新能源汽车：未来出行的绿色新选择？发展前景如何？

新能源汽车涵盖了纯电动车型、具备增程功能的电动车型、混合动力车型、燃料电池车型、采用氢发动机的车型以及其他各类新能源汽车。

纯电动汽车

纯电动汽车，如Blade，是一种以单一蓄电池为能源储存和驱动动力的车型。这种车型通过蓄电池储存能量，并将电能传输至电动机，以此驱动电动机运作，进而推动车辆前进。

混合动力汽车

混合动力汽车，即HEV，其驱动系统由两个或多个能够并行工作的独立驱动单元组合而成，车辆在行驶过程中所需的动力输出可以由单个驱动单元独立提供，亦或由多个驱动单元协同供应。由于组成部件、布局设计以及控制策略的多样性，混合动力汽车呈现出多种不同的形态。

燃料电池电动汽车

燃料电池电动汽车，即FCEV，它通过氢气与空气中氧气的化学反应，在催化剂的催化下，在燃料电池内产生电能，以此作为主要的动力来源来驱动汽车。这种汽车本质上属于纯电动汽车的范畴，其与纯电动汽车的主要差异在于动力电池的工作机制不同。通常情况下，燃料电池通过电化学反应实现化学能向电能的转换，而在这一过程中，常用的还原剂是氢气，氧化剂则是氧气。鉴于此，早期研发的燃料电池电动汽车大多直接使用氢燃料作为能源，而氢气的储存方式则包括液化氢、压缩氢气以及金属氢化物等多种形式。

氢发动机汽车

氢发动机汽车依赖氢发动机提供动力。常规发动机多采用柴油或汽油作为燃料，而氢发动机则选用气体氢作为能源。这种汽车能实现真正的零排放，排放物仅为纯净的水蒸气。它具备无污染、零排放、资源充足等多重优势。

其他新能源汽车

其他新型汽车中，部分车型采用了超级电容器、飞轮等先进的储能设备。在我国，新能源汽车的范畴涵盖了纯电动、增程式电动、插电式混合动力以及燃料电池电动车型，而传统的混合动力汽车则被归类为节能车型。

混合动力汽车

优点：

引入混合动力系统后，我们可以根据实际所需功率来设定内燃机的最大输出功率，使得发动机体积相对较小。在这样的配置下，发动机能够在油耗低、污染少的理想工况下运行。得益于内燃机的持续工作能力和电池的持续充电，其续航里程与普通汽车相当。

2、因为有了电池， 可以十分方便地回收下坡时的动能。

在繁忙的都市中心，可以停止使用内燃机，转而使用电池作为唯一的动力来源，从而达成“零排放”的目标。

内燃机的应用使得电动汽车在应对空调、供暖、除霜等高能耗问题方面变得异常便捷，有效解决了纯电动汽车面临的挑战。

5、可以利用现有的加油站加油，不必再投资。

能够确保电池维持优良的工作条件，防止其出现过度充电或放电现象，从而有效提升电池的使用年限，并减少相关成本。

7、整车由于多个动力源，可同时工作，整车的动力性优良。

缺点：系统结构相对复杂;长距离高速行驶省油效果不明显。

纯电动汽车

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。

蓄电池的能量密度较低，且电动车的电池成本较高，尚未实现规模化生产，导致购买成本上升；在使用费用方面，部分测试数据显示其高于汽车，而另一些则仅为汽车的七分之一至三分之一，这一差异主要受到电池使用寿命以及当地油电价格的影响。

燃料电池汽车

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。

燃油电池的转换效率较高，大约在60%左右，因此整车的燃油经济性表现优异。

5、运行平稳、无噪声。

缺点：燃料电池成本高昂，同时使用成本(氢)也昂贵。

氢动力汽车

优点：排放物是纯水，行驶时不产生任何污染物。

氢燃料价格昂贵，同时其储存与运输在技术层面存在极大挑战，这主要是因为氢分子体积微小，很容易穿过储存设施的外壳而逸出。此外，氢气的获取过程要么通过电解水，要么依赖天然气，这两种方法都不可避免地需要消耗大量能源。除非采用核电进行提取，否则无法实现二氧化碳排放的根本减少。

超级电容汽车

该产品具备诸多优势，如充电迅速、功率集中度高、电池容量充足、耐用性强、无需保养以及经济环保等特点。

不足之处在于能量存储密度较低，难以满足整车的能量需求，因此通常仅作为辅助储能装置使用；同时，其功率输出会随着行驶距离的增加而逐渐减弱。

观察全球新能源汽车行业的发展态势，我们可以发现其动力来源涵盖了锂离子电池、镍氢电池、燃料电池、铅酸电池以及超级电容器等多种类型，而超级电容器通常作为辅助动力源被应用。这一现象的主要原因是，这些电池技术尚未达到完全成熟，或者存在一些明显的不足。与传统的汽车相比，它们在成本、动力输出以及续航能力等方面都存在较大的差距，这些因素也正是限制新能源汽车进一步发展的关键所在。

电池

铅酸蓄电池

铅酸蓄电池的历史超过百年，是内燃机汽车启动动力的常用来源。同时，它也成为了电动汽车电池的成熟选择，以其高可靠性、易获取的原材料和低廉的价格受到青睐，其比功率亦能满足电动汽车的动力需求。然而，它存在两个显著不足：首先，其比能量较低，体积和重量较大，导致单次充电的行驶里程受限；其次，其使用寿命较短，导致使用成本偏高。

镍氢蓄电池

镍氢蓄电池是碱性电池的一种，其具有较长的循环使用寿命和较高的能量密度，不过成本相对较高，并且存在记忆效应。在国际上，生产电动汽车用镍氢蓄电池的主要企业包括丰田以及丰田与松下合资成立的公司。目前市场上已有80A·h和130A·h两种规格的单元电池，它们的比能量介于75至80W·h/kg之间，且循环使用寿命能够达到600次以上。这种蓄电池被应用于多款电动汽车，其中某些车型单次充电后能行驶长达345公里，甚至有一辆车型在一年内行驶了超过八万公里。在我国，已经研发出了55A·h和100A·h的电池单元，它们的比能量达到了65 W·h/kg，且功率密度超过了800W/kg，这些特性均优于镍氢蓄电池。

锂离子电池

锂离子二次电池，作为一种新型的高电压、高能量密度的充电电池，其卓越的物理与电化学特性，预示着在民用和国防领域拥有广阔的应用前景。该电池的显著优势包括：重量轻盈、能量储存能力强大（即能量密度高）、环境友好、无记忆效应以及较长的使用寿命。在同体积和重量相当的前提下，锂电池的储电效能比镍氢电池高出1.6倍，比镍镉电池更是高达4倍。然而，人类目前仅对其理论电量的20%至30%进行了开发和利用，其开发潜力巨大，前景一片光明。此外，锂电池还是一种环保型电池，它不会对环境产生污染，因此被认为是电动车理想的电池选择。自二十世纪九十年代起，我国着手研发并应用锂离子电池技术，时至今日，已实现了显著的进步，成功研发出拥有完全自主知识产权的锂离子电池。

镍镉电池

镍镉电池的使用范围十分广泛，仅略逊于铅酸蓄电池。其能量密度高达55瓦时每千克，功率密度更是超过190瓦每千克。这种电池能够实现快速充电，并且其循环使用寿命显著，是铅酸蓄电池的两倍以上，可达2000次循环。然而，其价格却是铅酸蓄电池的4到5倍。尽管初期购买成本较高，但由于在能量和寿命上的优势，其长期使用成本实际上并不高。电池存在记忆效应的缺点，这会导致充放电不充分，进而减少电池的实际可用容量。大约使用十次之后，应进行一次彻底的充放电操作。若电池已出现记忆效应，则需连续进行3至5次完全充放电，以消除这种效应。此外，镉元素具有毒性，使用时需特别注意回收处理，防止其对环境造成污染。

钠硫蓄电池

钠硫电池的优势主要体现在三个方面：首先，其能量密度较高，理论值达到760W·h/kg，实际应用中已超过100W·h/kg，远超铅酸电池的3至4倍；其次，它能够实现大电流、高功率的快速放电，放电电流密度通常可达到200至300mA/mm2，并且能够在短时间内释放出自身能量的三倍；最后，它的充放电效率也相当高。固体电解质的运用使得该电池避免了液体电解质二次电池常见的自放电和副反应问题，充放电电流效率接近完美，高达几乎100%。然而，钠硫电池的不足之处在于其工作温度范围较窄，通常在300至350℃之间，因此在使用过程中必须进行加热和保温。此外，高温环境下的腐蚀问题也较为严重，这导致电池的使用寿命相对较短。目前已有技术采用高效真空绝热保温手段，能够有效应对这一挑战。也有性能稳定性及使用安全性不太理想等问题。

电池政策补贴优势

2009年2月，财政部与科技部联合发布的《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》中明确指出，对采用铅酸电池以及镍氢电池、锂离子电池的混合动力车型实施补贴，补贴上限分别为每辆8万元和42万元。然而，到了2010年6月，新能源汽车补贴政策发生变化，以电池容量作为唯一确定补贴标准的依据，铅酸电池因此被完全排除在外。在先前对新能源汽车的定义中，铅酸电池项目被纳入其中，然而，本次政策中明确指出，享受补贴的动力电池范围并不包含铅酸电池。此外，作为混合动力系统主要组成部分的镍氢电池，其补贴也将大幅减少。由此可以看出，在政策导向上，锂离子动力电池和超级电容器成为了最大的受益者。

电池价格趋势

从价格走势分析，电动汽车所采用的快速充电锂离子动力电池成本大约为每千瓦时1600美元，而常规锂离子动力电池的成本则在每千瓦时500美元上下。参照美国汽油与电价的走势，考虑到汽车全生命周期成本，具备100公里续航能力的快速充电锂离子动力电池电动汽车的运营费用，相较性能相似的汽油内燃机汽车，高出约25%。当电动汽车的动力电池价格降至每千瓦时200至300美元时，其使用成本将与普通汽车相仿。据预测，得益于各国政策的推动，到2020年，全球对锂离子电池的需求量将接近50吉瓦时。同时，快充电池的成本预计在2020年将降至每千瓦时400至500美元，而普通动力电池的价格也有望降至每千瓦时200至300美元。

充电站

汽车充电站与加油站功能相近，均用于为车辆提供能源。它相当于一种高效的充电装置，能够迅速为手机、电动车以及电动汽车等设备充电。

广州市作为南方电网节能和新能源汽车应用的示范城市，首个公共电动汽车充电站于2010年11月8日于亚运城正式启用。该充电站坐落于南沙港快速与京珠高速公路之间，兼具充电服务设施与营业厅功能。充电桩全天候运营，并设立了现场购电及现场充电的便捷通道，同时，它还是亚运城的“专用”营业点。

充电站依照南方电网制定的充电技术规范进行操作，向电动汽车供应三相充电电力。这一技术标准下的电源输出能力远超采用单相电源的另一种技术标准，其单位时间内的电量输出是后者的三倍，因而充电效率显著提升，充电所需时间大幅缩短。以21千瓦额定功率的交流充电桩为例，仅需3小时即可为电动轿车完成充电，有效降低了使用电动车的时耗成本。该充电站点不仅提供方便快捷的充电服务，而且计划在扩建的第二阶段增设便利店等便利设施。

广州供电局规划在2015年前，增设61座公交专用充电站、54座公共充电站以及80110个慢充充电桩，这些设施将遍布该市下辖的12个区县。电网企业将充当先锋，率先探索这一领域，推动节能环保的绿色风尚。

新能源汽车在充电方式上主要分为三种：桩式、架式以及无线充电。其中，桩式和架式充电对场地条件要求较高，这也是新能源汽车推广过程中面临的主要挑战之一。相较之下，无线充电技术有效解决了这一难题。近期，中兴通讯已陆续与国内多家客车制造企业及各地政府就新能源汽车无线充电领域展开合作。

混合动力汽车

混合动力车型指的是那些在传统燃料的基础上，结合电动机或发动机以提升低速度下的动力表现和燃油效率的汽车。根据所使用的燃料类型，它们主要分为汽油混合动力和柴油混合动力两大类。在我国市场，汽油混合动力车型占据了主流地位，而在国际市场上，柴油混合动力车型的普及速度也在不断加快。

纯电动汽车

电动汽车，顾名思义，是以电力为主要动力来源的汽车。这类车辆中，多数直接利用电机进行驱动。其中，部分车型将电动机安装在发动机舱内，而另一些则将车轮本身作为四台电动机的转子。然而，这类汽车的技术难点主要集中在电力储存方面。

燃料电池汽车

燃料电池汽车，这类车辆以氢气、甲醇等作为能源，通过化学反应生成电流，并借助电机进行驱动。它们的电池能量来源于氢气和氧气的化学反应，这一过程并非通过燃烧，而是直接将化学能转化为电能。燃料电池在运作时不会生成有害物质，这使得燃料电池汽车成为真正的零排放汽车；同时，其能量转换效率比内燃机高出2至3倍；因此，从能源使用和环境保护的角度来看，燃料电池汽车无疑是理想的交通工具。

氢动力汽车

氢动力车辆作为一款实现零排放的出行工具，排放的仅是纯净的水蒸气，它具备无污染、零排放和资源储量充沛等多重优点，因而被视为传统燃油汽车的理想替代品。然而，相较于传统动力车型，氢动力汽车的制造成本至少要高出20个百分点。2007年，中国长安汽车成功研制出我国首台高性能零排放氢内燃机，并在2008年北京车展上亮相，展出了我国自主开发的全球首款氢动力概念跑车——“氢程”。

燃气汽车

燃气成分单一，纯度高，能够与空气充分混合并实现完全燃烧，因此CO和微粒的排放量相对较低。此外，发动机在低温环境下的启动和运行性能表现出色。然而，其运输性能不及液体燃料，发动机的容积效率较低，着火延迟时间较长，且动力性能有所下降。这类车型普遍装备了双能源驱动模式，即同时配备压缩天然气或液化石油气装置以及汽油或柴油燃烧装置，它们能够便捷地在两种能源之间切换，此类车型主要服务于城市公共交通领域。

甲醇汽车

用甲醇代替石油燃料的汽车。

空气动力汽车

以空气作为能量的传递媒介，通过空气压缩机将空气加压至30MP以上，并将其储存于储气罐内。当需要启动汽车时，释放压缩空气以驱动启动马达并使车辆行驶。其优势在于无排放、维护简便，但不足之处在于依赖电源供应，且随着行驶距离的增加，空气压力（能量输出）会逐渐降低，同时高压气体的安全性也是一个需要考虑的问题。

飞轮储能汽车

借助飞轮的惯性进行能量储存，将发动机在非满载运行时产生的多余能量，以及车辆在下坡或减速过程中的动能，转化为电能，输送至发电机进行发电，进而推动或加速飞轮的转动。该飞轮采用磁悬浮技术，能够在每分钟数千转的高速下稳定旋转。混合动力汽车作为辅助装置，其优势在于提升能源利用效率，减轻车辆重量且储能能力强，能量转换迅速，且维护需求低、使用寿命长；然而，其劣势在于成本较高，且在机动车转向时，会受到飞轮陀螺效应的干扰。

超级电容汽车

超级电容器基于双电层原理进行工作。在超级电容器两极板产生的电荷电场影响下，电解液与电极界面处会产生相反的电荷，用以抵消电解液内部的电场。这些正负电荷在两个不同相的接触面上，以极短的间隙排列在相对位置，形成了所谓的双电层。正因如此，超级电容器的电容量极为庞大。(2010上海世博会园区世博专线已使用此车)。