新能源汽车有哪些？
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- 2018-12-26 09:52
新能源汽车有哪些？
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- 2018-12-26 10:15
工业和信息化部在2009年发布的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》中，将新能源汽车分为混合动力汽车、纯电动汽车（BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（FCEV）、氢发动机汽车以及其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等。那么，这些新能源汽车都有什么特点呢？
1 纯电动汽车
纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车。它利用牵引变流器以及大功率电动机，将动力蓄电池的电能转化为机械能，进而通过传动装置来驱动整车。
环保优势
零排放。纯电动汽车使用电能，在行驶中没有废气排出，不污染环境。
能源利用率高。有研究表明，同样的原油经过粗炼，送到电厂发电，经充入电池来驱动汽车，其能量利用率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车的要高。
结构简单。因为使用单一的电能源，省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统，相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统，纯电动汽车结构大为简化。
噪声小。在行驶过程中，电动汽车无内燃机产生的噪声，电动机的噪声也较内燃机小，震动也小。
原料广。纯电动汽车使用的电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力等，解除了人们对石油资源日渐枯竭的担忧。
平抑电网峰谷差。对于发电企业和电力公司来说，电动汽车的电池可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，平抑电网的峰谷差，使发电设备日夜都能充分利用，从而大大提高经济效益。
有待完善
行驶里程短。纯电动汽车每次充电所能行驶的里程较短。例如，去年国内某客车品牌推出了一款以高续航里程主打的客车，在乘员满载、空调运转的情况下，一次充电后可行驶超过300公里，相当于绕北京五环3圈。不过，目前大多数纯电动汽车的续航里程不足300公里。这就使得已经养成习惯隔几天才加一次油的车主，即便一天一充电，也要面临出行距离受限的困扰。
成本高。目前电动车整车价格昂贵的主要原因，一是蓄电池的价格较高，另外是电动汽车量产小，配件未形成规模化生产。例如，某品牌纯电动车最贵的车型接近10万美元，最便宜的也要5万美元，车价过高也让年轻人等对价格敏感型消费群体望而却步。
充电时间长。通常，完成一次充电需要约6~10小时。虽然现在有了快速充电设备，采用大电流充电，但一般也需要10~20分钟才能充到蓄电量的70%左右，而且快速充电有损电池的使用寿命。
蓄电池寿命短。目前电池技术仍有待革新。动力蓄电池的寿命短，使用一两年后，续航能力明显减弱，几年就得更换。
充电站少。电动汽车要想普及，基础设施的规模化、网络化是不可回避的问题。除工作单位、家庭等夜间充电设施外，还必须建立行车途中充电所必须的充电网络。据统计，截至2013年底，国家电网累计建成353座充换电站、1.47万个交流充电桩。但目前绝大部分公共场所充电站是小功率交流充电站，不是快充设备，充电时间长，许多公共交流充电桩甚至还经常处于关机状态。
2 燃料电池电动汽车
燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧，在催化剂的作用下于燃料电池中经电化学反应产生电能，并作为主要动力源驱动的汽车。
燃料电池电动汽车实质上是电动汽车的一种，在车身、动力传动系统、控制系统等方面，燃料电池电动汽车与普通电动汽车基本相同，主要区别在于动力电池的工作原理不同。一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料。氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。每一个氢燃料电池大概由几百个薄薄的板材组成。燃料电池的效率较高，大约可以达到83%左右，实际使用也能保证在60%以上。
优点
无污染物排放。燃料电池化学反应过程中不涉及燃烧，产物仅为电能、热能和水蒸气，几乎没有二氧化碳等温室气体的排放。
能量转换率高。燃料电池能量转换率可以达到70%左右，且实际效率更是一般汽油机或柴油机的2.5倍左右，更加节能。
加氢时间短，行驶里程长。通常，纯电动汽车完全充电需要数小时，而氢燃料电池车的加氢时间仅为3.5分钟左右，而且氢燃料电池车一次加满氢后的行驶里程长于纯电动汽车。例如，奔驰B级氢燃料汽车在储氢罐充满燃料的情况下，续航里程可达400公里。
环境因素对燃料电池车有何影响？
高温会缩短电池寿命。燃料电池中的质子交换膜是核心部件，其性能好坏直接影响到电池的性能。但高温会对它造成破坏。相比于内燃机，燃料电池辐射出去的热量较少，电池冷却相对困难。如果无法合理设计整车的散热和冷凝系统，或让车在气温过高的环境中运行，就会缩短电池寿命。
零下低温不宜运行。不能在零度以下正常启动是燃料电池车商业化的主要障碍之一。由于燃料电池内部有水，且多用水循环方式冷却，当外部气温低于零度时，停止工作的燃料电池变冷，内部的水便结成冰，导致气道受阻，启动变慢，甚至可能产生足以破坏燃料电池内部部件的后果。
大气污染影响电池性能。目前大多数燃料电池使用贵金属铂作催化剂，工作温度较低时，铂对燃料（氢气）和氧化剂中存在的杂质气体比较敏感，会影响燃料电池工作性能。此外，燃料电池车与传统内燃机汽车一起上路，后者排放的尾气也会加重这种不利影响。实验表明，当NOX通入质子交换膜后，电压会在短时间急剧降低，影响对车的电力供应。
为何难推广？
生产成本高。例如，新能源汽车荣威E50市场售价为23万元，与它配置不相上下的汽油车荣威350的市场售价不过10万元。十几万元的差价让前者销量不佳，厂家不能批量生产，售价也降不下来，形成恶性循环。
氢的制备、储存与运输难。氢属于易燃易爆物质，如何安全、有效地将储存和运输，是一大难题。
充氢气站等基础设施缺乏。没有大量方便的加氢站，燃料电池汽车就不可能正式走上高速公路、国道，这也影响了消费者购买欲。
3 混合动力汽车
混合动力车使用两种或以上能量来源，推动系统可以有一套或多套。常用的能量来源有燃油、电池、燃料电池、太阳能电池、压缩气体等。常用的推动系统包含内燃机、电动机、涡轮机等技术。目前市面上的混合动力车多以内燃机及电动机作为推动系统，使用燃油驱动内燃机以及电池驱动电动机，此类混合动力车称为油电混合动力车。
能量回收与释放便捷
车辆采用复合动力后，可按照平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，车辆此时处于油耗低、污染少的最佳工况下工作。当内燃机功率不足时，可以由电池来补充。例如，车辆起步加速时，电动机可以有效地弥补内燃机低转速扭矩力不足的弱点，而且减少了汽车内部的机械噪声。车辆负荷少时，内燃机富余的功率可用于给电池充电。例如，车辆制动、下坡、怠速时，电池可以回收能量。此外，内燃机的运转也可以解决纯电动汽车难以应对车内制冷、取暖、除霜等大耗能的问题。
混合动力车不如纯电动车环保？
混合动力车因有两种或更多的动力来源，可以依照使用状况选择最有效率的动力模式。除插电式混合动力汽车外，大多数混合动力车有自发电系统，不需外部供电，即可充电并行驶。这种动力模式不需要仰赖充电站的大规模建设，即可实现实用化，既经济又环保。而纯电动车充电过程的耗能和污染要视乎行驶地区发电设施及输电网络的效率。
此外，有电动系统的混合动力车，其电池寿命往往较长。由于多了引擎提供动力，电池的能量回收与释放既节约了能源，也使电池本身不易发生过充、过放，有助延长其使用寿命。一些车辆甚至有可能到停驶报废为止都没有更换电池的需要。相比于纯电动车的电池更换频率，混动车电池的长寿也是环保的一种表现。
4 氢发动机汽车
氢发动机汽车在本质上与普通汽油发动机没有太大的不同，同样具有气缸、点火装置、活塞结构等。只不过燃料由汽柴油变为氢气和氧气，氢气与空气进行混合，在气缸内燃烧，产生能量推动活塞运动，经过曲轴带动车轮转动。目前，市面上推出的大部分氢气动力车可同时使用汽油和氢气。氢发动机汽车排放物只有水，可以说非常环保，但其发展缓慢的原因，除了造价高之外，氢气的制取和储存等尚存在许多技术难题。另外，其汽车动力也较汽油动力车弱，经济优势也不明显。
技术难点
减少氮氧化物生成。空气中除了氧气外还含有氮气。当氢气与空气中的氧气发生反应燃烧时温度很高，会使空气中部分氮气与氧气也发生反应，生成少量氮氧化物。必须通过降低燃烧室的温度，来降低氮氧化物的生成量。
保障氢气燃烧安全。氢气燃烧时，其扩散速度极快，会出现爆燃现象，易发生爆炸事故，因此，氢发动机汽车的安全是个大问题。
氢能源可以环保制取吗？
从含烃的化石燃料中制氢是当下采用最多的方法，但是天然气和煤等化石燃料储量有限，这种制法依然摆脱不了对常规能源的依赖。此外，制氢过程中也会产生二氧化碳，破坏环境。
另外一种制取方法是基于氢氧可逆反应分解水来实现的，不会产生二氧化碳。但是，一方面，现有技术下电解效率仅为50%~70%，存在能量损失。另一方面，电解本身就需要消耗大量电能。除非水力、风力、地热、太阳能、核能等新能源发电技术得到大幅提升，否则电解水还不是最佳制氢方式。
第三种是生物制氢。生物制氢以生物活性酶为催化剂，利用含氢有机物和水将生物能和太阳能转化为高能量密度的氢气。与传统制氢工业相比，生物制氢所使用的原料极为广泛，且成本低廉，完全脱离了常规的化石燃料。
1 纯电动汽车
纯电动汽车是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车。它利用牵引变流器以及大功率电动机，将动力蓄电池的电能转化为机械能，进而通过传动装置来驱动整车。
环保优势
零排放。纯电动汽车使用电能，在行驶中没有废气排出，不污染环境。
能源利用率高。有研究表明，同样的原油经过粗炼，送到电厂发电，经充入电池来驱动汽车，其能量利用率比经过精炼变为汽油，再经汽油机驱动汽车的要高。
结构简单。因为使用单一的电能源，省去了油箱、发动机、变速器、冷却系统和排气系统，相比传统汽车的内燃汽油发动机动力系统，纯电动汽车结构大为简化。
噪声小。在行驶过程中，电动汽车无内燃机产生的噪声，电动机的噪声也较内燃机小，震动也小。
原料广。纯电动汽车使用的电力可以从多种一次能源获得，如煤、核能、水力等，解除了人们对石油资源日渐枯竭的担忧。
平抑电网峰谷差。对于发电企业和电力公司来说，电动汽车的电池可在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，平抑电网的峰谷差，使发电设备日夜都能充分利用，从而大大提高经济效益。
有待完善
行驶里程短。纯电动汽车每次充电所能行驶的里程较短。例如，去年国内某客车品牌推出了一款以高续航里程主打的客车，在乘员满载、空调运转的情况下，一次充电后可行驶超过300公里，相当于绕北京五环3圈。不过，目前大多数纯电动汽车的续航里程不足300公里。这就使得已经养成习惯隔几天才加一次油的车主，即便一天一充电，也要面临出行距离受限的困扰。
成本高。目前电动车整车价格昂贵的主要原因，一是蓄电池的价格较高，另外是电动汽车量产小，配件未形成规模化生产。例如，某品牌纯电动车最贵的车型接近10万美元，最便宜的也要5万美元，车价过高也让年轻人等对价格敏感型消费群体望而却步。
充电时间长。通常，完成一次充电需要约6~10小时。虽然现在有了快速充电设备，采用大电流充电，但一般也需要10~20分钟才能充到蓄电量的70%左右，而且快速充电有损电池的使用寿命。
蓄电池寿命短。目前电池技术仍有待革新。动力蓄电池的寿命短，使用一两年后，续航能力明显减弱，几年就得更换。
充电站少。电动汽车要想普及，基础设施的规模化、网络化是不可回避的问题。除工作单位、家庭等夜间充电设施外，还必须建立行车途中充电所必须的充电网络。据统计，截至2013年底，国家电网累计建成353座充换电站、1.47万个交流充电桩。但目前绝大部分公共场所充电站是小功率交流充电站，不是快充设备，充电时间长，许多公共交流充电桩甚至还经常处于关机状态。
2 燃料电池电动汽车
燃料电池电动汽车是利用氢气和空气中的氧，在催化剂的作用下于燃料电池中经电化学反应产生电能，并作为主要动力源驱动的汽车。
燃料电池电动汽车实质上是电动汽车的一种，在车身、动力传动系统、控制系统等方面，燃料电池电动汽车与普通电动汽车基本相同，主要区别在于动力电池的工作原理不同。一般来说，燃料电池是通过电化学反应将化学能转化为电能，电化学反应所需的还原剂一般采用氢气，氧化剂则采用氧气，因此最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料。氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。每一个氢燃料电池大概由几百个薄薄的板材组成。燃料电池的效率较高，大约可以达到83%左右，实际使用也能保证在60%以上。
优点
无污染物排放。燃料电池化学反应过程中不涉及燃烧，产物仅为电能、热能和水蒸气，几乎没有二氧化碳等温室气体的排放。
能量转换率高。燃料电池能量转换率可以达到70%左右，且实际效率更是一般汽油机或柴油机的2.5倍左右，更加节能。
加氢时间短，行驶里程长。通常，纯电动汽车完全充电需要数小时，而氢燃料电池车的加氢时间仅为3.5分钟左右，而且氢燃料电池车一次加满氢后的行驶里程长于纯电动汽车。例如，奔驰B级氢燃料汽车在储氢罐充满燃料的情况下，续航里程可达400公里。
环境因素对燃料电池车有何影响？
高温会缩短电池寿命。燃料电池中的质子交换膜是核心部件，其性能好坏直接影响到电池的性能。但高温会对它造成破坏。相比于内燃机，燃料电池辐射出去的热量较少，电池冷却相对困难。如果无法合理设计整车的散热和冷凝系统，或让车在气温过高的环境中运行，就会缩短电池寿命。
零下低温不宜运行。不能在零度以下正常启动是燃料电池车商业化的主要障碍之一。由于燃料电池内部有水，且多用水循环方式冷却，当外部气温低于零度时，停止工作的燃料电池变冷，内部的水便结成冰，导致气道受阻，启动变慢，甚至可能产生足以破坏燃料电池内部部件的后果。
大气污染影响电池性能。目前大多数燃料电池使用贵金属铂作催化剂，工作温度较低时，铂对燃料（氢气）和氧化剂中存在的杂质气体比较敏感，会影响燃料电池工作性能。此外，燃料电池车与传统内燃机汽车一起上路，后者排放的尾气也会加重这种不利影响。实验表明，当NOX通入质子交换膜后，电压会在短时间急剧降低，影响对车的电力供应。
为何难推广？
生产成本高。例如，新能源汽车荣威E50市场售价为23万元，与它配置不相上下的汽油车荣威350的市场售价不过10万元。十几万元的差价让前者销量不佳，厂家不能批量生产，售价也降不下来，形成恶性循环。
氢的制备、储存与运输难。氢属于易燃易爆物质，如何安全、有效地将储存和运输，是一大难题。
充氢气站等基础设施缺乏。没有大量方便的加氢站，燃料电池汽车就不可能正式走上高速公路、国道，这也影响了消费者购买欲。
3 混合动力汽车
混合动力车使用两种或以上能量来源，推动系统可以有一套或多套。常用的能量来源有燃油、电池、燃料电池、太阳能电池、压缩气体等。常用的推动系统包含内燃机、电动机、涡轮机等技术。目前市面上的混合动力车多以内燃机及电动机作为推动系统，使用燃油驱动内燃机以及电池驱动电动机，此类混合动力车称为油电混合动力车。
能量回收与释放便捷
车辆采用复合动力后，可按照平均需用的功率来确定内燃机的最大功率，车辆此时处于油耗低、污染少的最佳工况下工作。当内燃机功率不足时，可以由电池来补充。例如，车辆起步加速时，电动机可以有效地弥补内燃机低转速扭矩力不足的弱点，而且减少了汽车内部的机械噪声。车辆负荷少时，内燃机富余的功率可用于给电池充电。例如，车辆制动、下坡、怠速时，电池可以回收能量。此外，内燃机的运转也可以解决纯电动汽车难以应对车内制冷、取暖、除霜等大耗能的问题。
混合动力车不如纯电动车环保？
混合动力车因有两种或更多的动力来源，可以依照使用状况选择最有效率的动力模式。除插电式混合动力汽车外，大多数混合动力车有自发电系统，不需外部供电，即可充电并行驶。这种动力模式不需要仰赖充电站的大规模建设，即可实现实用化，既经济又环保。而纯电动车充电过程的耗能和污染要视乎行驶地区发电设施及输电网络的效率。
此外，有电动系统的混合动力车，其电池寿命往往较长。由于多了引擎提供动力，电池的能量回收与释放既节约了能源，也使电池本身不易发生过充、过放，有助延长其使用寿命。一些车辆甚至有可能到停驶报废为止都没有更换电池的需要。相比于纯电动车的电池更换频率，混动车电池的长寿也是环保的一种表现。
4 氢发动机汽车
氢发动机汽车在本质上与普通汽油发动机没有太大的不同，同样具有气缸、点火装置、活塞结构等。只不过燃料由汽柴油变为氢气和氧气，氢气与空气进行混合，在气缸内燃烧，产生能量推动活塞运动，经过曲轴带动车轮转动。目前，市面上推出的大部分氢气动力车可同时使用汽油和氢气。氢发动机汽车排放物只有水，可以说非常环保，但其发展缓慢的原因，除了造价高之外，氢气的制取和储存等尚存在许多技术难题。另外，其汽车动力也较汽油动力车弱，经济优势也不明显。
技术难点
减少氮氧化物生成。空气中除了氧气外还含有氮气。当氢气与空气中的氧气发生反应燃烧时温度很高，会使空气中部分氮气与氧气也发生反应，生成少量氮氧化物。必须通过降低燃烧室的温度，来降低氮氧化物的生成量。
保障氢气燃烧安全。氢气燃烧时，其扩散速度极快，会出现爆燃现象，易发生爆炸事故，因此，氢发动机汽车的安全是个大问题。
氢能源可以环保制取吗？
从含烃的化石燃料中制氢是当下采用最多的方法，但是天然气和煤等化石燃料储量有限，这种制法依然摆脱不了对常规能源的依赖。此外，制氢过程中也会产生二氧化碳，破坏环境。
另外一种制取方法是基于氢氧可逆反应分解水来实现的，不会产生二氧化碳。但是，一方面，现有技术下电解效率仅为50%~70%，存在能量损失。另一方面，电解本身就需要消耗大量电能。除非水力、风力、地热、太阳能、核能等新能源发电技术得到大幅提升，否则电解水还不是最佳制氢方式。
第三种是生物制氢。生物制氢以生物活性酶为催化剂，利用含氢有机物和水将生物能和太阳能转化为高能量密度的氢气。与传统制氢工业相比，生物制氢所使用的原料极为广泛，且成本低廉，完全脱离了常规的化石燃料。