汽车用新材料的研究发展状况概要（精选五篇）

第一篇：汽车用新材料的研究发展状况概要

汽车用新材料的研究发展状况 1国内外汽车用新材料发展状况 1.1 国外汽车用新材料的发展现状与趋势 当前世界汽车材料技术发展的主要特征如下:(1轻量化与环保是当今汽车材料发展的主要方向;(2尽管近阶段钢铁材料仍保持主导地位, 但各种材料在汽车上的应用比例正在发生变化。主要变化趋势是高强度钢和超高强度钢、铝合金、镁合金、塑料和复合材料的用量将有较大的增长, 铸铁和中、低强度钢的比例将会逐步下降,但载重车的用材变化不如轿车明显;(3轻量化材料技术与汽车产品设计、制造工艺的结合将更为密切, 汽车车身结构材料将趋向多材料设计方向;(4更重视汽车材料的回收技术;(5电动汽车、代用燃料汽车专用材料以及汽车功能材料的开发和应用工作不断加强。

减轻汽车自身质量是降低汽车排放、提高燃油经济性的最有效措施之一。世界铝业协会的报告指出, 汽车的自身质量每减少10%, 燃油的消耗可降低6~ 8%, 根据最新资料,国外汽车自身质量同过去相比减轻了20~ 26%。预计在未来的10 年内, 轿车自身质量还将继续减轻20%。铝合金、镁合金、工程塑料、复合材料和高强度钢、超高强度钢等轻量化材料的开发与应用在汽车的轻量化中将发挥重大作用。可以看出, 尽管钢铁材料在当前仍然占主导地位, 但其份额却在逐年减少, 而铝合金、镁合金、塑料等轻量化材料的用量则呈持续上升的趋势。在最近投产的某些新车型中, 钢铁材料的比例更低, 例如在奥迪A2中, 钢材的比例仅

为34%, 轻质材料则高达52%。国外开发的全铝车身已经在AUDI A8、BMW Z8、FERRARI360等很多车型上使用, 甚至全铝发动机、轮毂都已经开始实际应用。

虽然联邦政府和欧共体有多种与材料有关的研究项目, 但整体上主要还是 体现在墓础研究方而。从汽车行业的应用性研究来讲, 主要依靠企业的自身力量, 这与美国汽车行业的情况很不相同, 后者可从国家得到各种资助。不仅如此, 德国政府在支持、促进和推广新材料在汽车行业的应用以及采用新材料的汽车的生产、销信等方而也没有任何鼓励的政策与措施。虽然从长远战略上说, 汽车采用新材料具有多种重要意义, 但就口前的实际而言, 首要目的是减轻重量、提高效率、降低能耗、减少环境污染。从根木上来讲, 汽车减轻屯量很有好处,既可增加使用面积, 又可节省燃料消耗, 减少环境污染。汽车能耗的70%与汽车重量有关, 如中型轿车的自重每减少100公斤, 每百公里的燃料消耗就可减少0.4公升。此外, 自重减轻对加速和弹性等行驶效率也有积极影响, 同时可使转动和振动

部件的噪音明显降低。试验证明,假如负荷是单轴的或者在结构上可以沿纤维方向伸展的话, 纤维强化的材料明显比金属优越。

近年来, 虽然日本汽车工业由于各种原因而陷于持续的不景气状况之中, 但各汽车厂商从长远利益出发, 仍继续着各种汽车用新材料及其相关伎术的研 究开发, 并取得品些进展。总的来看, 这一领域研究开发的重点主要集中在三个方面。一是大力开发各类“低公害车”所需材料;二是继续发展汽车以铝、塑等代钢技术;三是提高汽车用材料再生利用率。

一、“低公害车”所需材料的发展状况

随着全球环保呼声日益高涨, 电动汽车、甲醇汽车、天然气汽车等不以汽油为动力源的所谓“低公害车”展现出诱人的发展前景。但是, 目前这类汽车离实用化都还相距甚远。其有待解决的主要问题之一就是所需的各种材料技术尚未过关。在被

认为是最理想的“低公害车”的电动汽车的研究中, 目前面临的主要课题仍然是车体的轻量化和蓄电池的高性能化, 而这都与材料技术密切相关。在东京电力公司和日产汽车公司分别开发的高性能电动汽车的概念车 IZA和FEV,为了减轻车休重量, 外板均采用了碳纤维强化塑料,底盘均采用了各种招合金材料。然而, 这两种概念车的开发者一致认为, 对批量生产而言, 采用昂贵的CFRP 材料是不现实的。出路在于能多大程度地采用铝合金材料。比车体轻量化更为重要、也更为复杂的问题是蓄电池的高性能化。在IZA和FEV中采用的是镍镉电池,它是已能实用的各种蓄电池中能量密度高的。但因镉资源很少, 故对大批量生产电动汽车并不合适。据日本通产省估计,全球镉储藏量仅约97万吨, 只能供制造1000万辆电动汽车使用。

二、铝、塑代钢技术发展状况

从80年代起, 主要为了减轻汽车重量以降低耗油量、节约能源、保护环境, 在汽车制造中以铝、塑代钢技术开始发展起来, 但至今仍未出现成热的批量生产车型。其重要原因是以铝、塑代钢并不仅仅意味着材料的替换, 还意味着汽车的设计、加工、装配各个环节都必须进行大幅度的更动, 因而风险很大。目前, 除马自达公司外, 日本各大汽车厂商都还只在少量零部件或特殊车种(如运动车试制中应用铝、塑代钢佼术。

三、汽车用材料再生利用发展状况

为了节省资源、保护环境, 日本于1992年10月开始实施“关于促进再生资源利用的法律”。汽车是该法律适用对象之一, 要求制造商在设计阶段就对再生利用作出评价, 并从材料、结构、拆分等各方面进行积极研究。该法实施以来, 日本有关汽车用材料再生利用的研究进一步受到重视, 取得了一些新进展。丰田、日产、本田等公司均已开始通过各自的销售网来系统地回收在维修中换下的保险杠, 经洗净、粉碎后, 加工成货物周转箱(丰田、通风管迸(日产、换气口(本田等等重新加以利用。为了进一步提高由高级聚丙烯材料制成的保险杠的再生利用率, 各汽车公司正在加紧研究能完全消除旧保险杠表面油漆的影响, 从而用旧材料制造新保险杠的有关技术, 升已取得阶段性成果。如日产公司的“有机盐系溶剂分解、剥离法”、富士重工

业公司的“微粉碎法”、丰田公司的“加压水分解法”等, 在不远的将来, 即可望获得实际应用。

汽车车身、底盘(含悬挂系统、发动机三大件约占一辆轿车总重量的65%以上。其中车身外、内覆盖件的重量又居首位。因此减少汽车车身重量对降低发动机的功耗和减少汽车总重量具有双重的效应, 是汽车轻量化的重要途径。车身轻量化的研究是现代车身设计的一大主流。当前, 节能、环保、安全、舒适、智能和网络是汽车技术发展的总趋势,尤其是节能和环保更是关系人类可持续发展的重大问题。汽车油耗与车重关系密切, 汽车行驶过程中受到空气阻力、轮胎阻力、加速阻力和爬坡阻力等, 其中后面三项均与车身本身的重量成正比, 这直接影响轿车的油耗, 因此, 降低燃油消耗、减少向大气排出CO2 和有害气体及颗粒已成为汽车界主要的研究课题。减小汽车自身质量是汽车降低燃油消耗及减少排放的最有效措施之一。尤其是当前全球能源缺少的危机之下, 轻量化技术对于未来轿车发展有着巨大的意义。实现轻质车身, 最主要就是大量应用使车身轻量化的

材料, 同时进行车身轻量化的结构设计等。目前, 车身轻量化的主要途径有2条: 效果比较明显的是用轻型材料(如镁、铝、塑料盒复合材料等替代车身骨架

及内、外壁板原有的钢材, 目前已制造出部分产品;另一种有效的方法是通过优化车身结构实现轻量化, 其代表性成果为ULSAB(U ltra L ight Steel Auto Body项目112。

现代汽车车身除满足强度和使用寿命的要求外, 还应该满足基本性能、外观、安全、价格、环保、节能等方面的需要。在九十年代以前, 以轿车为例, 其整车质量中, 钢铁占有80%, 铝占3%, 树脂占4%。由于能源价格不断上升, 作为轻量化材料的高强度钢板、表面处理钢板用量逐年上升, 有色金属材料的用量也在不断增加, 其中, 铝合金材料的应用明显增加, 非金属材料也逐步增加。本文主要就车身轻量化材料的发展做研究。

1.2 国内汽车用材料发展状况分析

我国汽车材料是伴随着汽车工业的发展而发展起来的。尤其是在/ 七五0至/ 九五0期间, 我国通过合资的方式引进了国外先进的汽车产品技术, 缩短了与发达国家之间的差距。在引进技术的带动下, / 九五0期间/ 轿车新材料技术开发0被列入国家科技攻关计划, 同时在国家863高技术计划新材料领域的支持下, 先后开发出了一批轿车国产化急需的金属材料和非金属材料, 促进了国产汽车材料的技术进步。但是, 同国外相比, 我国汽车工业整体技术水平还比较落后,汽车材料领域的差距更大。主要表现为: 企业开发能力不足, 缺乏创新、竞争能力;技术与管理水平落后, 生产规模小,劳动生产率低, 产品质量差;产品结构不合理, 技术含量低,低档产品过剩, 高端产品依靠进口;汽车行业采用的材料系列与品种繁杂、数量少, 使汽车专用材料的产量难以达到经济规模;汽车材料基础技术研究薄弱, 缺少材料评价技术与体系, 材料技术标准混乱, 基础数据贫乏。从总体上看, 国内汽车材料领域的现状还不能满足我国汽车工业的发展需要。国内汽车工业的迅速发展以及加入WTO, 使我国汽车材料领域面临着前所未有的机遇与挑战。不仅汽车材料的需求量持续增长(预计从现在起到2020年, 年均增长率可达20%以上, 而且对材料的品质提出了更高的要求, 这为我国汽车材料领域的发展创造了十分有利的条件。

2汽车发动机连杆新材料新工艺的应用研究

当今,汽车工业的主体技术正步入转型换代的新时期,轻量化、智能化、节能、安全和环保是重要的发展方向。汽车用材料属于技术含量高、性能指标高、附加值高的三高产品,代表着材料发展的最高水平。

连杆是发动机主要零件之一,是传递动力的重要运动部件,又是发动机的安全件,所以连杆的质量直接影响发动机的使用性能和安全。连杆从结构上看并不复杂,但其精度要求特别高,因此连杆加工工艺比较复杂。传统连杆材料为高强度碳钢和中碳合金钢,如45、40Cr 或40MnB 等,其加工工艺是连杆体和连杆盖分别加工,该工艺对连杆体和连杆盖接合面要求比较高,至少需要3-4 道工序,然后合体加工。连杆新材料主要是高碳钢和粉末冶金,其塑性变形非常小,连杆毛坯整体加工,利用撑断技术,使连杆体和连杆盖分开,断面整齐、变形小,利用断口进行定位,无须再加工。

1.连杆的功用、结构特点及主要技术要求

连杆功用是将活塞的力传给曲轴,变活塞的往复运动为曲轴的旋转运动。连杆的小头随活塞作往复运动,大头随曲轴作回转运动,杆身在大小头运动的合成下作摆动,所以,连杆除承受周期性变化的气体冲击外,还要承受较大的惯性力。这就要求连杆耐疲劳、抗冲击,并具有足够的强度、刚度及较好的韧性。由于发动机的结构不同,连杆结构略有差异,但基本上都由活塞销孔端(小头端,曲轴销孔端(大头端及杆身三部分组成(如图1 所示。大头与曲轴的连杆轴颈相连,一般做成分开式,即连杆体大头和连杆盖连杆杆身和盖用螺栓连接。小头用来安装活塞销,以连接活塞。杆身常做成“工”字形断面。连杆大小头端的高度根据结构的不同,有等高和不等高两种,在V 型发动机中,为了使结构紧凑,连杆经常采用不等高结构。

图1 连杆结构

现代的高性能发动机对连杆的要求是重量轻、强度高、刚度好、惯性力小且尽量采用强化工艺,其发展趋势是采用短连杆结构。发动机运动部件重量的减轻有助

于降低能耗和噪声,可以改善发动机的排放。对短连杆的需求是因为发动机正朝着体积小和功率大的方向发展。连杆机械加工的主要技术要求见表一

表一连杆机械加工的主要技术要求

2.连杆材料及毛坯汽车发动机连杆材料及其选择标准

连杆在工作中承受多向的交变载荷,要求有很高的强度,因此毛坯大都采用高强度碳钢和中碳合金钢模锻而成。近年来,由于在连杆加工中所采用得撑断新工艺和粉末冶金技术的发展,高碳钢、可锻铸铁和粉末冶金材料也被广泛应用。特别是粉末冶金锻造工艺的应用使粉末冶金件的密度和强度都大大提高,其密度可达7.8 克/厘米3,抗拉强度可达140~240 公斤/毫米2。粉末冶金零件毛坯的尺寸精度高,可以减少机械加工量和材料浪费,从而能降低成本。另外,一些具有新型组成或微观结构的材料,如复合材料、铝纤维增强合金材料等也有应用。连杆的毛坯形式有两种,一种是体、盖分开锻造,另一种是先将体、盖锻成一体,在加工过程中再切开后一种具有材料损耗少,锻造工时少等优点,故其应用愈来愈多,成为一种主要的毛坯形式。为

了保证连杆的质量和加工精度,各厂对连杆毛坯都有较严格的要求,连杆毛坯必须达到一定的技术要求并经过严

外观检查毛坯表面应光洁,非加工表面不允许有凹陷、飞刺及分层,并通过磁力探伤以检查是否有裂纹。此外,我们还要对毛坯的总重量及大小头重量也有严格 的要求，对毛坯重量的公差也有相关规定。3.连杆的机械加工典型工艺路线 连杆形状复杂不易定位和夹紧，其刚性差、容易变形，因此其加工精度较高。3.1.连杆体 检查及验收毛坯→粗磨大小头两平面（半自动双头立轴圆台平面磨床）→钻铰小 头孔及一面倒角（钻铰组合机）→小头孔倒角（立式钻床）→拉半圆、结合面、两侧面及倒角（连续拉床）→拉螺栓座面（20T 双溜板拉床）→拉小头去重面（20T 双溜板拉床）→钻铰连杆体的螺栓孔、铣轴瓦锁口槽、精铣结合面以及钻油道阶 梯孔（13 工位自动线）→清理毛刺→ 清洗并吹净（清洗机）→检查零件。3.2.连杆盖 检查及验收毛坯→拉连杆盖两平面（连续拉床）→拉半圆、结合面、两侧面及倒 角（连续拉床）→拉螺母座面及去重块三面（连续拉床）→ 钻铰螺栓孔、铣轴 瓦锁口槽、精铣结合面（13 工位自动线）→清理毛刺→清洗并吹净（清洗机）→检查零件。3.3.连杆总成 装配连杆体及盖→拧紧连杆螺栓并保证力矩（螺栓拧紧机）→ 精磨大小头两平面（半自动双头立轴圆台平面磨床）→粗镗大头孔（单面卧式金刚镗床）→大头 孔倒角（立式钻床）→半精镗、精镗大小头孔并两面倒角（11 工位镗孔自动线）→清理毛刺→称重、精铣连杆大小端凸台至规定重量（去重平衡铣）→ 中间检 查→清理毛刺→ 零件清洗（清洗机）→珩磨连杆大小头孔（单轴液压珩磨机、珩磨自动线）→零件清洗（清洗机）→复检重量并分组（连杆总成专用秤）→修 磨重量（砂轮机）→去净连杆总成全部毛刺→ 最终检查。4.连杆主要部位的加工工艺分析 4.1.两端平面的加工 连杆加工的首道工序就是加工两端平面。在大小头孔精加工前，往往还要对 此两平面进行精加工。连杆端面加工一般采用磨削工艺。在连杆毛坯锻造时，对 这两端面进行精压，尺寸精度可达±0.15～±0.20mm。精压的目的就是提高毛坯 精度，减少余量，使其不再经过车、铣粗加工就可直接磨削。4.2.体盖分合面及其它平面的加工 连杆除了两端面以外的其它平面，也包括体盖分合面及作定位用的大小头侧 面，以及整体连

杆毛坯的体盖切开和切开后的半圆面，大多在连续式拉床上拉削。4.3.螺栓孔的加工 连杆螺栓孔一般分为定位部分和紧固部分，定位部分为光孔，紧固部分为螺 孔，因此，螺栓孔的尺寸和位置精度要求都比较高。作为定位的光孔，在钻孔后 还要进行铰孔。为了提高尺寸精度，螺栓孔采用枪钻和枪铰加工。在大规模自动 化生产及近年来所建立的自动系统中，组合机床自动线用得越来越多，并且作为 整个综合加工系统的一部分，纳入一条组合自动线中，或成为一条长自动线中的 组合部分。采用组合机床自动线更便于多件多面加工，有利提高生产率。连杆新材料和新工艺已经在国内各大汽车厂（奇瑞/上海大众/上海通用等汽 车厂）新建的发动机厂得到应用；芜湖市的奇瑞汽车有限公司第二发动机厂也建 了一条连杆线，连杆材料为 C70，加工工艺采用最新的激光撑断技术，规划中的 发动机三厂准备用粉末冶金作为连杆材料。

第二篇：国内汽车用新材料的发展状况研究

国内汽车用新材料的发展状况研究

【摘要】本文主要介绍了国内汽车用新型材料的发展状况，并提出了今后汽车用材料的发展趋势。

【关键词】新型材料，发展状况，发展趋势

1、概述

随着科学技术的发展，各种新型材料广泛应用于汽车。汽车材料是汽车设计、品质、质量及竞争力的基础，汽车技术的发展在很大程度上取决于汽车材料的发展。自19世纪90年代以来到今后相当长的一段时期内，汽车用材料将紧紧地围绕着环保、节能、安全、舒适性和低成本这五个主题展开，因而汽车材料的发展也更加多元化、多样化。其中轻量化的要求最为突出，使汽车材料构成有了明显的变化。今天，汽车材料的热门领域，主要是轻型机构材料和先进功能材料，前者应用于车身、底盘和动力系统，后者应用于内燃机和后处理、能量储存和转换、电子学及智能材料，如燃料电池用的材料、储氢材料和传感器。至于减轻重量的方法，通用汽车中国投资有限公司高级项目经理刘新宽认为，首先是使用轻量化的材料，而通过CAE模型工具夜可以使材料的刚度、强度和厚度达到局部最优化，至于材料界，则需要发展低成本、稳定的生产工艺，以使符合材料结构达到减重的目的。

2国内汽车用新材料的发展状况

2.1轻量化与环保是当今汽车材料发展的主要方向。轻量化材料是指能减轻汽车零部件自身质量的材料。早期的轻量化材料主要为密度较小的轻质材料，如铝合金、镁合金、泡沫材料、塑料和复合材料。铝是应用较早且技术日趋成熟的轻量化材料。它在汽车上的用量呈现持续增长的趋势。根据世界铝协统计，在1991至1999年间，铝在汽车上的应用翻了一番，预计到2005年还将再翻一番。2002年北美平均每辆车的用铝量已达124kg。汽车上的铝零件以铸铁为主，如缸体、缸盖、变速器壳体、汽缸盖罩等，他们大约占去了汽车用铝量的80%。在轻量化的推动下，铝合金材料及其应用技术发展很快，在近年来出现的全铝车身以及铝密集型汽车（如福特P2000）中，铝的比例更是高达37%。铝的应用现正朝车身零件及结构件的方向发展，如应用日益广泛的铝合金车箱盖、发动机罩、提升式后车门、前端翼子板、发动机支架以及全铝车身骨架等。未来铝在汽车中的应用范围将进一步扩大，并将呈现逐渐、型材、板材并举的局面。铝在汽车中的应用范围进一步扩大，并将成为仅次于钢的第二大汽车材料。

2.2轻量化材料的应用范畴正在扩大。为适应汽车市场的需求，钢铁企业开发出了高强度钢，采用高强度钢生产汽车零件，同样可以达到减轻质量的效果。从前的高强度钢板，拉延强度虽高于低碳钢板，但延伸率只有后者的50%，故只适用于形状简单、延伸深度不大的零件。现在的高强度钢板是在低碳钢内加入适当的微量元素，经各种处理轧制而成，其抗拉强度高达420N/mm2，是普通低碳

第三篇：互联网发展状况统计报告概要

我国网民规模达3.84亿 手机网民增长1.2亿

2010年1月15日，中国互联网络信息中心（CNNIC）在京发布了《第25次中国互联网络发展状况统计报告》（以下简称《报告》）。《报告》数据显示，截至2009年12月，我国网民规模已达3.84亿，互联网普及率进一步提升，达到28.9%。我国手机网民一年增加1.2亿，手机上网已成为我国互联网用户的新增长点。

受3G业务开展的影响，我国手机网民数量迅速增长，规模已达2.33亿人，占整体网民的60.8%。手机和笔记本作为网民上网终端的使用率迅速攀升，互联网随身化、便携化的趋势日益明显。而商务交易类应用的快速增长，也使得中国网络应用更加丰富，经济带动价值更高。

手机网民年增过亿 网民结构不断优化

经历了多年的迅猛发展，面对2008年接近3亿的网民基数，我国网民规模的增幅已经有所放缓，但整体来看，仍保持了一个较高的增长速度。CNNIC《报告》数据显示，截至2009年12月30日，中国网民规模已达3.84亿人，较2008年底增长8600万人，年增长率为28.9%。

尽管增幅放缓，但是我国网络用户的结构却在不断优化。数据显示，我国宽带普及率继续提高，宽带网民规模达到3.46亿人，较2008年增长了7600万。此外，农村网民的规模也持续增长，达到10681万，占整体网民的27.8%，同比增长26.3%。

由于3G牌照的颁发，手机上网用户在2009年取得了飞速的发展。CNNIC《报告》数据显示，截至2009年底，我国手机网民规模一年内增加了1.2亿，已达到2.33亿人，占整体网民的60.8%。其中只使用手机上网的网民有3070万，占整体网民数量的8%。对此，CNNIC分析师表示，随着3G业务的持续开展，手机上网将成为刺激我国互联网用户增长的新增长点。

商务交易类应用增幅达68% 中国互联网市场价值可期待

随着我国互联网普及率的逐年提高，互联网正在走进人们的工作与生活。CNNIC《报告》调查显示，在家和单位上网的网民比例在2009年有了明显的提高，有83.2%的网民选择在家上网，另有30.2%的网民选择在单位上网，互联网作为人们日常工具的价值正在日益提升。

2009年网络应用使用率排名前三甲分别是网络音乐（83.5%），网络新闻（80.1%），搜索引擎（73.3%）。但是商务交易类应用增幅“异军突起”，CNNIC《报告》调查显示，商务交易类应用的用户规模增长最快，平均年增幅达到了68%。其中，网上支付用户年增幅80.9%，在所有应用中排名第一，旅游预订、网络炒股、网上银行和网络购物用户规模分别增长了77.9%、67.0%、62.3%和45.9%。据CNNIC调查，2009年中国网络购物市场交易规模达到2500亿，2010年网购物市场将迎来更大规模的发展。

从数据可以看出，中国互联网应用正显出网络消费快速增长的显著趋势。但是和美国相比，中国网民在互联网应用结构上仍存在较大差异：美国互联网在网络消费指数上得分几乎是中国的三倍。从另外一个方面说明，我们中国的网络消费增长还有更大的空间。

我国网民规模达到4.2亿 商务类应用显著提升

2010年7月 15日，中国互联网络信息中心（CNNIC）在京发布了《第26次中国互联网络发展状况统计报告》（以下简称《报告》）。《报告》显示，截至2010年6 月底，我国网民规模达4.2亿人，互联网普及率持续上升增至31.8%。手机网民成为拉动中国总体网民规模攀升的主要动力，半年内新增4334万，达到 2.77亿人，增幅为18.6%。值得关注的是，互联网商务化程度迅速提高，全国网络购物用户达到1.4亿，网上支付、网络购物和网上银行半年用户增长率均在30%左右，远远超过其他类网络应用。网民规模突破4亿大关 手机网民成增长主力

CNNIC《报告》显示，截至2010年6月底，我国网民规模已经突破4亿关口，达到了4.2亿，较 2009年底增加3600万人。互联网普及率攀升至31.8%，与2009年底相比提高了2.9个百分点。

手机网民成为拉动中国总体网民规模攀升的主要动力。《报告》显示，截至2010年6月底，手机网民用户达到2.77亿，在整体网民中的占比攀升至 65.9%，相比2009年底增加了4334万人，增幅达18.6%，其中，大约有4914万的网民只使用手机上网，占网民总数的11.7%。移动互联网展现出了巨大的发展潜力。商务应用快速发展 网络安全仍为最大制约因素

CNNIC《报告》显示，2010年上半年，我国网民的互联网应用表现出商务化程度迅速提高、娱乐化倾向继续保持、沟通和信息工具价值加深的特点，其中，商务类应用表现尤其突出。截至2010年6月底，网络购物、网上支付和网上银行的使用率分别为 33.8%、30.5%和29.1%，用户规模分别达到1.42亿、1.28亿、1.22亿，半年用户规模增幅分别为31.4%，36.2%和 29.9%，增速在各类网络应用中排名前三。

尽管如此，网络商务应用仍然受到各种安全因素的困扰。CNNIC调查发现，仅2010年上半年，就有59.2%的网民在使用互联网过程中遇到过病毒或木马攻击；30.9%的网民账号或密码被盗过；电子商务网站访问者中89.2%的人担心假冒网站，其中，86.9%的人表示如果无法获得该网站进一步的确认信息，将会选择退出交易。网络安全和信任问题已经成为网络商务深层次发展的最大制约因素，互联网向商务交易型应用的发展，急需建立更加可信、可靠的网络环境。

网络视频用户止跌回升 3G推动网络文学用户增长

CNNIC《报告》显示，2010年上半年，网络视频用户规模达到2.65亿，使用率从2009年末的 62.6%上升到63.2%。虽然增幅不大，但却结束了去年用户下滑的局面，使用率开始缓慢上升。2010年上半年，网络视频新增用户2500万，增幅达 10.4%。报告认为，随着国家三网融合政策的部署和实施，中国网络视频也将迎来新的发展机遇：视频传输速率的提高，接入渠道的增多，将使网络视频获得更广泛的用户支持，成为大众视频消费的重要方式，快速提升了网络视频的媒体价值和商业价值。

同样是网络娱乐类应用，截至2010年6月，网络文学使用率为44.8%，用户规模达1.88亿，较2009年底增长15.7%，是互联网娱乐类应用中，用户规模增幅最大的一项。随着3G时代手机网民的增长，以及用户对无线内容的庞大需求，拉动了手机网络文学的使用率，对网络文学用户规模增长起到推动作用。

CNNIC发布《第27次中国互联网络发展状况调查统计报告》

2011年1月19日，中国互联网络信息中心（CNNIC）在京发布了《第27次中国互联网络发展状况统计报告》（以下简称《报告》）。

《报告》显示，截至2010年12月底，我国网民规模达到4.57亿，较2009年底增加7330万人；我国手机网民规模达3.03亿，依然是拉动中国总体网民规模攀升的主要动力，但用户手机网民增幅较2009年趋缓；最引人注目的是，网络购物用户年增长48.6%，是用户增长最快的应用，预示着更多的经济活动步入互联网时代。

网民规模突破4.5亿大关 上网设备呈多元化发展

《报告》显示，截至2010年12月底，我国网民规模突破4.5亿大关，达到4.57亿，较2009年底增加7330万人；互联网普及率攀升至34.3%，较2009年提高5.4个百分点。我国手机网民规模达3.03亿，较2009年底增加6930万人。手机网民在总体网民中的比例进一步提高，从2009年末的60.8%提升至66.2%。手机网民较传统互联网网民增幅更大，依然构成拉动中国总体网民规模攀升的主要动力。

我国网民上网设备多样化发展，笔记本电脑上网使用率增速最大。《报告》显示，2010年，网民使用台式电脑、手机和笔记本电脑上网的占比分别为78.4%、66.2%和45.7%，与2009年相比，笔记本电脑上网使用率上升最快，增加了15个百分点，手机和台式电脑上网使用率分别增加5.4%和5%。

商务应用持续“领跑”网络 网络娱乐渐入平稳期

当前，娱乐类应用在我国网民网络应用中呈现下滑势趋势，电子商务类互联网应用则成为我国互联网经济发展最快、最迅速的主力军。

《报告》显示，网络购物用户年增长48.6%，是用户增长最快的应用，而网上支付和网上银行也以45.8%和48.2%的年增长率，远远超过其他类网络应用，我国更多的经济活动正在加速步入互联网时代。

与电子商务类应用规模和模式的快速增长，网络娱乐进入相对平稳的发展期。《报告》显示，2010年大部分娱乐类应用渗透率均已下滑，网络音乐、网络游戏和网络视频的用户渗透率分别下降4.2%、2.4%和0.4%，用户规模增幅相对较小。

中小企业试水“网络营销” 基础网络安全不容忽视

当前，中小企业纷纷试水“网络营销”。《报告》显示，中小企业互联网接入比例达92.7%，规模较大的企业互联网接入比例更是接近100%。43%的中国企业拥有独立网站或在电子商务平台建立网店；57.2%的企业利用互联网与客户沟通，为客户提供咨询服务；中小企业电子商务/网络营销应用水平为42.1%，其中电子邮件以21.3%的比例成为“最普遍的互联网营销方式”。

随着政府对网络安全问题集中治理力度的不断加大，络安全问题有了明显的改善，但形势依旧严峻，问题仍不容忽视。《报告》显示，2010年，遇到过病毒或木马攻击的网民比例为45.8%；有过账号或密码被盗经历的网民占21.8%。

《报告》认为，随着国家域名的网络安全保障机制进一步完善，网络与信息安全事件的发现和处置能力大大增强。但是，防范和杜绝网络安全问题，消除网络失信行为，更需要权威第三方机构的介入，从网

站身份核验、数据传输加密等层面，形成“打防并举、注重防范”的格局，帮助网民和网站建立起各类综合防范机制。

网民规模达4.85亿 微博用户数量爆发增长

CNNIC发布《第28次中国互联网络发展状况调查统计报告》

2011年7月19日，中国互联网络信息中心（CNNIC）在京发布了《第28次中国互联网络发展状况统计报告》（以下简称《报告》）。

《报告》显示，截至2011年6月底，中国网民规模达到4.85亿，较2010年底增加2770万人，增幅仅为6.1%，网民规模增长减缓；最引人注目的是，在大部分娱乐类应用使用率有所下滑，商务类应用呈平缓上升的同时，微博用户数量以高达208.9%的增幅，从2010年底的6311万爆发增长到1.95亿，成为用户增长最快的互联网应用模式。

网民规模突破4.85亿 网民增长速度减缓

《报告》显示，截至2011年6月，中国网民规模达到4.85亿，较2010年底增加2770万人；互联网普及率攀升至36.2%，较2010年提高1.9个百分点。我国手机网民规模为3.18亿，较2010年底增加了1494万人。手机网民在总体网民中的比例达65.5%，成为中国网民的重要组成部分。

我国网民总数持续攀升，但是增长速度明显减缓。《报告》显示，2011年上半年我国网民数量增加了2770万人，增幅仅为6.1%，增长的绝对数量小于去年同期的3600万（2010年上半年）。从2010年开始，网民增长率就进入慢行通道，当前表现出更为明显的减缓态势。

微博大爆发“领跑”网络应用 电子商务进入平稳上升期

当前，微博作为新兴的自媒体平台，受到网民的强烈推崇，用户数呈现出“爆发”式增长。《报告》显示，2011年上半年，我国微博用户数量从6311万快速增长到1.95亿，半年增幅高达208.9%，在网民中的使用率从13.8%提升到40.2%。需要指出的是，在微博用户暴涨过程中，手机微博的表现可圈可点，手机网民使用微博的比例从2010年末的15.5%上升至34%。

与微博“大爆发”不同，商务类应用在经历了2009-2010年的快速增长后，迎来了相对平缓的发展期。《报告》显示，大部分商务类应用保持平稳上行态势，如网络购物半年用户增长了7.6%；网上银行和网上支付的用户使用率也小幅上升。商务类应用中，团购应用成为亮点，使用率从4.1%提升到8.7%，增幅达到125%，发展势头迅猛。

此外，《报告》显示，娱乐类应用热度继续回落，网络游戏和网络音乐的使用率较2010年底分别下降

2.3和0.5个百分点，网络视频使用率继续保持62.1%的水平。

网络安全诚信问题严峻 互联网安全需加强

随着互联网的发展，尤其是商务类应用的快速发展，许多不法分子纷纷将牟利黑手伸向互联网，导致近年来网络安全威胁和诚信危机事件频发。虽然近年来政府不断加大对网络安全问题的集中治理力度，网络安全诚信问题有了明显的改善，但形势依旧严峻，问题仍不容忽视。

《报告》显示，2011年上半年，遇到过病毒或木马攻击的网民达到2.17亿，比例为44.7%；有过账号或密码被盗经历的网民达到1.21亿人，占24.9%，较2010年增加3.1个百分点；有8%的网民在网上遇到过消费欺诈，该群体网民规模达到3880万。

互联网安全专家表示，互联网安全诚信问题受到来自科技、社会、法制等多方面因素制约，因此需要政府相关管理部门、互联网相关企业和全体网民共同行动起来，从完善域名安全保障机制、加强企业网络安全防护体系、提升网民辨别网络安全诚信能力等各环节出发，才能真正建立起各类综合防范机制，实现安全可信的互联网环境。

第四篇：市民用车辆发展状况探析

交通运输业的发展壮大对国民经济发展起着至关重要的作用。几年来，随着全市经济的快速发展，城乡居民收入的不断提高，以及人们消费观念的不断改变，全市各类民用车量发展迅速。同时对我市道路交通建设及管理、节能减排等方面的工作提出了新的挑战。

一、全市民用车辆拥有量发展现状

**年末，全市民用车辆突破80万辆，达到**辆，同比增长5.7%；其中家庭小轿车增长迅速，达到201423辆，同比增长**%，增长*倍。

（一）汽车拥有量保持较快增长，个人拥有量占比不断提高。2012年，各类型汽车均保持增长态势，全市民用汽车拥有量370158辆，增长12.8%；其中个人拥有324602辆，增长13.5%，所占比重较上年提高0.5个百分点。

1、营运车辆持续下降，非营运车辆增速加快。近两年年，受经济大环境影响，营运车辆继续呈下降趋势。**年末，全市营运汽车为**辆，同比下降13.4%。其中载客汽车4812辆，同比下降3.1%；载货汽车36073辆，同比下降3.7%。非营运汽车继续保持较快增长。全市非营运汽车**辆，同比增长19.6%。其中载客汽车286755辆，同比增长20%；载货汽车18790辆，同比增长18%。

2.载客汽车分类型看，小型汽车增速最快。2012年末，载客汽车中小型汽车拥有辆达256874辆，同比增长22.1%，占载客汽车总数的88.1%。其中个人拥有236475辆，同比增长23.3%，占小型汽车总数的92.1%。大型、中型、微型同比均有所下降。

3、家庭轿车继续呈快速上升趋势。2012年，尽管各类汽车拥有辆增势放缓，但个人购车欲望不减，私家车增长强劲。全市轿车拥有量216773辆，同比增长22.8%。其中个人轿车拥有量达201423辆，同比增长22.8%，占轿车总数的92.9%，比上年同期上升了0.8个百分点。

4、载货汽车增势减缓，重型、中型车有所下降。2012年，由于运营成本的提高，以及经济发展处于低迷状态，致使交通运输业增势全面减缓。载货汽车53279两，同比仅增3.0%。其中：重型19406辆、中型3080辆，同比分别下降2.0%、27.3%。

(二）摩托车拥有量增速继续回落，占民用车辆的比重持续下降。改革开放以来，全市摩托车拥有量呈快速上升趋势。近几年，随着城乡居民生活水平的不断提高，家庭轿车步入寻常百姓家庭，摩托车购买力减弱，全市摩托车拥有量呈逐年回落态势。2012年末，全市摩托车拥有量462107辆，同比增长0.5%，比上年回落2.2个百分点。摩托车拥有量占全市民用车辆总数的54.8%，比上年降低2.8个百分点。

二、民用车辆发展中存在的问题

民用车辆拥有量的快速发展，促进了经济社会的全面发展，同时也给生态环境和城市管理带来了较大的压力。主要表现在：

(一）城市交通拥堵、行车环境逐渐恶化。虽然近几年枣庄市城区道路建设步伐不断加快，但由于大量私家车涌入，城市道路负荷持续增加，再加上各种车辆驾驶员及行人文明交通意识不强、交通管理水平滞后，使得城区交通拥堵现象日趋严重，行车环境逐渐恶化。尽管存在交通拥堵现象，停车位紧张，物业小区停车费增加、油价上涨等现实情况，但是刚性需求仍在增加，居民购车欲望有增无减，城市交通压力不断增加。

(二)能源消耗增加，环境污染压力日渐加重。近几年，由于汽车市场发展迅速，对原油的需求持续攀升，给节能减排带来了压力。此外，汽车排放的大量废气及交通噪声也对城市居住环境产生了负面影响，雾霾天气频率加大，对居民健康造成一定的危害。

(三)驾驶员队伍不断攀升，安全隐患增大。2012年枣庄新增汽车驾驶员37650人，5年新增汽车驾驶员**人，年均增长12.3 %。汽车驾车新手大幅增加，给城市交通安全带来了较大隐患。据枣庄市交警支队提供的资料显示，全市驾龄在1-3年的汽车驾驶员**人。

(四)车辆管理难度加大，亟待加强。随着民用车辆的不断增加，也给车辆管理带来了较大的难度。一是由于法制意识和交通安全意识淡薄、追求经济利益最大化，客货车超限超载运营，增加了运输的安全隐患；二是摩托车、小轿车、面包车等社会车辆非法营运现象屡禁不止；三是本地车辆车牌外挂以及遮挡拍照等现象仍然存在。

三、积极应对民用车辆增长带来的机遇和挑战。

民用车辆的不断增加，促进了我市经济社会的全面发展，也给全市交通运输业的发展和城市交通建设带来了机遇和挑战。针对全市交通发展现状，建议有关部门应统筹规划，促进全市经济社会和谐发展。

(一）完善城乡交通管理体系，改善服务，创造良好的民

用汽车营运和消费环境。交通管理部门要提高服务质量，改善汽车消费环境，加强协调配合，改进服务方式和提高服务效率。要着力解决停车难和城市交通拥堵问题，创造良好的汽车营运和消费环境。其次是优化道路运输环境、促进道路运输业规范发展，规范执法行为，保证经营者的合法权益。再次要加强政策扶持，完善交通法规，严格责任划分。加强保险公司的配套管理，将机动车辆运输的风险降低。

(二）高度重视节能减排，倡导环境保护意识。为促进民用车辆健康有序发展以及适应生态城市建设的要求，有关部门要引导和鼓励居民购置小排量汽车，提倡环保出行，减少环境污染。其次是建立长效监管机制。近年来我市车辆拥有量保持着快速增长，同时也对交通安全管理提出了更高的要求。公安、运政、公路、安检等部门联合执法，整顿治理违法行为，最大限度的减少交通隐患，让全市民用车辆的发展走上健康持续有序的发展轨道。

（三）大力发展现代物流业，加快经济发展。采用科学的交通管理手段，改善硬件环境建设，大力发展现代物流业。提升物流业档次，增强配货配载能力，打造枣庄物流品牌。同时要在政府和相关职能部门的领导下跨行业、跨地域、整合分散经营资源，采取股份合作、联合重组等形式，实现市场资源的有效配制和运输市场的合理分工，走集团化、集约化、规模化、专业化经营之路，使更多的运输公司落户枣庄，更多的车辆注册在**，不断壮大民用车辆拥有量。

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第五篇：汽车新动力技术的发展状况及应用前景

关键词：汽车 内燃机 混合动力 燃料电池 新动力技术 汽车制造论文免费下载 中国论文 职称论文

摘要:论述了传统内燃机在汽车动力应用方面遇到的挑战,探讨了先进内燃机技术、混合动力汽车、燃料电池汽车、电动汽车等的各种动力技术的发展状况及应用前景,并对各技术做了综合比较分析。

关键词:汽车;内燃机;混合动力;燃料电池；新动力技术

对于汽车动力,目前人们最关注的是环保和节能两个主题。环保方面主要涉及有害污染物及温室气体排放、振动与噪声等;节能方面主要关注能量转换效率,对汽车的主流动力———内燃机来说就是考察燃油里程数。1993年9月出台的美国新一代汽车合作计划(PNGV)要求在10 a内将家庭轿车的平均燃油效率提高到1994年的3倍,即在2004年使家庭轿车的燃油里程数达到34 km/L[1]。对内燃机来说,主要是提高热效率。对替代动力技术如燃料电池而言,就是化学能转换为电能的效率。近年来,全球气候变暖的问题日趋严峻,世界各国开始采取措施控制CO2的排放,但迄今为止并未取得明显进展,其根本原因在于热机效率很难提高。因此,降低CO2排放的根本出路是采用高效率的动力系统。另外,各国对汽车动力的排放法规要求日益严格。欧盟1999年通过的法规要求2008年采用先进后处理技术的轻型车用柴油机欧洲瞬态循环(ETC)测试中NOx排放要降低到2 g/(kW•h),CO降低到4 g/(kW•h),PM降低到0.03 g/(kW•h)[2]。如何满足日益严格的排放法规要求同时又要提高能量转换效率,是车用内燃机的生存压力,也是发展动力。21世纪对汽车动力的要求是高能量转换效率,接近零排放,当然这要以低成本、良好经济性、高可靠性和高功率密度为前提。车用内燃机的前景

车用内燃机是CO2排放的主要源头之一,占总排放量的1/3[3]。因此公众舆论普遍认为车用内燃机是导致全球气候变暖的主要因素,学术界及工程界开始努力寻求替代动力技术。由于传统内燃机的有害排放物如NOx,PM,CO,HC等对人类健康危害很大,加之能源短缺等问题,车用内燃机正面临着严峻的“生存危机”。针对这种局面,内燃机工程界正努力开发新型超低排放节能的车用内燃机,尽可能提高热效率并降低有害排放物及噪声。汽油机和柴油机是目前最主要的两种车用内燃机。汽油机尽管在采用了三元催化装置后排放污染很低,但燃油消耗始终是个大问题;柴油机的经济性要好于汽油机,但其NOx及PM排放问题一直都难以解决。可见,传统内燃机很难达到PNGV要求的。于是近年来对传统内燃机的革新技术纷纷涌现,其中最具代表性的有汽油直喷技术(GDI)、先进压燃直喷技术(CIDI)和均质充量压燃(HCCI)等3项技术。

1.1 汽油直喷(GDI)GDI技术早在20世纪30年代由德国最先开发,但由于当时控制手段欠缺而被摒弃。1996年日本Mitsubishi公司开发了GDI样机。该GDI样机与传统进气道喷射(PFI)汽油机相比燃油经济性提高了35 %[3]。GDI在低工况时采用压缩行程喷射,利用活塞顶的复杂形状形成分层充气,进行稀薄燃烧;在高工况时采用进气行程喷射,形成均匀混合气。GDI发动机的两种工作模式使得其在提高燃油经济性和降低排放上都取得收益,但GDI的研发中还面临很多问题。首先,这种发动机的供油系统要比PFI复杂得多,采用高压(喷油压力为4 MPa~13 MPa)共轨汽油喷射系统和涡流雾化喷嘴,其成本要大大高于PFI系统,GDI在燃油经济性上的收益能否抵偿其高成本就是关键问题;另外,GDI可能还要采用多段喷射,变涡流和滚流控制硬件,这样批量生产时能否保证系统可靠性不受系统复杂性的损害也是难点;再者,GDI控制系统的控制策略和算法是否能够满足发动机从晚喷、分层充气到早喷、均匀充气运转的顺利过渡,并达到目前的PFI发动机的驾驶性能也是技术难点[4]。

1.2 先进压燃直喷技术(CIDI)1997年,美国PNGV计划将先进CIDI发动机列为实现34 km/L燃油里程并用于轻型混合动力汽车的最有前景的技术之一。2000年,GM,Ford和Daim-ler—Chrysler公司的PNGV概念车都采用CIDI发动机。美国能源部重型车辆技术办公室(OHVT)计划在2004年将使用CIDI的轻型卡车的燃油经济性提高35 %,同时满足排放法规要求。CIDI在热效率上的优势勿庸置疑,其在应用和研发上的关键在于排放控制。由于柴油机扩散燃烧的特点,对NOx和PM实现机内控制非常难,对CIDI发动机排放控制的研发重点在于后处理系统。Cummins公司采用NOx吸收器以满足2004年研发目标;DDC公司采用尿素选择催化器控制NOx。对于PM的控制主要采用陶瓷过滤装置,该装置的研发热点是再生问题[5]。

1.3 均质充量压燃(HCCI)HCCI这项新的燃烧技术给内燃机在21世纪的继续发展带来了曙光。这项技术是汽油机与柴油机的杂交技术。20世纪80年代初,大连理工大学胡国栋教授创造性地提出了该思想,称之为柴油机热预混合燃烧方式[6,7],并进行了深入研究

[8,9]。其主要内容是在压缩着火前将全部燃料喷入缸内,快速形成均质稀薄混合气,并将着火点控制在上止点后,从而实现较低缸内压力和温度下的快速燃烧,达到高效清洁的目的。这种燃烧方式的优点是多点同时着火,燃烧迅速(热效率高),燃烧温度低(NOx生成率低)。由于这种燃烧方式解决了降低NOx排放与提高经济性的折衷问题,成为高效清洁内燃机研究的热点。已有的研究报告表明,与传统柴油机相比,HC-CI燃烧的NOx排放降低了90 %~98 %,已经达到了测量极限,近似零排放(EZE);PM也显著降低[12]。由于热效率高,HCCI的经济性也明显好于传统内燃机。但HCCI燃烧方式也并非完美无缺,因为其要求稀薄混合气,其功率密度比传统内燃机小;由于采用压燃,预混合气的着火时间难于控制;另外,现有的HCCI样机普遍存在高负荷时燃烧变坏,排放变差,油耗高的问题。这些问题是HCCI燃烧方式在内燃机上实用化的主要障碍。针对这些问题,人们提出3种解决方案,即改变燃料供给方式,采用废气再循环(EGR)和增压,采用分段燃烧[12]。HCCI是一种很有发展潜力的燃烧方式,在排放和热效率方面都能达到PNGV的要求;由于省去了高压喷油系统及采用贵金属材料的后处理器,HCCI内燃机的初

始成本与CIDI发动机相比有优势。所以美国能源部将HCCI认定为应给予长期研发支持的远期技术,并预计于2010年在轻型卡车上投入商业运营[13]。在替代动力技术成熟之前,以HCCI燃烧方式为代表的新型高效、清洁、节能内燃机在21世纪仍将是汽车动力的主流。混合动力的发展前景

所谓混合动力汽车(HEV)即动力系统由原动机、发电机/电动机、储能设备等组成,HEV的动力系统一般有串联、并联或串并联混联3种形式。原动机通常采用内燃机,少数采用燃料电池。图1是采用内燃机为原动机的混合动力的两种系统布置形式。图1 混合动力系统布置形式串联方式是将内燃机加入到电动汽车(EV)中给电池组充电,驱动则完全由电池及电机完成,动力传送及控制都是电气方式的,并联式则是将内燃机和电池加入到传动系中,辅助传动系加速和回收制动能。串联式的好处在于排放近似为零,控制系统相对简单,对零件选择相对范围广;但对电池组的容量及效率要求很高。并联式则在降低油耗方面优势明显。从成本和总体性能考虑,采用高性能电池组的并联式HEV更有吸引力[14]。日本Honda公司开发出了排放低于世界上最严格的美国加州ULEV标准的HEV[15]。美国GM公司的Precept,Ford公司的Prodigy等均已上市。日本Toyota公司的Prius混合动力汽车已经批量生产。目前HEV的成本较内燃机汽车高,电池组能量密度不高,对轿车和轻型车而言,附加质量大,使整车质量增加。从HEV的研究发展看,这些缺点都将在近期内得以克服。尽管从价格上看,HEV要明显高于内燃机汽车,如Prius的价格高于同类型内燃机汽车的30 %~50 %,但形成批量生产之后,价格必然会下降到接近内燃机汽车。PNGV对HEV的电池组容量的要求是单位质量功率(充/放电)为1 kW/kg,按此要求电池组的质量为50 kg~100 kg;功率能量比大于20。从已有研究看,柱状电池的功率密度非常大;采用NiMH或Li—Ion材料的电池已经通过验证,NiMH已经投入使用,Li—Ion也即将投入使用[14]。附加质量大的问题对小轿车尤为突出,若不能很好地解决,则混合动力带来的经济性就会被抵消掉。因此尽可能减小电池组、电机及其他附件的质量是小型HEV发展的关键。另外,对小轿车的整车进行改进设计,以减轻其自身质量也是有效措施,Honda公司的Insight就采用了这种办法,对于城市大型公交车来说,因为其自身质量大,附加质量不会带来太多的负面影响。因此,城市大型公交车的混合动力研究是最容易看到效益的。作为内燃机汽车与电动汽车的杂交技术,HEV综合了“双亲”的优点,并最大限度克服了它们的缺点;既具备传统内燃机能量储备多,运行里程远的优点,又能使内燃机运行在高效率、低油耗的区域内,避免怠速运转,并能回收制动能。HEV的研究为内燃机在21世纪的继续发展又提供了空间,以HCCI内燃机为原动机的HEV具有很强的生存能力和竞争力。燃料电池的发展前景

由于具备高能量转换效率、零污染、低噪声的优势,燃料电池(FC)是最有前途的汽车替代动力之一。实际上,FC并非新技术,在航天领域早就得到应用,德国还以FC作潜艇动力。但由于成本高、运行条件要求苛刻等原因,FC一直不能在汽车动力上有所作为。近年来在环境污染和能源危机两大问题的驱动下,人们开始研究FC在汽车动力上的实用化。PNGV把FC作为PNGV汽车的高效低污染动力的研究目标[16]。2003年,美国又启动了

Freedom-CAR计划,它实际上是PNGV计划的修订版,是美国为了摆脱对进口石油的依赖,决定采用的国家与企业长期合作开发研究以H2为燃料的低成本、高效、无污染FC汽车计划[17]。FC以可燃物质作为正级反应物质,以空气中的O2或纯O2作为负极的反应物,在两

电极之间设置电解质进行燃料的氧化反应,产生电流,生成物为水。FC的有害排放只有少量的CO和挥发性有机化合物(VOC)。由于燃料电池汽车(FCV)的H2燃料是从其他燃料中提取并存储起来或在车内直接改质而来,FCV也不能避免间接或直接的温室气体排放。但FCV的温室气体排放量仍大大小于内燃机汽车(ICEV)的排放量。图2是FCV与ICEV在温室气体排放方面的比较[18]。图2 FCV与ICEV在温室气体排放方面的比较这里的温室气体排放是以燃料经济性为基准衡量的,其中的CO2排放成分也被折合到等效CO2排放之中。汽油改质型燃料电池汽车的CO2排放比ICEV低得多,其最佳情况下CO2排放的降低程度达33 %;H2燃料FCV的CO2排放可降低39 %。开发FCV存在的主要问题是:FC功率密度小,价格昂贵,整体性能竞争力仍不够。FCV必须克服质量、体积、额外费用等方面的技术限制,才能与ICEV竞争。这方面,世界各大汽车公司都有雄心勃勃的计划。德国的Daimler—Benz公司和它的合作伙伴Ballard公司于1998年制定计划,要在8 a内将FC系统的体积大大减小,使之能顺利装入Mer-cedes—Benz A级轿车中并不损害驾驶室空间及行李空间;通过大批量生产,使FC的成本降低到现有的柴油机水平。结束语

采取HCCI燃烧方式的新型高效节能低污染内燃机能够满足严格的排放法规要求,为内燃机自身的继续发展赢得了空间与时间,以HCCI燃烧方式内燃机为原动机的混合动力系统将具有很强的竞争力。电动汽车(EV)不存在有害排放的问题,但对以火力发电为主的国家(如中国)来说,EV存在温室气体间接排放的问题,EV的好处仅限于改善城市空气质量及控制噪声污染,对整体大环境的改善意义不大。如采用核能、风能、太阳能等清洁方式发电,EV才可以说是真正意义上的清洁汽车。FC技术仍还不够成熟,尽管与内燃机相比有高效率和低排放的优势,但其目前的高成本、低经济性、低可靠性和低功率密度,使FC实现商业化还有很长的一段路要走。

参考文献

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