汽车新能源技术发展论文怎么写？
从上世纪末开始，世界各国和各大汽车公司，以及国内各大科研机构和高校都致力于发展清洁节能汽车，新能源汽车取得了长足的进步。汽油和柴油是传统内燃机汽车的能源，使用其他能源提供蒸汽动力的汽车都可以称为新能源汽车。目前正在开发的新能源包括天然气、液化石油气、醇类、二甲醚、氢气、合成燃料、沼气、空气和充电燃料电池。
介绍了新能源汽车技术的发展概况，并对其发展前景提出了一些看法。
1新能源汽车的类型和特点
1.1天然气汽车和液化石油气汽车
天然气汽车又称“蓝色动力”汽车，主要以压缩天然气(CNG)、液化天然气(LNG)和吸附天然气(ANG)为燃料，常见的有压缩天然气汽车(CNGV)。液化石油气汽车使用液化石油气作为燃料。CNG和LPG是理想的点火发动机燃料，具有成分单一、纯度高、与空气混合均匀、燃烧完全、CO和颗粒物排放低、燃烧温度低因而氮氧化合物排放少、稀薄燃烧特性好、低温起动和低温运行性能好等优点。其缺点是储运性能比液体燃料差，发动机容积效率低，点火延迟期长。这两种类型的车辆大多使用双燃料系统，即汽油或柴油燃料系统和压缩天然气或液化石油气系统。车辆可以由任何一个系统驱动，并且可以很容易地从一个系统转换到另一个系统。康明斯和美国能源部正在合作开发名为“先进往复式发动机系统(ARES)”的新一代天然气发动机。根据开发目标，发动机热效率50%(热电联产80%以上)，氮氧化合物排放小于0.1g/km，制造成本400450美元/kW，维护成本小于0.065438美元+0//kwh。
1.2酒精汽车
酒精汽车是以甲醇、乙醇等醇类物质为燃料的汽车。乙醇用途广泛，来源广泛，制备技术成熟。利用纤维素原料生产乙醇的最新技术包括几乎所有的农林废弃物、城市生活有机废弃物和工业有机废弃物。目前酒精汽车多采用乙醇、汽油或柴油任意比例混合的灵活燃料驱动，不需要改造发动机，也有很好的节能减排效果。然而，为了获得相当于汽油或柴油的功率，必须增加燃料喷射量。当酒精掺混比大于15%-20%时，应改变发动机的压缩比和点火提前角。乙醇燃料理论空燃比低，对发动机进气系统要求低，自燃性能差，辛烷值高，抗爆性能高，挥发性好，混合气分布均匀，热效率高，汽车尾气污染可降低30%以上。这种汽车最初是由福特公司在20世纪80年代中期开发的。截至2003年底，美国有超过230万辆乙醇汽车，其中大部分是道奇和克莱斯勒面包车-2003年售出233，466辆。
1.3氢燃料汽车
氢气是一种清洁燃料。使用氢气作为燃料，传统的火花塞点火发动机只需要稍加修改。它的燃烧效率比汽油高，混合气可以稀释到很大程度，有利于节省燃油。氢气也可以添加到其他燃料(如CNG)中，以提高效率并减少NO2排放。氢气的质量能量密度是所有燃料中最高的，但体积能量密度最低，其使用的最大障碍是储存和安全。宝马一直致力于氢发动机的研发，开发了多款氢发动机汽车。其搭载V12氢发动机的7系汽车是世界上第一批氢发动机，可以同时使用氢和汽油。
1.4 DME汽车
二甲醚(DME)是一种无色无味的气体，具有优良的燃烧性能、清洁性、十六烷值高、动力性能好、污染小。当稍微加压时，它是液体，非常适合作为压燃式发动机的替代能源。使用这种燃料的车辆可以达到加州的超低排放标准。日本NKK公司成功开发了劣质煤生产二甲醚的设备，并与住友金属工业公司在1998完成了二甲醚作为汽车燃料的实验。二甲醚汽车(DMEV)不会排放黑色气体污染环境，产生的NOX比柴油少20%。
1.5气动汽车
使用压缩空气、液态空气、液态氮等的汽车。作为介质并通过吸热和膨胀提供驱动能量的称为气动汽车。气动发动机没有燃烧或其他化学反应，排放的是空气或氮气，没有污染物辐射，真正实现了零污染。目前，压缩空气动力汽车(APV)研制成功，其工作原理与传统内燃机汽车相似，只是驱动活塞连杆机构的能量来自高压空气。APV媒体来源方便干净，社会基础设施建设成本不高，容易建设。无燃料燃烧过程，对发动机材料要求低，结构简单，可借鉴现有内燃机技术，因此研发周期短，设计制造容易。但是目前APV的能量密度和能量转换率还不够高，续驶里程短。1991年，法国工程师盖伊·内格雷获得压缩空气动力发动机专利，并加入MDI公司。2000年，MDI公司推出名为“evolution”的APV，质量仅700kg，发动机质量仅35kg，时速120km/h/h，一次加满压缩空气行驶速度2000km/h。充气成本仅为0.30美元，可在市内行驶约10h，在压缩空气站2分钟，用气泵3小时即可完成。
1.6电动车
世界上第一辆电动汽车是美国人在20世纪90年代制造的。电动汽车大致可分为电池电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCEV)和混合动力电动汽车(HEV)。电动汽车的一个共同特点是通过电机完全或部分依靠电力驱动，可以实现低排放和零排放。
电池电动车是最早的电动车。使用铅酸电池的车辆动力和续驶里程与传统内燃机车差距较大，使用高性能镍氢电池或锂电池会大大增加成本。但是JtBEV需要一定的充电时间和相应的充电设备，所以使用场合受到限制。燃料电池具有近65%的能量利用率，并能实现零排放和低噪音。国外新开发的高性能燃料电池已经能够实现与传统内燃机汽车几乎相同的动力性能，具有良好的发展前景，但成本是制约其产业化的瓶颈。在加拿大进行的演示试验表明，以燃料为动力的汽车制造成本为654.38+20万加元，而以柴油发动机为动力的汽车制造成本仅为27.5万加元。
混合动力汽车结合了传统内燃机汽车和电动汽车的优点，克服了它们的缺点。近年来，它们获得了快速发展，并已实现产业化和商业化。普锐斯和INSIGHT混合动力汽车的成功向人们展示了混合动力技术的魅力和巨大的市场潜力。
1.7使用植物油的汽车
为了找到可以替代石油的新能源，科学家们也将目光投向了植物油，正在以大豆油、玉米油、葵花油等植物油为原料开发内燃机油。科学家们仍在研究生物柴油，这是一种基于植物油的燃料，未来可作为卡车和船只柴油的替代品。生物柴油不含硫，所以不会对环境造成酸雨的威胁。为了生产生物柴油，化学家正在酯化植物油，将其转化为甲酯化合物，这种化合物燃烧更清洁，在发动机中的残留更少。
2中国新能源汽车的发展
中国天然气资源丰富，分布广泛。海南、北京、上海、重庆等省市被列为燃气汽车国家重点示范城市。压缩天然气汽车和液化石油气汽车是各地在燃油汽车的基础上发展和改装的，主要用于出租车、公交车、大型车辆和工程设施。一汽大众研发捷达LPG，上海交大研发LPG轿车并与申沃客车联合研发改装LPG城市客车，北京研发CNG城市客车。
山西是产煤大省。甲醇汽车项目已经进行了很多年，现在已经到了商业化运营的阶段。使用的甲醇汽车采用灵活的燃料系统，既可以使用甲醇也可以使用汽油，使用乙醇作为有氧燃料。现在在河北、黑龙江推广。同时，国家制定了乙醇汽油燃料的相关标准。中国云冈汽车公司大同汽车厂开发了甲醇微型客车。
中国煤炭资源丰富，政府支持以煤炭为原料制造车用燃料的项目。煤直接液化和间接液化生产车用燃料项目正在积极开展。“十五”期间，在云南和陕西建立了煤直接液化示范厂，以煤为原料合成石油或二甲醚等汽车燃料。经过五年的合作研究，Xi交通大学和中国科学院煤化工研究所于2000年开发出了“超低排放二甲醚汽车”。通过在大连柴油机厂生产的TYll00单缸柴油机和装有CA498柴油机的厢式货车上燃用二甲醚的试验，发现发动机功率可提高10%-15%，热效率可提高2-3个百分点，噪声可降低65438。
国内从事燃料电池研究的公司有20多家，质子交换膜(PEM)燃料电池技术取得了很大进步，但与国外仍有较大差距。比如国外汽车上用的是50-80 kW功率的PEM燃料电池，而国内最大的PEM燃料电池功率是5kW，和汽车使用相差甚远。中国的金属燃料电池技术已达到世界先进水平。
我国镍氢电池和锂电池的技术水平也达到了国际先进水平，比亚迪在2005年上海车展上展出的E1电动车已经具备了良好的整车动力性能。
目前国内关于压缩空气动力汽车报道最多的是浙大。他们为压缩空气动力摩托车开发了一个研究平台，并探索了许多有用的结论，这些结论正在进一步研究中。此外，重庆大学和同济大学也做了一些探索性的研究。应该说，APV在中国的发展才刚刚起步。
3替代燃料汽车的发展前景
在汽车的各种替代燃料中，LPG和CNG是最方便投入使用的，并且已经具备良好的配套基础设施。在排放和经济性能要求高但动力性能一般的公共交通领域有很好的应用前景。近年来，天然气汽车在美国的新型公交车中占据了很大的比重。在中国这样的农业大国，尤其是一些农业大省，乙醇资源丰富，乙醇汽车有很好的应用前景。二甲醚等合成燃料具有良好的排放特性，将有很好的应用前景，特别是作为替代柴油用于混合动力汽车。混合动力汽车无疑是下一代汽车动力系统的主要形式。
电池电动汽车性能不如混合动力汽车和燃料电池汽车，成本高。氢燃料发动机的能量利用率不如氢氧燃料电池。所以电池电动车和氢发动机车的发展前景都不是很乐观。当然，随着太阳能电池技术的发展和突破，或许纯电动汽车可以迎来一个不错的发展局面。压缩空气动力汽车虽然实现了零污染，但整体性能与传统汽车相差甚远，只能在小范围内的特定场合使用。
燃料电池是目前技术条件下能源利用率最高的汽车能源。燃料电池的比能量可以达到200-350 Wh/kg，是锂离子电池的2-3倍。能量转换效率高达60% ~ 80%，是汽油机或柴油机的1.5 ~ 2倍。可以做到超低污染甚至零污染，燃料电池使用的氢能是可再生的。目前，甲醇燃料电池技术最为成熟。国外各大石油公司和汽车公司都致力于燃料电池汽车的研发，以期在未来汽车发展中抢占滩头阵地。1993-2000年，戴姆勒-奔驰汽车公司先后推出了Necari-Necarⅳ和Nebas系列FCEVs。2001年5月，Necar4在美国测试，功率55kW，最大速度145km/h，满载行程450km。最新的Necar V-FCEV采用了甲醇燃料电池。1997 Ballard Power公司和福特汽车公司成立Xcellsis公司开发燃料电池汽车，AR-CO、壳牌、德士古等美国石油公司和California CARB相继加入，组成了世界上最强大的燃料电池汽车开发联盟。日本电力中央研究所正在全面开发使用耐热陶瓷的燃料电池。电池工作在1000℃的高温下，发电效率非常高，电解液输出功率达到1w/cm2，是传统燃料电池的5倍。EvomR公司致力于铝锌燃料电池的开发，已经达到相当的水平。
总之，替代燃料的综合评价要考虑以下因素:燃料成本；车辆成本；对进口石油的依赖；有效能源利用率；温室效应；排放污染；生产、储运、配送和灌装设施；装载里程和加注时间；安全。基于这些因素，CNG和LPG是目前最容易使用的替代燃料。电、甲醇、乙醇的综合评价指标都低于汽油。可以预计，液化石油气、压缩天然气和乙醇的市场份额将继续增加。二甲醚和合成柴油的市场份额将在十年后快速稳定增长。混合动力电动汽车将进一步发展，并迅速增加其市场份额。燃料电池汽车将在20年内实现产业化，并逐步提高市场份额。传统汽油发动机汽车的市场份额在20年后将开始明显下降，但柴油车将继续在重型汽车领域保持较高的市场份额。
4结论
未来20年，汽油和柴油仍是汽车的主要能源，但对汽油和柴油的质量要求越来越高，发动机技术将快速发展，提高能源利用率。替代燃料将快速使用，天然气汽车和乙醇汽车将率先大规模使用，二甲醚和合成燃料将逐步扩大应用范围。
混合动力系统将得到迅速发展和应用，混合动力汽车将是至少30年内解决汽车工业能源和污染问题最可行的途径。因此，我们应该整合资源，加快混合动力汽车的发展，抢占汽车技术发展的新高地。
燃料电池是最有前途的汽车能源，也是未来汽车的主要能源。国内石油行业应该和汽车行业联合开发先进的燃料电池技术，抢占未来先进汽车技术的前沿！