新能源材料在汽车领域的应用

1新能源材料在汽车中的应用复材1301-17-李正祥2摘要.........................................................................................................3abstract....................................................................................................3一、导言.................................................................................................4二、新能源汽车.....................................................................................52.1新能源汽车的定义......................................................................52.2新能源汽车所用新材料的调研..................................................62.2.1驱动电机材料..........................................................................62.2.2动力电池材料..........................................................................7动力电池的介绍............................................................................7电池工作原理...............................................................................8电池反应的可逆性........................................................................9锂离子电池.................................................................................102.2.3无线充电技术........................................................................122.2.4轻量化材料——复合材料蜂窝夹层结构..............................12复合材料蜂窝夹层结构与特点................................................13车用复合材料的特点................................................................14复合材料的功用和性能............................................................14铝蜂窝夹心...............................................................................15三、混合动力车...................................................................................16四、参考文献.......................................................................................193摘要20世纪90年代以来，随着技术的进步，以混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车为代表的新能源汽车涌现出来。近年来，随着国际能源供应的持续紧张、原油价格的持续上涨以及全球环境保护呼声的日益高涨，新能源汽车的技术研发和产业化发展受到了越来越多的重视，以美国、欧洲和日本为代表的发达国家和以巴西为代表的发展中国家都积极展开了新能源汽车产业发展的实践。中国作为崛起中的大国，近年来汽车销售量快速增长，石油需求大幅增加，导致石油对外依存度急剧上升，并且快速的工业化导致了污染加重、温室气体排放大幅增加的局面。在这样的背景下，中国发展新能源汽车就具有了重大的现实意义，不仅有利于降低对石油的依赖、保证我国的能源安全，也有利于我国的环境保护和可持续发展，并为我国汽车产业实现跨越式发展提供了重要的战略机遇，可以说，中国对于新能源汽车的需要是越来越迫切了。但是，新能源汽车不仅技术种类多，各种技术在技术成熟度、成本、使用燃料、清洁性等各个方面都存在许多差异，并且新能源汽车的产业化发展涉及燃料与基础设施发展、市场需求培育、对传统汽车的替代等方面往往都需要大规模的投入，因此中国如何根据自身的实际情况，结合新能源汽车技术的特点，制定合理的技术发展路线和产业化发展战略，就成为我国新能源汽车产业发展的重要课题。abstractSince1990s,AlternativeFuelVehicleslikeHybridElectricVehicle,ElectricVehicleandFuelCellVehiclewereemergingasthedevelopmentofautomobiletechnology.Inrecentyears,withthesoaringcrudeoilpriceduetoshortageofsupplyandrisingdemandonenvironmentprotection,theR&Dandcommercializationactivitieswerehighlyinvested,especiallyinUS,Europe,Japan,Brazilandetc.Asanemerginggiant,Chinaisincreasinglysufferingfromhighdependencyonimportedcrudeoilduetosoaringvehiclesalesandalsothegrowingdemandonoil.Meanwhile,increasingconsumptionofoilandquickindustrializationareleadingtoheavypollutionandexhaustionofgreenhousegas.Therefore,ChinaishighlyexpectedtorelyonAlternationFuelVehiclesthatmaysecurenationalenergysupplybyreducingthedependencyonoil,promoteenvironmentprotectionandsustainable4development,andalsobringagreatopportunityofleapsontechnologyfordomesticautomakers.However,AlternativeFuelVehiclesarehighlydiverseintechnologiesandalsocharacterizedbydifferentlevelsoftechnologymaturity,cost,fuel,cleannessandetc.Furthermore,thecommercializationofAlternativeFuelVehiclesneedsheavyinvestmentonfuelandinfrastructuredevelopment,marketdemandextension,substitutiontotraditionalvehiclesandetc.Therefore,itwillbeanimportantissueforChinatodesignreasonabletechnologydevelopmentroadmapandcommercializationstrategyforAlternativeFuelVehiclesaccordingtothefactofChinaandthetraitsofdifferentAlternativeFuelVehiclestechnologies.一、导言20世纪90年代以来，随着环境保护呼声的提高和近年来国际能源供应尤其是原油供应的持续紧张，主要发达国家的研究机构和汽车厂商纷纷加大了对新能源汽车技术的开发投入，以替代以石油为燃料的传统汽车，形成了多种技术共同发展的局面，部分技术已经在商业化领域取得了重要进展。以日本、美国和欧盟为代表的主要国家和地区，特别是丰田、宝马、通用、本田、大众等主要汽车厂商根据本国和公司的实际情况，先后采取了不同的新能源汽车技术发展策略，研发成功了多款新能源概念车型和应用车型，其中一些成熟的技术己经成功实现了产业化。目前的新能源汽车技术主要包括混合动力汽车、纯电动汽车、氢能和燃料电池汽车、乙醇燃料汽车、生物柴油汽车、天然气汽车、二甲醚汽车等类型。日本在混合动力汽车方面技术最为先进;美国将新能源汽车研发重点放在氢能和燃料电池汽车，同时大力推动生物燃料汽车的产业化;欧洲在混合动力、纯电动汽车、氢能和燃料电池汽车方面都有设计，在产业化领域也大力推广生物燃料汽车。其他国家也积极加入到新能源汽车的研发与应用领域，巴西在生物燃料汽车应用方面处于世界领先水平，是目前最大的乙醇汽油和生物柴油汽车应用国家之一;挪威和加拿大积极发展氢能源，都提出了建设“氢高速公路”计划，并已经取得了重要进展。随着我国经济发展和居民收入的提高，加入WTO后从2002年开始我国汽车产业出现了快速发展的趋势，经过短短6年的发展，我国汽车年销售量就实现了翻番，达到了800万辆以上，成为世界第二大市场。但是在汽车产业快速发展的同时，我国石油供应却持续出现紧张，对外依存度不断提高，汽车造成的环境污染和温室气体排放严重威胁我国的可持续发展。因此，在发展汽车产业方面，我国应当避免重走发达国家的“先污染后治理”的老路，积极发展新能源汽车，降5低对石油燃料的依赖，促进我国的可持续发展。二、新能源汽车2.1新能源汽车的定义新能源汽车是相对于传统燃料汽车而言的，由于新能源汽车发展较晚，目前尚没有被统一认可的定义。按照定义范围的大小，可以分为广义新能源汽车和狭义新能源汽车两种。广义新能源汽车，又称代用燃料汽车，是指使用了除汽油和柴油等石油能源作为动力来源的汽车，既包括了全部使用非石油燃料的汽车如纯电动汽车、燃料电池电动汽车，也包括部分使用非石油燃料的汽车如混合动力电动车、乙醇汽油汽车等。这种定义涵盖了目前新型动力汽车，主要可以分为混合动力电动汽车(HEV，又称混合动力汽车)、纯电动汽车(BEV)、燃料电池电动汽车(FCHV或FCV，又称燃料电池汽车)、氢燃料汽车、二甲醚汽车、甲醇汽车、天然气(包括压缩天然气CNG，液化天然气LNG和液化石油气LPG)汽车、乙醇燃料汽车等。狭义新能源汽车的定义缩小了汽车动力来源范围。按照2007年公布的国家《新能源汽车生产准入管理规则》的定义，新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。非常规的车用燃料指除汽油、柴油、天然气(NG)、液化石油气(LPG),乙醇汽油(EG)、甲醇、二甲醚之外的燃料。新能源汽车包括混合动力汽车、纯电动汽车(BE