以政府的力量支持燃料电池汽车的发展。日本政府和企业已经开始大造舆论 , 普及燃料电池方面的知识。日本政府对燃料电池如此热心的原因 , 除了对保护环境的关心外 , 还有使能源多样化的考虑。日本政府认为燃料电池是一种工业共用技术 ,除了可以应用在汽车产品上 , 还可以应用在其他电器机械、家用电器、铁路机车上 , 甚至可以用来作为小型发电机。日本燃料电池现在已经在工业、商业方面开始应用。现在 ,丰田、 本田、 日产等汽车公司开发出的燃料电池汽车 , 已经开始进行道路长途运行的实验

17、和展示。日产研究开发的燃料电池汽车已经在美国加利福尼亚的一般道路进行行走实验。丰田等厂家研究开发的燃料电池汽车 , 也已经在日本道路进行实验 , 一方面对燃料电池汽车的性能以及长距离运行可能遇到的问题进行检验; 一方面宣传燃料电池汽车对环境保护的意义。丰田公司认为 , 燃料电池汽车的开发是丰田公司 21世纪的 3大课题之一。与美国 3大汽车公司在政府支持下联合开发不同 , 丰田公司、本田公司是依靠自身开发力量与国际大公司合作进行燃料电池汽车开发的。丰田公司的燃料电池汽车已经研制了几轮 , 最新一轮燃料电池汽车的最高时速已经达到每小时 150km以上 , 充填一次燃料的行驶达到 300km以上。

18、日产公司、 日立制造所、 新神户电机公司共同研制的锂离子电池降低了稀有金属过高的成本 ,提高了对镍电池的竞争力。 2002年初 , 日本经济产业省推出了燃料电池的开发计划 ,但是由于丰田公司、 本田公司的开发进度已经超过了政府的计划目标 , 因此他们对政府的计划不感兴趣。他们认为 ,政府的计划晚了 5年。 可见日本大汽车企业是把燃料电池汽车的开发与奔驰 Ax or相比 , 曼公司这辆车的驾驶室有效面积更大 ,更便于布置仪表、 辅助设备。 达夫牵引车类似结构驾驶室的舒适性要差些。从性能上看 ,曼车的驾驶室优于达夫的。雷诺Premium牵引车驾驶室完全满足短距离运输的使用要求 , 有效面积大 ,驾

19、驶员座椅布置合理 ,仪表盘清晰可见。22.2 对燃料电池汽车发展前景的看法日本各界对燃料电池汽车的发展有不同的看法。企业界、科技界对燃料电池以及燃料电池汽车的发展比较乐观 ,政府官员则偏于保守。 企业界认为 ,今后23年为知识的普及时期; 510年为燃料电池的普遍使用时期。科学技术人员认为 , 510 年后可以得到广泛运用。 日本燃料电池协会认为 ,510年后进入应用期 , 1020年后普及。日本石油联盟自动车燃料协会认为 , 815年后普及。政府官员则认为 , 正式普及要20年后 ,30年后可以广泛运用。西方某些大汽车公司认为 , 2005年燃料电池汽车就可以正式投入商业性销售。丰田汽车公司

20、从比较稳妥的角度(考虑到目前石油的价格、燃料电池汽车的成本、技术的成熟以及支持其运行的社会基础设施) 出发 , 认为到 2010年燃料电池汽车可以批量生产、 销售。美国 3大汽车公司的官员认为 , 尽管燃料电池汽车的技术有了很大进步 ,但是由于成本还难以与现在的汽车相匹敌。因此 , 尽管其在环境保护和燃油经济性方面高于传统的汽车 , 但是从现在的石油价格来看 , 仍然难以进入市场。日本丰田汽车公司的有关人士认为 , 燃料电池汽车在高速公路上长途运行所需要的基础设施仍然有待建设; 燃料电池本身的某些环境污染因素如何解决也有待探索; 燃料电池汽车成本也需要降低; 目前世界经济又处于一个不景气时期

21、, 必然会对有关国家的汽车销售产生影响 , 有关国家的环境法规的执行也可能因此而放缓 , 因此燃料电池汽车的实际市场销售可能要推迟。从目前企业家、 学者、 政府官员的各种推测来看 , 尽管在燃料电池汽车普及的时间上有所不同 , 但对燃料电池汽车在 21世纪初进入市场却没有太大的差异。 燃料电池汽车将成为 21世纪汽车市场上的重要角色正在成为现实。正因为如此 , 日本经济产业省的咨询机构综合资源能源调查会预测 ,到 2010年日本利用新能源的低公害汽车将达到 340 万辆 , 其中包括以燃料电池和天然气为动力混合驱动的汽车。本文将在分析国内外电动汽车发展现状及趋势的基础上，重点探讨我国纯电动汽车

22、的发展方向及其能源供给模式。电动汽车是指全部或部分用电能驱动电动机作为动力系统的汽车。 电动汽车包含纯电动汽车、 混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车。电动汽车的特点有: 无尾气排放, 具有良好的环境保护效果; 噪声低, 仅为传统汽车噪音的 25%; 热效率高, 比传统燃油汽车高出近 50%以上; 排放的废热少, 可有效减轻城市“ 热岛效应” ; 可回收利用的能量多; 可以改善能源结构, 解决汽车的能源替代问题; 结构简单, 使用维护方便等。目前世界汽车保有量约为 8 亿辆, 并以每年 3 000 万辆的速度递增。预计到 2010 年全球汽车保有量将达到 10 亿辆。交通能源消耗已经成为局部环境

23、污染和全球温室气体排放的主要来源之一。电动汽车的发展可有效解决交通能源消耗和环境污染问题, 因此电动汽车被视为抢占 21 世纪汽车主导地位的主要车型已是不争的事实。致 谢本课题在选题及研究过程中得到付东军老师的悉心指导。付东军老师多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。付东军老师一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，虽历时三载，却终生受益。对付东军老师的感激之情是无法用言语表达的。感谢付东军老师对我的教育培养。他们细心指导我的学习与研究，在此，我要向诸位老师深深地鞠上一躬。感谢我的同学郭建勋、周游、洪飞、朱林三年来对我学习

24、、生活的关心和帮助。参考文献 1 陈清泉，孙逢春，祝嘉光现代电动汽车技术M北京：北京理工大学出版社，2002：24-25 2 李兴虎电动汽车概论M北京：北京理工大学出版社，2005：5-9 3 陈全世，朱家琏，田光宇先进电动汽车技术M北京：化学工业出版社，2007：243-251 4 陈清泉， 孙立清 电动汽车的现状和发展趋势J 科技导报， 2005，23(4)：24-285 孙逢春 电动汽车发展现状及趋势J 科学中国人， 2006(8)： 44-47 6 国家电网公司电动汽车考察团法国和意大利电动汽车考察报告7 吴英姿，王康，卫振林，等浅析中国电动汽车产业发展的配套政策J电力需求侧管理，2008，10(2)：71-74 8 万钢中国“十五”电动汽车重大科技专项进展综述J中国科技产业，2006(2)：110-117 9 欧阳明高我国节能与新能源汽车发展战略与对策J汽车工程，2006，28(4)：317-321 10 刘宏，王贺武，罗茜，等纯电动汽车生命周期3E评价及微型化发展J交通科技与经济，2007，44(6)：45-48 11 王瑛，王贺武，欧阳明高电动汽车微型化发展路径分析J电源技术，2008，32(4)：257-26