新能源汽车发展趋势(新能源汽车发展趋势及前景论文)

 

一、新能源汽车的发展背景

电动汽车最早出现于1837年，但是由于当时相关技术不够发达，电动汽车并没有得到较好的发展。1996年，通用汽车公司利用铅酸汽车动力电池技术对电动汽车进行研发与生产，但效果不佳，并没有得到当时民众的认可。在之后的时间里镍氢汽车动力电池受到研究人员的高度关注，并在电动汽车中得到较为广泛的应用，直到2006年锂离子汽车动力电池的研发将电动汽车推到新一轮的高潮，加上环境意识的提升与能源紧缺的危机提供给电动汽车发展的历史契机。

二、新能源汽车的发展现状

（一）新能源汽车动力电池的种类

1.铅酸蓄汽车动力电池

铅酸蓄汽车动力电池最早出现在1859年，其主要是由氧化铅、硫酸水溶液及海绵铅组成的。铅酸蓄汽车动力电池在实际生活中应用较为普遍，在传统汽车中发挥着不可替代的作用，而且铅酸蓄汽车动力电池生产工艺相对简单，资金投入较少，在市场竞争中占据有利地位，在观光车、短途车等交通工具中应用较为频繁。但是，铅酸蓄汽车动力电池自身也存在一些不足，由于铅酸电池自身结构及材料的特性，铅酸电池在充电及放电过程中会受到一定的损坏。使用铅酸蓄电池作为汽车动力电池时，其容量较小而且使用寿命较短，会给使用人员带来不必要的麻烦，造成不必要的资金浪费。

2.镍氢汽车动力电池

镍氢汽车动力电池在电动汽车中的应用较多，相比其他汽车动力电池有自身独特的优势，其在工作过程中不会生成对环境有害的物质，而且使用寿命相对较长。镍氢汽车动力电池的阴极是钒、镍等合金，阳极则是氢氧化镍，镍氢汽车动力电池的性能远远优于铅酸汽车动力电池，能够为电动汽车提供稳定可靠的电力资源。然而，镍氢汽车动力电池也有自身的不足之处，其性能容易受到外界温度的影响，在实际应用中具有一定的限制性，温度过高或是过低都会影响镍氢汽车动力电池的正常工作，进而对电动汽车的运行造成一定的干扰，有关人员不断对电池系统进行大量的改进工作，从而提高镍氢汽车动力电池的性能。

3.锂离子汽车动力电池

锂离子汽车动力电池的阳极是碳，阴极为二氧化锰酸锂，将锂盐溶液作为电解液，体积相对较小，结构较为稳固。锂离子汽车动力电池和镍氢汽车动力电池相比所占空间较小，使用时间较长，而且没有记忆效应，有明显的优势。但是值得注意的是，锂离子汽车动力电池技术在电动汽车中的应用还需一段时间的发展，虽说目前锂离子汽车动力电池的产量也相对较少，相关技术还不够成熟，但是可以确认的是锂离子汽车动力电池在未来必将得到更广泛的应用。

（二）新能源汽车存在的问题

多植树造林，减少土地沙化的同时，还能吸收二氧化碳从而达到降低排放量。

1.续航问题

对于动则十几千米，多则几百千米的汽车来说，续航能力的大小可以说直接决定了其市场价值，纯电动汽车搭载汽车动力电池容量的大小直接决定了该电动车的续航里程。对汽车动力电池的寿命而言有湿贮存寿命和干贮存寿命两个概念。这里需要说明的是，这两个概念并非汽车动力电池的实际使用期限，而仅是针对汽车动力电池自放电大小而言的。汽车动力电池的真正寿命是指汽车动力电池在实际使用中的时间长短。对一次性汽车动力电池来说，汽车动力电池的寿命是表征给出在额定容量下的工作时间，即与放电倍率的大小有关。对二次汽车动力电池的寿命又分湿搁置使用寿命和充放电循环寿命两种。湿搁置使用寿命是衡量二次汽车动力电池性能好坏的重要参数之一，一般是指汽车动力电池加入电解液后开始进行充放电循环，直至该汽车动力电池无法再次充放电为止，此过程包括充放电循环时汽车动力电池处于放电态湿搁置状态的时间。湿搁置使用寿命的长短决定了汽车动力电池性能的好坏。在目前常见的汽车动力电池中，锂离子汽车动力电池湿搁置使用寿命为5～8年之间，镉镍汽车动力电池为2～3年之间，铅酸汽车动力电池为3～5年之间，锌银汽车动力电池最短，只有12个月左右。

碳排放系数是指每一种能源燃烧或使用过程中单位能源所产生的碳排放数量。根据IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）的假定，可以认为某种能源的碳排放系数是固定不变的。

充放电循环寿命，也是衡量二次汽车动力电池性能的另一个重要参数。在一定的充放电条件下，在该汽车动力电池容量降至某一规定值之前，其所能够耐受的周期次数（一个周期是指经过一次充放电循环），即为该二次汽车动力电池的充放电循环寿命。汽车动力电池性能的好坏取决于其充放电循环寿命的长短。常见的二次汽车动力电池中，锂离子汽车动力电池算是目前性能最好的二次汽车动力电池，其充放电循环寿命也仅有600～1000次，而这明显不能满足消费者的需求。相比之下镉镍汽车动力电池的充放电循环寿命为500～800次，铅酸汽车动力电池为200～500次，锌银汽车动力电池更短，只有100次左右。二次汽车动力电池的充放电循环寿命受温度、充放电制式、放电深度等因素的影响。为了大大延长二次汽车动力电池的充放电循环寿命，一般可通过减小其放电深度（即浅放电），这里的放电深度是指汽车动力电池输出的容量占额定容量的百分数。

2.充电问题

有研究资料发现，我国新能源汽车总销量为两三百万，全国建设完成的公共充电站数量远远未能满足其使用要求，充电桩只有一万多个，比例上严重失衡，新能源汽车的充电需求得不到满足，在很大程度上限制其推广和使用。另外，我国目前的充电桩在场所分布上也出现了不均衡的问题，大多充电桩设置在酒店和医院等公共场所，相比而言大多数的私家车车主更希望能在自己居住的小区内安装充电桩，然而私家车车位受到物业管理限制，很多小区基本不会设置充电桩，这也使数量本身就少的充电桩使用率非常低，从而降低消费者对新能源汽车购买和使用的积极性。

3.废汽车动力电池处理问题

近些年来，由于新能源汽车发展迅猛，废旧汽车动力电池回收成为新能源汽车发展道路上的另一大难题，主要是废汽车动力电池的回收利用价值较低，再加上使用区域比较分散，绝大部分废旧汽车动力电池被当作生活垃圾处理，另外，废旧汽车动力电池的回收存在管理方面和净化成本的问题，再生利用也存在一定的技术问题，以上因素造成废汽车动力电池无法得到妥善处理的尴尬局面。前不久，英国和法国政府分别宣布，计划到2040年在本国停止销售所有内燃机驱动的汽油车和柴油车。继沃尔沃之后，阿斯顿·马丁、林肯品牌也承诺从2019年起将只销售电动或混合动力车型。不过，在这场电动汽车革命中，有一个核心问题亟待解决，那就是如何让这些废汽车动力电池得到安全可靠的妥善处理。有统计表明：截至2018年，全球范围内电动汽车保有量已超过200万辆。据国际能源署测算，如果各国能遵循《巴黎气候协定》中设定的目标进行，到2030年，全球电动车数量将达到1.4亿辆。而加拿大汽车动力电池回收初创公司LiCycle首席执行官Ajay Kochhar认为，电动汽车井喷式发展可能会在这13年间产生1100万吨需要回收的废旧锂汽车动力电池。就欧盟范围来看，目前仅有5%的锂汽车动力电池得到了回收，随之而来的是相应的环境代价。一方面，汽车动力电池在损坏时很可能会释放出有毒气体；另一方面，对自然界中有限的锂、钴等核心原材料的开采将导致水污染、水资源损耗以及其他环境问题。另外，对废汽车动力电池回收的企业也少之又少。自2006年以来，仅有比利时汽车动力电池回收巨头优美科成为少数回收锂离子汽车动力电池的几家企业之一。之所以这类企业会这么少，主要是因为废汽车动力电池的处理成本太高，而且一旦处理不妥就会造成环境污染，再者锂离子汽车动力电池采用多种不同的化学工艺，这使进行标准化回收变得困难，因此很少有企业愿意干。

三、新能源汽车的未来发展

（一）新能源汽车动力发展趋势

现如今，汽车技术已然不够成熟，油电混合动力汽车是一种折中的方案，尽管其被当作过渡产品，但是它一方面继承了传统汽车工业的基础，另一方面也成为电动车技术发展的重要前提，故而混合动力汽车在当前的汽车行业发展中占据十分重要的位置。混合动力电动汽车融合电动机和发动机各自的优势，其可有效增强汽车行业发展的经济性，同时也减少了废气的排放。与传统的汽车相比，混合动力汽车具有良好的节能减排效果。然而未来纯电动车发展已然成为主要趋势，2015年世界纯电车的产量与2014年相比增加了1倍，中国的纯电动车产量大幅上升，是2014年的6倍。调查显示，未来纯电动汽车市场化的速度会明显加快，2020—2030年将出现规模化发展的特征。汽车的智能化、车身的轻量化、动力清洁化和充电方式的便捷化也会成为纯电动汽车发展的重要方向，同时在政策、需求和技术及价格因素的支持下，中国纯电动汽车将取得显著的发展。

（二）新能源汽车动力电池发展趋势

就目前而言，锂离子汽车动力电池相比所占空间较小，使用时间较长，而且没有记忆效应，有明显的优势。但是值得注意的是，锂离子汽车动力电池要想大量应用到电动汽车上还需一段时间的发展。在完善锂离子汽车动力电池的这段时间里，镍氢汽车动力电池相比其他汽车动力电池具有很大的优势，其在工作过程中不会生成对环境有害的物质，而且使用寿命相对较长。镍氢汽车动力电池的阴极是钒、镍等合金，阳极则是氢氧化镍，镍氢汽车动力电池的性能远远优于铅酸汽车动力电池，能够为电动汽车提供稳定可靠的电力资源，可在油电混合动力汽车上广泛应用，以此作为纯电力汽车发展的过渡期。另外，值得一提的是燃料汽车具有较大的发展空间，也受到国外发达国家的高度重视，很多企业也投身于试验开发当中。车载燃料汽车动力电池系统的成本显著下降，其性能也可充分满足整车的要求，燃料汽车将逐渐向商业化迈进。在燃料汽车动力电池发展中，优化燃料汽车动力电池的性能、降低燃料汽车动力电池的成本也成为其发展的关键要素。

总的来说，随着社会需求和人们环境意识的提升，电动汽车的发展已然成为必然，而本文在前人的基础上对新能源汽车的发展进行整理，相信在各界人士的共同努力下，电动汽车的未来一片光明，愿祖国永远繁华昌盛。

作者： 余颖舜 何升明

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