第一篇：汽車用新材料的研究發展狀況概要

汽車用新材料的研究發展狀況 1國內外汽車用新材料發展狀況 1.1 國外汽車用新材料的發展現狀與趨勢 當前世界汽車材料技術發展的主要特征如下:(1輕量化與環保是當今汽車材料發展的主要方向;(2盡管近階段鋼鐵材料仍保持主導地位, 但各種材料在汽車上的應用比例正在發生變化。主要變化趨勢是高強度鋼和超高強度鋼、鋁合金、鎂合金、塑料和復合材料的用量將有較大的增長, 鑄鐵和中、低強度鋼的比例將會逐步下降,但載重車的用材變化不如轎車明顯;(3輕量化材料技術與汽車產品設計、制造工藝的結合將更為密切, 汽車車身結構材料將趨向多材料設計方向;(4更重視汽車材料的回收技術;(5電動汽車、代用燃料汽車專用材料以及汽車功能材料的開發和應用工作不斷加強。

減輕汽車自身質量是降低汽車排放、提高燃油經濟性的最有效措施之一。世界鋁業協會的報告指出, 汽車的自身質量每減少10%, 燃油的消耗可降低6~ 8%, 根據最新資料,國外汽車自身質量同過去相比減輕了20~ 26%。預計在未來的10 年內, 轎車自身質量還將繼續減輕20%。鋁合金、鎂合金、工程塑料、復合材料和高強度鋼、超高強度鋼等輕量化材料的開發與應用在汽車的輕量化中將發揮重大作用。可以看出, 盡管鋼鐵材料在當前仍然占主導地位, 但其份額卻在逐年減少, 而鋁合金、鎂合金、塑料等輕量化材料的用量則呈持續上升的趨勢。在最近投產的某些新車型中, 鋼鐵材料的比例更低, 例如在奧迪A2中, 鋼材的比例僅

為34%, 輕質材料則高達52%。國外開發的全鋁車身已經在AUDI A8、BMW Z8、FERRARI360等很多車型上使用, 甚至全鋁發動機、輪轂都已經開始實際應用。

雖然聯邦政府和歐共體有多種與材料有關的研究項目, 但整體上主要還是 體現在墓礎研究方而。從汽車行業的應用性研究來講, 主要依靠企業的自身力量, 這與美國汽車行業的情況很不相同, 后者可從國家得到各種資助。不僅如此, 德國政府在支持、促進和推廣新材料在汽車行業的應用以及采用新材料的汽車的生產、銷信等方而也沒有任何鼓勵的政策與措施。雖然從長遠戰略上說, 汽車采用新材料具有多種重要意義, 但就口前的實際而言, 首要目的是減輕重量、提高效率、降低能耗、減少環境污染。從根木上來講, 汽車減輕屯量很有好處,既可增加使用面積, 又可節省燃料消耗, 減少環境污染。汽車能耗的70%與汽車重量有關, 如中型轎車的自重每減少100公斤, 每百公里的燃料消耗就可減少0.4公升。此外, 自重減輕對加速和彈性等行駛效率也有積極影響, 同時可使轉動和振動

部件的噪音明顯降低。試驗證明,假如負荷是單軸的或者在結構上可以沿纖維方向伸展的話, 纖維強化的材料明顯比金屬優越。

近年來, 雖然日本汽車工業由于各種原因而陷于持續的不景氣狀況之中, 但各汽車廠商從長遠利益出發, 仍繼續著各種汽車用新材料及其相關伎術的研 究開發, 并取得品些進展。總的來看, 這一領域研究開發的重點主要集中在三個方面。一是大力開發各類“低公害車”所需材料;二是繼續發展汽車以鋁、塑等代鋼技術;三是提高汽車用材料再生利用率。

一、“低公害車”所需材料的發展狀況

隨著全球環保呼聲日益高漲, 電動汽車、甲醇汽車、天然氣汽車等不以汽油為動力源的所謂“低公害車”展現出誘人的發展前景。但是, 目前這類汽車離實用化都還相距甚遠。其有待解決的主要問題之一就是所需的各種材料技術尚未過關。在被

認為是最理想的“低公害車”的電動汽車的研究中, 目前面臨的主要課題仍然是車體的輕量化和蓄電池的高性能化, 而這都與材料技術密切相關。在東京電力公司和日產汽車公司分別開發的高性能電動汽車的概念車 IZA和FEV,為了減輕車休重量, 外板均采用了碳纖維強化塑料,底盤均采用了各種招合金材料。然而, 這兩種概念車的開發者一致認為, 對批量生產而言, 采用昂貴的CFRP 材料是不現實的。出路在于能多大程度地采用鋁合金材料。比車體輕量化更為重要、也更為復雜的問題是蓄電池的高性能化。在IZA和FEV中采用的是鎳鎘電池,它是已能實用的各種蓄電池中能量密度高的。但因鎘資源很少, 故對大批量生產電動汽車并不合適。據日本通產省估計,全球鎘儲藏量僅約97萬噸, 只能供制造1000萬輛電動汽車使用。

二、鋁、塑代鋼技術發展狀況

從80年代起, 主要為了減輕汽車重量以降低耗油量、節約能源、保護環境, 在汽車制造中以鋁、塑代鋼技術開始發展起來, 但至今仍未出現成熱的批量生產車型。其重要原因是以鋁、塑代鋼并不僅僅意味著材料的替換, 還意味著汽車的設計、加工、裝配各個環節都必須進行大幅度的更動, 因而風險很大。目前, 除馬自達公司外, 日本各大汽車廠商都還只在少量零部件或特殊車種(如運動車試制中應用鋁、塑代鋼佼術。

三、汽車用材料再生利用發展狀況

為了節省資源、保護環境, 日本于1992年10月開始實施“關于促進再生資源利用的法律”。汽車是該法律適用對象之一, 要求制造商在設計階段就對再生利用作出評價, 并從材料、結構、拆分等各方面進行積極研究。該法實施以來, 日本有關汽車用材料再生利用的研究進一步受到重視, 取得了一些新進展。豐田、日產、本田等公司均已開始通過各自的銷售網來系統地回收在維修中換下的保險杠, 經洗凈、粉碎后, 加工成貨物周轉箱(豐田、通風管迸(日產、換氣口(本田等等重新加以利用。為了進一步提高由高級聚丙烯材料制成的保險杠的再生利用率, 各汽車公司正在加緊研究能完全消除舊保險杠表面油漆的影響, 從而用舊材料制造新保險杠的有關技術, 升已取得階段性成果。如日產公司的“有機鹽系溶劑分解、剝離法”、富士重工

業公司的“微粉碎法”、豐田公司的“加壓水分解法”等, 在不遠的將來, 即可望獲得實際應用。

汽車車身、底盤(含懸掛系統、發動機三大件約占一輛轎車總重量的65%以上。其中車身外、內覆蓋件的重量又居首位。因此減少汽車車身重量對降低發動機的功耗和減少汽車總重量具有雙重的效應, 是汽車輕量化的重要途徑。車身輕量化的研究是現代車身設計的一大主流。當前, 節能、環保、安全、舒適、智能和網絡是汽車技術發展的總趨勢,尤其是節能和環保更是關系人類可持續發展的重大問題。汽車油耗與車重關系密切, 汽車行駛過程中受到空氣阻力、輪胎阻力、加速阻力和爬坡阻力等, 其中后面三項均與車身本身的重量成正比, 這直接影響轎車的油耗, 因此, 降低燃油消耗、減少向大氣排出CO2 和有害氣體及顆粒已成為汽車界主要的研究課題。減小汽車自身質量是汽車降低燃油消耗及減少排放的最有效措施之一。尤其是當前全球能源缺少的危機之下, 輕量化技術對于未來轎車發展有著巨大的意義。實現輕質車身, 最主要就是大量應用使車身輕量化的

材料, 同時進行車身輕量化的結構設計等。目前, 車身輕量化的主要途徑有2條: 效果比較明顯的是用輕型材料(如鎂、鋁、塑料盒復合材料等替代車身骨架

及內、外壁板原有的鋼材, 目前已制造出部分產品;另一種有效的方法是通過優化車身結構實現輕量化, 其代表性成果為ULSAB(U ltra L ight Steel Auto Body項目112。

現代汽車車身除滿足強度和使用壽命的要求外, 還應該滿足基本性能、外觀、安全、價格、環保、節能等方面的需要。在九十年代以前, 以轎車為例, 其整車質量中, 鋼鐵占有80%, 鋁占3%, 樹脂占4%。由于能源價格不斷上升, 作為輕量化材料的高強度鋼板、表面處理鋼板用量逐年上升, 有色金屬材料的用量也在不斷增加, 其中, 鋁合金材料的應用明顯增加, 非金屬材料也逐步增加。本文主要就車身輕量化材料的發展做研究。

1.2 國內汽車用材料發展狀況分析

我國汽車材料是伴隨著汽車工業的發展而發展起來的。尤其是在/ 七五0至/ 九五0期間, 我國通過合資的方式引進了國外先進的汽車產品技術, 縮短了與發達國家之間的差距。在引進技術的帶動下, / 九五0期間/ 轎車新材料技術開發0被列入國家科技攻關計劃, 同時在國家863高技術計劃新材料領域的支持下, 先后開發出了一批轎車國產化急需的金屬材料和非金屬材料, 促進了國產汽車材料的技術進步。但是, 同國外相比, 我國汽車工業整體技術水平還比較落后,汽車材料領域的差距更大。主要表現為: 企業開發能力不足, 缺乏創新、競爭能力;技術與管理水平落后, 生產規模小,勞動生產率低, 產品質量差;產品結構不合理, 技術含量低,低檔產品過剩, 高端產品依靠進口;汽車行業采用的材料系列與品種繁雜、數量少, 使汽車專用材料的產量難以達到經濟規模;汽車材料基礎技術研究薄弱, 缺少材料評價技術與體系, 材料技術標準混亂, 基礎數據貧乏。從總體上看, 國內汽車材料領域的現狀還不能滿足我國汽車工業的發展需要。國內汽車工業的迅速發展以及加入WTO, 使我國汽車材料領域面臨著前所未有的機遇與挑戰。不僅汽車材料的需求量持續增長(預計從現在起到2020年, 年均增長率可達20%以上, 而且對材料的品質提出了更高的要求, 這為我國汽車材料領域的發展創造了十分有利的條件。

2汽車發動機連桿新材料新工藝的應用研究

當今,汽車工業的主體技術正步入轉型換代的新時期,輕量化、智能化、節能、安全和環保是重要的發展方向。汽車用材料屬于技術含量高、性能指標高、附加值高的三高產品,代表著材料發展的最高水平。

連桿是發動機主要零件之一,是傳遞動力的重要運動部件,又是發動機的安全件,所以連桿的質量直接影響發動機的使用性能和安全。連桿從結構上看并不復雜,但其精度要求特別高,因此連桿加工工藝比較復雜。傳統連桿材料為高強度碳鋼和中碳合金鋼,如45、40Cr 或40MnB 等,其加工工藝是連桿體和連桿蓋分別加工,該工藝對連桿體和連桿蓋接合面要求比較高,至少需要3-4 道工序,然后合體加工。連桿新材料主要是高碳鋼和粉末冶金,其塑性變形非常小,連桿毛坯整體加工,利用撐斷技術,使連桿體和連桿蓋分開,斷面整齊、變形小,利用斷口進行定位,無須再加工。

1.連桿的功用、結構特點及主要技術要求

連桿功用是將活塞的力傳給曲軸,變活塞的往復運動為曲軸的旋轉運動。連桿的小頭隨活塞作往復運動,大頭隨曲軸作回轉運動,桿身在大小頭運動的合成下作擺動,所以,連桿除承受周期性變化的氣體沖擊外,還要承受較大的慣性力。這就要求連桿耐疲勞、抗沖擊,并具有足夠的強度、剛度及較好的韌性。由于發動機的結構不同,連桿結構略有差異,但基本上都由活塞銷孔端(小頭端,曲軸銷孔端(大頭端及桿身三部分組成(如圖1 所示。大頭與曲軸的連桿軸頸相連,一般做成分開式,即連桿體大頭和連桿蓋連桿桿身和蓋用螺栓連接。小頭用來安裝活塞銷,以連接活塞。桿身常做成“工”字形斷面。連桿大小頭端的高度根據結構的不同,有等高和不等高兩種,在V 型發動機中,為了使結構緊湊,連桿經常采用不等高結構。

圖1 連桿結構

現代的高性能發動機對連桿的要求是重量輕、強度高、剛度好、慣性力小且盡量采用強化工藝,其發展趨勢是采用短連桿結構。發動機運動部件重量的減輕有助

于降低能耗和噪聲,可以改善發動機的排放。對短連桿的需求是因為發動機正朝著體積小和功率大的方向發展。連桿機械加工的主要技術要求見表一

表一連桿機械加工的主要技術要求

2.連桿材料及毛坯汽車發動機連桿材料及其選擇標準

連桿在工作中承受多向的交變載荷,要求有很高的強度,因此毛坯大都采用高強度碳鋼和中碳合金鋼模鍛而成。近年來,由于在連桿加工中所采用得撐斷新工藝和粉末冶金技術的發展,高碳鋼、可鍛鑄鐵和粉末冶金材料也被廣泛應用。特別是粉末冶金鍛造工藝的應用使粉末冶金件的密度和強度都大大提高,其密度可達7.8 克/厘米3,抗拉強度可達140~240 公斤/毫米2。粉末冶金零件毛坯的尺寸精度高,可以減少機械加工量和材料浪費,從而能降低成本。另外,一些具有新型組成或微觀結構的材料,如復合材料、鋁纖維增強合金材料等也有應用。連桿的毛坯形式有兩種,一種是體、蓋分開鍛造,另一種是先將體、蓋鍛成一體,在加工過程中再切開后一種具有材料損耗少,鍛造工時少等優點,故其應用愈來愈多,成為一種主要的毛坯形式。為

了保證連桿的質量和加工精度,各廠對連桿毛坯都有較嚴格的要求,連桿毛坯必須達到一定的技術要求并經過嚴

外觀檢查毛坯表面應光潔,非加工表面不允許有凹陷、飛刺及分層,并通過磁力探傷以檢查是否有裂紋。此外,我們還要對毛坯的總重量及大小頭重量也有嚴格 的要求，對毛坯重量的公差也有相關規定。3.連桿的機械加工典型工藝路線 連桿形狀復雜不易定位和夾緊，其剛性差、容易變形，因此其加工精度較高。3.1.連桿體 檢查及驗收毛坯→粗磨大小頭兩平面（半自動雙頭立軸圓臺平面磨床）→鉆鉸小 頭孔及一面倒角（鉆鉸組合機）→小頭孔倒角（立式鉆床）→拉半圓、結合面、兩側面及倒角（連續拉床）→拉螺栓座面（20T 雙溜板拉床）→拉小頭去重面（20T 雙溜板拉床）→鉆鉸連桿體的螺栓孔、銑軸瓦鎖口槽、精銑結合面以及鉆油道階 梯孔（13 工位自動線）→清理毛刺→ 清洗并吹凈（清洗機）→檢查零件。3.2.連桿蓋 檢查及驗收毛坯→拉連桿蓋兩平面（連續拉床）→拉半圓、結合面、兩側面及倒 角（連續拉床）→拉螺母座面及去重塊三面（連續拉床）→ 鉆鉸螺栓孔、銑軸 瓦鎖口槽、精銑結合面（13 工位自動線）→清理毛刺→清洗并吹凈（清洗機）→檢查零件。3.3.連桿總成 裝配連桿體及蓋→擰緊連桿螺栓并保證力矩（螺栓擰緊機）→ 精磨大小頭兩平面（半自動雙頭立軸圓臺平面磨床）→粗鏜大頭孔（單面臥式金剛鏜床）→大頭 孔倒角（立式鉆床）→半精鏜、精鏜大小頭孔并兩面倒角（11 工位鏜孔自動線）→清理毛刺→稱重、精銑連桿大小端凸臺至規定重量（去重平衡銑）→ 中間檢 查→清理毛刺→ 零件清洗（清洗機）→珩磨連桿大小頭孔（單軸液壓珩磨機、珩磨自動線）→零件清洗（清洗機）→復檢重量并分組（連桿總成專用秤）→修 磨重量（砂輪機）→去凈連桿總成全部毛刺→ 最終檢查。4.連桿主要部位的加工工藝分析 4.1.兩端平面的加工 連桿加工的首道工序就是加工兩端平面。在大小頭孔精加工前，往往還要對 此兩平面進行精加工。連桿端面加工一般采用磨削工藝。在連桿毛坯鍛造時，對 這兩端面進行精壓，尺寸精度可達±0.15～±0.20mm。精壓的目的就是提高毛坯 精度，減少余量，使其不再經過車、銑粗加工就可直接磨削。4.2.體蓋分合面及其它平面的加工 連桿除了兩端面以外的其它平面，也包括體蓋分合面及作定位用的大小頭側 面，以及整體連

桿毛坯的體蓋切開和切開后的半圓面，大多在連續式拉床上拉削。4.3.螺栓孔的加工 連桿螺栓孔一般分為定位部分和緊固部分，定位部分為光孔，緊固部分為螺 孔，因此，螺栓孔的尺寸和位置精度要求都比較高。作為定位的光孔，在鉆孔后 還要進行鉸孔。為了提高尺寸精度，螺栓孔采用槍鉆和槍鉸加工。在大規模自動 化生產及近年來所建立的自動系統中，組合機床自動線用得越來越多，并且作為 整個綜合加工系統的一部分，納入一條組合自動線中，或成為一條長自動線中的 組合部分。采用組合機床自動線更便于多件多面加工，有利提高生產率。連桿新材料和新工藝已經在國內各大汽車廠（奇瑞/上海大眾/上海通用等汽 車廠）新建的發動機廠得到應用；蕪湖市的奇瑞汽車有限公司第二發動機廠也建 了一條連桿線，連桿材料為 C70，加工工藝采用最新的激光撐斷技術，規劃中的 發動機三廠準備用粉末冶金作為連桿材料。

第二篇：國內汽車用新材料的發展狀況研究

國內汽車用新材料的發展狀況研究

【摘要】本文主要介紹了國內汽車用新型材料的發展狀況，并提出了今后汽車用材料的發展趨勢。

【關鍵詞】新型材料，發展狀況，發展趨勢

1、概述

隨著科學技術的發展，各種新型材料廣泛應用于汽車。汽車材料是汽車設計、品質、質量及競爭力的基礎，汽車技術的發展在很大程度上取決于汽車材料的發展。自19世紀90年代以來到今后相當長的一段時期內，汽車用材料將緊緊地圍繞著環保、節能、安全、舒適性和低成本這五個主題展開，因而汽車材料的發展也更加多元化、多樣化。其中輕量化的要求最為突出，使汽車材料構成有了明顯的變化。今天，汽車材料的熱門領域，主要是輕型機構材料和先進功能材料，前者應用于車身、底盤和動力系統，后者應用于內燃機和后處理、能量儲存和轉換、電子學及智能材料，如燃料電池用的材料、儲氫材料和傳感器。至于減輕重量的方法，通用汽車中國投資有限公司高級項目經理劉新寬認為，首先是使用輕量化的材料，而通過CAE模型工具夜可以使材料的剛度、強度和厚度達到局部最優化，至于材料界，則需要發展低成本、穩定的生產工藝，以使符合材料結構達到減重的目的。

2國內汽車用新材料的發展狀況

2.1輕量化與環保是當今汽車材料發展的主要方向。輕量化材料是指能減輕汽車零部件自身質量的材料。早期的輕量化材料主要為密度較小的輕質材料，如鋁合金、鎂合金、泡沫材料、塑料和復合材料。鋁是應用較早且技術日趨成熟的輕量化材料。它在汽車上的用量呈現持續增長的趨勢。根據世界鋁協統計，在1991至1999年間，鋁在汽車上的應用翻了一番，預計到2005年還將再翻一番。2002年北美平均每輛車的用鋁量已達124kg。汽車上的鋁零件以鑄鐵為主，如缸體、缸蓋、變速器殼體、汽缸蓋罩等，他們大約占去了汽車用鋁量的80%。在輕量化的推動下，鋁合金材料及其應用技術發展很快，在近年來出現的全鋁車身以及鋁密集型汽車（如福特P2000）中，鋁的比例更是高達37%。鋁的應用現正朝車身零件及結構件的方向發展，如應用日益廣泛的鋁合金車箱蓋、發動機罩、提升式后車門、前端翼子板、發動機支架以及全鋁車身骨架等。未來鋁在汽車中的應用范圍將進一步擴大，并將呈現逐漸、型材、板材并舉的局面。鋁在汽車中的應用范圍進一步擴大，并將成為僅次于鋼的第二大汽車材料。

2.2輕量化材料的應用范疇正在擴大。為適應汽車市場的需求，鋼鐵企業開發出了高強度鋼，采用高強度鋼生產汽車零件，同樣可以達到減輕質量的效果。從前的高強度鋼板，拉延強度雖高于低碳鋼板，但延伸率只有后者的50%，故只適用于形狀簡單、延伸深度不大的零件。現在的高強度鋼板是在低碳鋼內加入適當的微量元素，經各種處理軋制而成，其抗拉強度高達420N/mm2，是普通低碳

第三篇：互聯網發展狀況統計報告概要

我國網民規模達3.84億 手機網民增長1.2億

2010年1月15日，中國互聯網絡信息中心（CNNIC）在京發布了《第25次中國互聯網絡發展狀況統計報告》（以下簡稱《報告》）。《報告》數據顯示，截至2009年12月，我國網民規模已達3.84億，互聯網普及率進一步提升，達到28.9%。我國手機網民一年增加1.2億，手機上網已成為我國互聯網用戶的新增長點。

受3G業務開展的影響，我國手機網民數量迅速增長，規模已達2.33億人，占整體網民的60.8%。手機和筆記本作為網民上網終端的使用率迅速攀升，互聯網隨身化、便攜化的趨勢日益明顯。而商務交易類應用的快速增長，也使得中國網絡應用更加豐富，經濟帶動價值更高。

手機網民年增過億 網民結構不斷優化

經歷了多年的迅猛發展，面對2008年接近3億的網民基數，我國網民規模的增幅已經有所放緩，但整體來看，仍保持了一個較高的增長速度。CNNIC《報告》數據顯示，截至2009年12月30日，中國網民規模已達3.84億人，較2008年底增長8600萬人，年增長率為28.9%。

盡管增幅放緩，但是我國網絡用戶的結構卻在不斷優化。數據顯示，我國寬帶普及率繼續提高，寬帶網民規模達到3.46億人，較2008年增長了7600萬。此外，農村網民的規模也持續增長，達到10681萬，占整體網民的27.8%，同比增長26.3%。

由于3G牌照的頒發，手機上網用戶在2009年取得了飛速的發展。CNNIC《報告》數據顯示，截至2009年底，我國手機網民規模一年內增加了1.2億，已達到2.33億人，占整體網民的60.8%。其中只使用手機上網的網民有3070萬，占整體網民數量的8%。對此，CNNIC分析師表示，隨著3G業務的持續開展，手機上網將成為刺激我國互聯網用戶增長的新增長點。

商務交易類應用增幅達68% 中國互聯網市場價值可期待

隨著我國互聯網普及率的逐年提高，互聯網正在走進人們的工作與生活。CNNIC《報告》調查顯示，在家和單位上網的網民比例在2009年有了明顯的提高，有83.2%的網民選擇在家上網，另有30.2%的網民選擇在單位上網，互聯網作為人們日常工具的價值正在日益提升。

2009年網絡應用使用率排名前三甲分別是網絡音樂（83.5%），網絡新聞（80.1%），搜索引擎（73.3%）。但是商務交易類應用增幅“異軍突起”，CNNIC《報告》調查顯示，商務交易類應用的用戶規模增長最快，平均年增幅達到了68%。其中，網上支付用戶年增幅80.9%，在所有應用中排名第一，旅游預訂、網絡炒股、網上銀行和網絡購物用戶規模分別增長了77.9%、67.0%、62.3%和45.9%。據CNNIC調查，2009年中國網絡購物市場交易規模達到2500億，2010年網購物市場將迎來更大規模的發展。

從數據可以看出，中國互聯網應用正顯出網絡消費快速增長的顯著趨勢。但是和美國相比，中國網民在互聯網應用結構上仍存在較大差異：美國互聯網在網絡消費指數上得分幾乎是中國的三倍。從另外一個方面說明，我們中國的網絡消費增長還有更大的空間。

我國網民規模達到4.2億 商務類應用顯著提升

2010年7月 15日，中國互聯網絡信息中心（CNNIC）在京發布了《第26次中國互聯網絡發展狀況統計報告》（以下簡稱《報告》）。《報告》顯示，截至2010年6 月底，我國網民規模達4.2億人，互聯網普及率持續上升增至31.8%。手機網民成為拉動中國總體網民規模攀升的主要動力，半年內新增4334萬，達到 2.77億人，增幅為18.6%。值得關注的是，互聯網商務化程度迅速提高，全國網絡購物用戶達到1.4億，網上支付、網絡購物和網上銀行半年用戶增長率均在30%左右，遠遠超過其他類網絡應用。網民規模突破4億大關 手機網民成增長主力

CNNIC《報告》顯示，截至2010年6月底，我國網民規模已經突破4億關口，達到了4.2億，較 2009年底增加3600萬人。互聯網普及率攀升至31.8%，與2009年底相比提高了2.9個百分點。

手機網民成為拉動中國總體網民規模攀升的主要動力。《報告》顯示，截至2010年6月底，手機網民用戶達到2.77億，在整體網民中的占比攀升至 65.9%，相比2009年底增加了4334萬人，增幅達18.6%，其中，大約有4914萬的網民只使用手機上網，占網民總數的11.7%。移動互聯網展現出了巨大的發展潛力。商務應用快速發展 網絡安全仍為最大制約因素

CNNIC《報告》顯示，2010年上半年，我國網民的互聯網應用表現出商務化程度迅速提高、娛樂化傾向繼續保持、溝通和信息工具價值加深的特點，其中，商務類應用表現尤其突出。截至2010年6月底，網絡購物、網上支付和網上銀行的使用率分別為 33.8%、30.5%和29.1%，用戶規模分別達到1.42億、1.28億、1.22億，半年用戶規模增幅分別為31.4%，36.2%和 29.9%，增速在各類網絡應用中排名前三。

盡管如此，網絡商務應用仍然受到各種安全因素的困擾。CNNIC調查發現，僅2010年上半年，就有59.2%的網民在使用互聯網過程中遇到過病毒或木馬攻擊；30.9%的網民賬號或密碼被盜過；電子商務網站訪問者中89.2%的人擔心假冒網站，其中，86.9%的人表示如果無法獲得該網站進一步的確認信息，將會選擇退出交易。網絡安全和信任問題已經成為網絡商務深層次發展的最大制約因素，互聯網向商務交易型應用的發展，急需建立更加可信、可靠的網絡環境。

網絡視頻用戶止跌回升 3G推動網絡文學用戶增長

CNNIC《報告》顯示，2010年上半年，網絡視頻用戶規模達到2.65億，使用率從2009年末的 62.6%上升到63.2%。雖然增幅不大，但卻結束了去年用戶下滑的局面，使用率開始緩慢上升。2010年上半年，網絡視頻新增用戶2500萬，增幅達 10.4%。報告認為，隨著國家三網融合政策的部署和實施，中國網絡視頻也將迎來新的發展機遇：視頻傳輸速率的提高，接入渠道的增多，將使網絡視頻獲得更廣泛的用戶支持，成為大眾視頻消費的重要方式，快速提升了網絡視頻的媒體價值和商業價值。

同樣是網絡娛樂類應用，截至2010年6月，網絡文學使用率為44.8%，用戶規模達1.88億，較2009年底增長15.7%，是互聯網娛樂類應用中，用戶規模增幅最大的一項。隨著3G時代手機網民的增長，以及用戶對無線內容的龐大需求，拉動了手機網絡文學的使用率，對網絡文學用戶規模增長起到推動作用。

CNNIC發布《第27次中國互聯網絡發展狀況調查統計報告》

2011年1月19日，中國互聯網絡信息中心（CNNIC）在京發布了《第27次中國互聯網絡發展狀況統計報告》（以下簡稱《報告》）。

《報告》顯示，截至2010年12月底，我國網民規模達到4.57億，較2009年底增加7330萬人；我國手機網民規模達3.03億，依然是拉動中國總體網民規模攀升的主要動力，但用戶手機網民增幅較2009年趨緩；最引人注目的是，網絡購物用戶年增長48.6%，是用戶增長最快的應用，預示著更多的經濟活動步入互聯網時代。

網民規模突破4.5億大關 上網設備呈多元化發展

《報告》顯示，截至2010年12月底，我國網民規模突破4.5億大關，達到4.57億，較2009年底增加7330萬人；互聯網普及率攀升至34.3%，較2009年提高5.4個百分點。我國手機網民規模達3.03億，較2009年底增加6930萬人。手機網民在總體網民中的比例進一步提高，從2009年末的60.8%提升至66.2%。手機網民較傳統互聯網網民增幅更大，依然構成拉動中國總體網民規模攀升的主要動力。

我國網民上網設備多樣化發展，筆記本電腦上網使用率增速最大。《報告》顯示，2010年，網民使用臺式電腦、手機和筆記本電腦上網的占比分別為78.4%、66.2%和45.7%，與2009年相比，筆記本電腦上網使用率上升最快，增加了15個百分點，手機和臺式電腦上網使用率分別增加5.4%和5%。

商務應用持續“領跑”網絡 網絡娛樂漸入平穩期

當前，娛樂類應用在我國網民網絡應用中呈現下滑勢趨勢，電子商務類互聯網應用則成為我國互聯網經濟發展最快、最迅速的主力軍。

《報告》顯示，網絡購物用戶年增長48.6%，是用戶增長最快的應用，而網上支付和網上銀行也以45.8%和48.2%的年增長率，遠遠超過其他類網絡應用，我國更多的經濟活動正在加速步入互聯網時代。

與電子商務類應用規模和模式的快速增長，網絡娛樂進入相對平穩的發展期。《報告》顯示，2010年大部分娛樂類應用滲透率均已下滑，網絡音樂、網絡游戲和網絡視頻的用戶滲透率分別下降4.2%、2.4%和0.4%，用戶規模增幅相對較小。

中小企業試水“網絡營銷” 基礎網絡安全不容忽視

當前，中小企業紛紛試水“網絡營銷”。《報告》顯示，中小企業互聯網接入比例達92.7%，規模較大的企業互聯網接入比例更是接近100%。43%的中國企業擁有獨立網站或在電子商務平臺建立網店；57.2%的企業利用互聯網與客戶溝通，為客戶提供咨詢服務；中小企業電子商務/網絡營銷應用水平為42.1%，其中電子郵件以21.3%的比例成為“最普遍的互聯網營銷方式”。

隨著政府對網絡安全問題集中治理力度的不斷加大，絡安全問題有了明顯的改善，但形勢依舊嚴峻，問題仍不容忽視。《報告》顯示，2010年，遇到過病毒或木馬攻擊的網民比例為45.8%；有過賬號或密碼被盜經歷的網民占21.8%。

《報告》認為，隨著國家域名的網絡安全保障機制進一步完善，網絡與信息安全事件的發現和處置能力大大增強。但是，防范和杜絕網絡安全問題，消除網絡失信行為，更需要權威第三方機構的介入，從網

站身份核驗、數據傳輸加密等層面，形成“打防并舉、注重防范”的格局，幫助網民和網站建立起各類綜合防范機制。

網民規模達4.85億 微博用戶數量爆發增長

CNNIC發布《第28次中國互聯網絡發展狀況調查統計報告》

2011年7月19日，中國互聯網絡信息中心（CNNIC）在京發布了《第28次中國互聯網絡發展狀況統計報告》（以下簡稱《報告》）。

《報告》顯示，截至2011年6月底，中國網民規模達到4.85億，較2010年底增加2770萬人，增幅僅為6.1%，網民規模增長減緩；最引人注目的是，在大部分娛樂類應用使用率有所下滑，商務類應用呈平緩上升的同時，微博用戶數量以高達208.9%的增幅，從2010年底的6311萬爆發增長到1.95億，成為用戶增長最快的互聯網應用模式。

網民規模突破4.85億 網民增長速度減緩

《報告》顯示，截至2011年6月，中國網民規模達到4.85億，較2010年底增加2770萬人；互聯網普及率攀升至36.2%，較2010年提高1.9個百分點。我國手機網民規模為3.18億，較2010年底增加了1494萬人。手機網民在總體網民中的比例達65.5%，成為中國網民的重要組成部分。

我國網民總數持續攀升，但是增長速度明顯減緩。《報告》顯示，2011年上半年我國網民數量增加了2770萬人，增幅僅為6.1%，增長的絕對數量小于去年同期的3600萬（2010年上半年）。從2010年開始，網民增長率就進入慢行通道，當前表現出更為明顯的減緩態勢。

微博大爆發“領跑”網絡應用 電子商務進入平穩上升期

當前，微博作為新興的自媒體平臺，受到網民的強烈推崇，用戶數呈現出“爆發”式增長。《報告》顯示，2011年上半年，我國微博用戶數量從6311萬快速增長到1.95億，半年增幅高達208.9%，在網民中的使用率從13.8%提升到40.2%。需要指出的是，在微博用戶暴漲過程中，手機微博的表現可圈可點，手機網民使用微博的比例從2010年末的15.5%上升至34%。

與微博“大爆發”不同，商務類應用在經歷了2009-2010年的快速增長后，迎來了相對平緩的發展期。《報告》顯示，大部分商務類應用保持平穩上行態勢，如網絡購物半年用戶增長了7.6%；網上銀行和網上支付的用戶使用率也小幅上升。商務類應用中，團購應用成為亮點，使用率從4.1%提升到8.7%，增幅達到125%，發展勢頭迅猛。

此外，《報告》顯示，娛樂類應用熱度繼續回落，網絡游戲和網絡音樂的使用率較2010年底分別下降

2.3和0.5個百分點，網絡視頻使用率繼續保持62.1%的水平。

網絡安全誠信問題嚴峻 互聯網安全需加強

隨著互聯網的發展，尤其是商務類應用的快速發展，許多不法分子紛紛將牟利黑手伸向互聯網，導致近年來網絡安全威脅和誠信危機事件頻發。雖然近年來政府不斷加大對網絡安全問題的集中治理力度，網絡安全誠信問題有了明顯的改善，但形勢依舊嚴峻，問題仍不容忽視。

《報告》顯示，2011年上半年，遇到過病毒或木馬攻擊的網民達到2.17億，比例為44.7%；有過賬號或密碼被盜經歷的網民達到1.21億人，占24.9%，較2010年增加3.1個百分點；有8%的網民在網上遇到過消費欺詐，該群體網民規模達到3880萬。

互聯網安全專家表示，互聯網安全誠信問題受到來自科技、社會、法制等多方面因素制約，因此需要政府相關管理部門、互聯網相關企業和全體網民共同行動起來，從完善域名安全保障機制、加強企業網絡安全防護體系、提升網民辨別網絡安全誠信能力等各環節出發，才能真正建立起各類綜合防范機制，實現安全可信的互聯網環境。

第四篇：市民用車輛發展狀況探析

交通運輸業的發展壯大對國民經濟發展起著至關重要的作用。幾年來，隨著全市經濟的快速發展，城鄉居民收入的不斷提高，以及人們消費觀念的不斷改變，全市各類民用車量發展迅速。同時對我市道路交通建設及管理、節能減排等方面的工作提出了新的挑戰。

一、全市民用車輛擁有量發展現狀

**年末，全市民用車輛突破80萬輛，達到**輛，同比增長5.7%；其中家庭小轎車增長迅速，達到201423輛，同比增長**%，增長*倍。

（一）汽車擁有量保持較快增長，個人擁有量占比不斷提高。2012年，各類型汽車均保持增長態勢，全市民用汽車擁有量370158輛，增長12.8%；其中個人擁有324602輛，增長13.5%，所占比重較上年提高0.5個百分點。

1、營運車輛持續下降，非營運車輛增速加快。近兩年年，受經濟大環境影響，營運車輛繼續呈下降趨勢。**年末，全市營運汽車為**輛，同比下降13.4%。其中載客汽車4812輛，同比下降3.1%；載貨汽車36073輛，同比下降3.7%。非營運汽車繼續保持較快增長。全市非營運汽車**輛，同比增長19.6%。其中載客汽車286755輛，同比增長20%；載貨汽車18790輛，同比增長18%。

2.載客汽車分類型看，小型汽車增速最快。2012年末，載客汽車中小型汽車擁有輛達256874輛，同比增長22.1%，占載客汽車總數的88.1%。其中個人擁有236475輛，同比增長23.3%，占小型汽車總數的92.1%。大型、中型、微型同比均有所下降。

3、家庭轎車繼續呈快速上升趨勢。2012年，盡管各類汽車擁有輛增勢放緩，但個人購車欲望不減，私家車增長強勁。全市轎車擁有量216773輛，同比增長22.8%。其中個人轎車擁有量達201423輛，同比增長22.8%，占轎車總數的92.9%，比上年同期上升了0.8個百分點。

4、載貨汽車增勢減緩，重型、中型車有所下降。2012年，由于運營成本的提高，以及經濟發展處于低迷狀態，致使交通運輸業增勢全面減緩。載貨汽車53279兩，同比僅增3.0%。其中：重型19406輛、中型3080輛，同比分別下降2.0%、27.3%。

(二）摩托車擁有量增速繼續回落，占民用車輛的比重持續下降。改革開放以來，全市摩托車擁有量呈快速上升趨勢。近幾年，隨著城鄉居民生活水平的不斷提高，家庭轎車步入尋常百姓家庭，摩托車購買力減弱，全市摩托車擁有量呈逐年回落態勢。2012年末，全市摩托車擁有量462107輛，同比增長0.5%，比上年回落2.2個百分點。摩托車擁有量占全市民用車輛總數的54.8%，比上年降低2.8個百分點。

二、民用車輛發展中存在的問題

民用車輛擁有量的快速發展，促進了經濟社會的全面發展，同時也給生態環境和城市管理帶來了較大的壓力。主要表現在：

(一）城市交通擁堵、行車環境逐漸惡化。雖然近幾年棗莊市城區道路建設步伐不斷加快，但由于大量私家車涌入，城市道路負荷持續增加，再加上各種車輛駕駛員及行人文明交通意識不強、交通管理水平滯后，使得城區交通擁堵現象日趨嚴重，行車環境逐漸惡化。盡管存在交通擁堵現象，停車位緊張，物業小區停車費增加、油價上漲等現實情況，但是剛性需求仍在增加，居民購車欲望有增無減，城市交通壓力不斷增加。

(二)能源消耗增加，環境污染壓力日漸加重。近幾年，由于汽車市場發展迅速，對原油的需求持續攀升，給節能減排帶來了壓力。此外，汽車排放的大量廢氣及交通噪聲也對城市居住環境產生了負面影響，霧霾天氣頻率加大，對居民健康造成一定的危害。

(三)駕駛員隊伍不斷攀升，安全隱患增大。2012年棗莊新增汽車駕駛員37650人，5年新增汽車駕駛員**人，年均增長12.3 %。汽車駕車新手大幅增加，給城市交通安全帶來了較大隱患。據棗莊市交警支隊提供的資料顯示，全市駕齡在1-3年的汽車駕駛員**人。

(四)車輛管理難度加大，亟待加強。隨著民用車輛的不斷增加，也給車輛管理帶來了較大的難度。一是由于法制意識和交通安全意識淡薄、追求經濟利益最大化，客貨車超限超載運營，增加了運輸的安全隱患；二是摩托車、小轎車、面包車等社會車輛非法營運現象屢禁不止；三是本地車輛車牌外掛以及遮擋拍照等現象仍然存在。

三、積極應對民用車輛增長帶來的機遇和挑戰。

民用車輛的不斷增加，促進了我市經濟社會的全面發展，也給全市交通運輸業的發展和城市交通建設帶來了機遇和挑戰。針對全市交通發展現狀，建議有關部門應統籌規劃，促進全市經濟社會和諧發展。

(一）完善城鄉交通管理體系，改善服務，創造良好的民

用汽車營運和消費環境。交通管理部門要提高服務質量，改善汽車消費環境，加強協調配合，改進服務方式和提高服務效率。要著力解決停車難和城市交通擁堵問題，創造良好的汽車營運和消費環境。其次是優化道路運輸環境、促進道路運輸業規范發展，規范執法行為，保證經營者的合法權益。再次要加強政策扶持，完善交通法規，嚴格責任劃分。加強保險公司的配套管理，將機動車輛運輸的風險降低。

(二）高度重視節能減排，倡導環境保護意識。為促進民用車輛健康有序發展以及適應生態城市建設的要求，有關部門要引導和鼓勵居民購置小排量汽車，提倡環保出行，減少環境污染。其次是建立長效監管機制。近年來我市車輛擁有量保持著快速增長，同時也對交通安全管理提出了更高的要求。公安、運政、公路、安檢等部門聯合執法，整頓治理違法行為，最大限度的減少交通隱患，讓全市民用車輛的發展走上健康持續有序的發展軌道。

（三）大力發展現代物流業，加快經濟發展。采用科學的交通管理手段，改善硬件環境建設，大力發展現代物流業。提升物流業檔次，增強配貨配載能力，打造棗莊物流品牌。同時要在政府和相關職能部門的領導下跨行業、跨地域、整合分散經營資源，采取股份合作、聯合重組等形式，實現市場資源的有效配制和運輸市場的合理分工，走集團化、集約化、規模化、專業化經營之路，使更多的運輸公司落戶棗莊，更多的車輛注冊在**，不斷壯大民用車輛擁有量。

------------------

第五篇：汽車新動力技術的發展狀況及應用前景

關鍵詞：汽車 內燃機 混合動力 燃料電池 新動力技術 汽車制造論文免費下載 中國論文 職稱論文

摘要:論述了傳統內燃機在汽車動力應用方面遇到的挑戰,探討了先進內燃機技術、混合動力汽車、燃料電池汽車、電動汽車等的各種動力技術的發展狀況及應用前景,并對各技術做了綜合比較分析。

關鍵詞:汽車;內燃機;混合動力;燃料電池；新動力技術

對于汽車動力,目前人們最關注的是環保和節能兩個主題。環保方面主要涉及有害污染物及溫室氣體排放、振動與噪聲等;節能方面主要關注能量轉換效率,對汽車的主流動力———內燃機來說就是考察燃油里程數。1993年9月出臺的美國新一代汽車合作計劃(PNGV)要求在10 a內將家庭轎車的平均燃油效率提高到1994年的3倍,即在2004年使家庭轎車的燃油里程數達到34 km/L[1]。對內燃機來說,主要是提高熱效率。對替代動力技術如燃料電池而言,就是化學能轉換為電能的效率。近年來,全球氣候變暖的問題日趨嚴峻,世界各國開始采取措施控制CO2的排放,但迄今為止并未取得明顯進展,其根本原因在于熱機效率很難提高。因此,降低CO2排放的根本出路是采用高效率的動力系統。另外,各國對汽車動力的排放法規要求日益嚴格。歐盟1999年通過的法規要求2008年采用先進后處理技術的輕型車用柴油機歐洲瞬態循環(ETC)測試中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]。如何滿足日益嚴格的排放法規要求同時又要提高能量轉換效率,是車用內燃機的生存壓力,也是發展動力。21世紀對汽車動力的要求是高能量轉換效率,接近零排放,當然這要以低成本、良好經濟性、高可靠性和高功率密度為前提。車用內燃機的前景

車用內燃機是CO2排放的主要源頭之一,占總排放量的1/3[3]。因此公眾輿論普遍認為車用內燃機是導致全球氣候變暖的主要因素,學術界及工程界開始努力尋求替代動力技術。由于傳統內燃機的有害排放物如NOx,PM,CO,HC等對人類健康危害很大,加之能源短缺等問題,車用內燃機正面臨著嚴峻的“生存危機”。針對這種局面,內燃機工程界正努力開發新型超低排放節能的車用內燃機,盡可能提高熱效率并降低有害排放物及噪聲。汽油機和柴油機是目前最主要的兩種車用內燃機。汽油機盡管在采用了三元催化裝置后排放污染很低,但燃油消耗始終是個大問題;柴油機的經濟性要好于汽油機,但其NOx及PM排放問題一直都難以解決。可見,傳統內燃機很難達到PNGV要求的。于是近年來對傳統內燃機的革新技術紛紛涌現,其中最具代表性的有汽油直噴技術(GDI)、先進壓燃直噴技術(CIDI)和均質充量壓燃(HCCI)等3項技術。

1.1 汽油直噴(GDI)GDI技術早在20世紀30年代由德國最先開發,但由于當時控制手段欠缺而被摒棄。1996年日本Mitsubishi公司開發了GDI樣機。該GDI樣機與傳統進氣道噴射(PFI)汽油機相比燃油經濟性提高了35 %[3]。GDI在低工況時采用壓縮行程噴射,利用活塞頂的復雜形狀形成分層充氣,進行稀薄燃燒;在高工況時采用進氣行程噴射,形成均勻混合氣。GDI發動機的兩種工作模式使得其在提高燃油經濟性和降低排放上都取得收益,但GDI的研發中還面臨很多問題。首先,這種發動機的供油系統要比PFI復雜得多,采用高壓(噴油壓力為4 MPa~13 MPa)共軌汽油噴射系統和渦流霧化噴嘴,其成本要大大高于PFI系統,GDI在燃油經濟性上的收益能否抵償其高成本就是關鍵問題;另外,GDI可能還要采用多段噴射,變渦流和滾流控制硬件,這樣批量生產時能否保證系統可靠性不受系統復雜性的損害也是難點;再者,GDI控制系統的控制策略和算法是否能夠滿足發動機從晚噴、分層充氣到早噴、均勻充氣運轉的順利過渡,并達到目前的PFI發動機的駕駛性能也是技術難點[4]。

1.2 先進壓燃直噴技術(CIDI)1997年,美國PNGV計劃將先進CIDI發動機列為實現34 km/L燃油里程并用于輕型混合動力汽車的最有前景的技術之一。2000年,GM,Ford和Daim-ler—Chrysler公司的PNGV概念車都采用CIDI發動機。美國能源部重型車輛技術辦公室(OHVT)計劃在2004年將使用CIDI的輕型卡車的燃油經濟性提高35 %,同時滿足排放法規要求。CIDI在熱效率上的優勢勿庸置疑,其在應用和研發上的關鍵在于排放控制。由于柴油機擴散燃燒的特點,對NOx和PM實現機內控制非常難,對CIDI發動機排放控制的研發重點在于后處理系統。Cummins公司采用NOx吸收器以滿足2004年研發目標;DDC公司采用尿素選擇催化器控制NOx。對于PM的控制主要采用陶瓷過濾裝置,該裝置的研發熱點是再生問題[5]。

1.3 均質充量壓燃(HCCI)HCCI這項新的燃燒技術給內燃機在21世紀的繼續發展帶來了曙光。這項技術是汽油機與柴油機的雜交技術。20世紀80年代初,大連理工大學胡國棟教授創造性地提出了該思想,稱之為柴油機熱預混合燃燒方式[6,7],并進行了深入研究

[8,9]。其主要內容是在壓縮著火前將全部燃料噴入缸內,快速形成均質稀薄混合氣,并將著火點控制在上止點后,從而實現較低缸內壓力和溫度下的快速燃燒,達到高效清潔的目的。這種燃燒方式的優點是多點同時著火,燃燒迅速(熱效率高),燃燒溫度低(NOx生成率低)。由于這種燃燒方式解決了降低NOx排放與提高經濟性的折衷問題,成為高效清潔內燃機研究的熱點。已有的研究報告表明,與傳統柴油機相比,HC-CI燃燒的NOx排放降低了90 %~98 %,已經達到了測量極限,近似零排放(EZE);PM也顯著降低[12]。由于熱效率高,HCCI的經濟性也明顯好于傳統內燃機。但HCCI燃燒方式也并非完美無缺,因為其要求稀薄混合氣,其功率密度比傳統內燃機小;由于采用壓燃,預混合氣的著火時間難于控制;另外,現有的HCCI樣機普遍存在高負荷時燃燒變壞,排放變差,油耗高的問題。這些問題是HCCI燃燒方式在內燃機上實用化的主要障礙。針對這些問題,人們提出3種解決方案,即改變燃料供給方式,采用廢氣再循環(EGR)和增壓,采用分段燃燒[12]。HCCI是一種很有發展潛力的燃燒方式,在排放和熱效率方面都能達到PNGV的要求;由于省去了高壓噴油系統及采用貴金屬材料的后處理器,HCCI內燃機的初

始成本與CIDI發動機相比有優勢。所以美國能源部將HCCI認定為應給予長期研發支持的遠期技術,并預計于2010年在輕型卡車上投入商業運營[13]。在替代動力技術成熟之前,以HCCI燃燒方式為代表的新型高效、清潔、節能內燃機在21世紀仍將是汽車動力的主流。混合動力的發展前景

所謂混合動力汽車(HEV)即動力系統由原動機、發電機/電動機、儲能設備等組成,HEV的動力系統一般有串聯、并聯或串并聯混聯3種形式。原動機通常采用內燃機,少數采用燃料電池。圖1是采用內燃機為原動機的混合動力的兩種系統布置形式。圖1 混合動力系統布置形式串聯方式是將內燃機加入到電動汽車(EV)中給電池組充電,驅動則完全由電池及電機完成,動力傳送及控制都是電氣方式的,并聯式則是將內燃機和電池加入到傳動系中,輔助傳動系加速和回收制動能。串聯式的好處在于排放近似為零,控制系統相對簡單,對零件選擇相對范圍廣;但對電池組的容量及效率要求很高。并聯式則在降低油耗方面優勢明顯。從成本和總體性能考慮,采用高性能電池組的并聯式HEV更有吸引力[14]。日本Honda公司開發出了排放低于世界上最嚴格的美國加州ULEV標準的HEV[15]。美國GM公司的Precept,Ford公司的Prodigy等均已上市。日本Toyota公司的Prius混合動力汽車已經批量生產。目前HEV的成本較內燃機汽車高,電池組能量密度不高,對轎車和輕型車而言,附加質量大,使整車質量增加。從HEV的研究發展看,這些缺點都將在近期內得以克服。盡管從價格上看,HEV要明顯高于內燃機汽車,如Prius的價格高于同類型內燃機汽車的30 %~50 %,但形成批量生產之后,價格必然會下降到接近內燃機汽車。PNGV對HEV的電池組容量的要求是單位質量功率(充/放電)為1 kW/kg,按此要求電池組的質量為50 kg~100 kg;功率能量比大于20。從已有研究看,柱狀電池的功率密度非常大;采用NiMH或Li—Ion材料的電池已經通過驗證,NiMH已經投入使用,Li—Ion也即將投入使用[14]。附加質量大的問題對小轎車尤為突出,若不能很好地解決,則混合動力帶來的經濟性就會被抵消掉。因此盡可能減小電池組、電機及其他附件的質量是小型HEV發展的關鍵。另外,對小轎車的整車進行改進設計,以減輕其自身質量也是有效措施,Honda公司的Insight就采用了這種辦法,對于城市大型公交車來說,因為其自身質量大,附加質量不會帶來太多的負面影響。因此,城市大型公交車的混合動力研究是最容易看到效益的。作為內燃機汽車與電動汽車的雜交技術,HEV綜合了“雙親”的優點,并最大限度克服了它們的缺點;既具備傳統內燃機能量儲備多,運行里程遠的優點,又能使內燃機運行在高效率、低油耗的區域內,避免怠速運轉,并能回收制動能。HEV的研究為內燃機在21世紀的繼續發展又提供了空間,以HCCI內燃機為原動機的HEV具有很強的生存能力和競爭力。燃料電池的發展前景

由于具備高能量轉換效率、零污染、低噪聲的優勢,燃料電池(FC)是最有前途的汽車替代動力之一。實際上,FC并非新技術,在航天領域早就得到應用,德國還以FC作潛艇動力。但由于成本高、運行條件要求苛刻等原因,FC一直不能在汽車動力上有所作為。近年來在環境污染和能源危機兩大問題的驅動下,人們開始研究FC在汽車動力上的實用化。PNGV把FC作為PNGV汽車的高效低污染動力的研究目標[16]。2003年,美國又啟動了

Freedom-CAR計劃,它實際上是PNGV計劃的修訂版,是美國為了擺脫對進口石油的依賴,決定采用的國家與企業長期合作開發研究以H2為燃料的低成本、高效、無污染FC汽車計劃[17]。FC以可燃物質作為正級反應物質,以空氣中的O2或純O2作為負極的反應物,在兩

電極之間設置電解質進行燃料的氧化反應,產生電流,生成物為水。FC的有害排放只有少量的CO和揮發性有機化合物(VOC)。由于燃料電池汽車(FCV)的H2燃料是從其他燃料中提取并存儲起來或在車內直接改質而來,FCV也不能避免間接或直接的溫室氣體排放。但FCV的溫室氣體排放量仍大大小于內燃機汽車(ICEV)的排放量。圖2是FCV與ICEV在溫室氣體排放方面的比較[18]。圖2 FCV與ICEV在溫室氣體排放方面的比較這里的溫室氣體排放是以燃料經濟性為基準衡量的,其中的CO2排放成分也被折合到等效CO2排放之中。汽油改質型燃料電池汽車的CO2排放比ICEV低得多,其最佳情況下CO2排放的降低程度達33 %;H2燃料FCV的CO2排放可降低39 %。開發FCV存在的主要問題是:FC功率密度小,價格昂貴,整體性能競爭力仍不夠。FCV必須克服質量、體積、額外費用等方面的技術限制,才能與ICEV競爭。這方面,世界各大汽車公司都有雄心勃勃的計劃。德國的Daimler—Benz公司和它的合作伙伴Ballard公司于1998年制定計劃,要在8 a內將FC系統的體積大大減小,使之能順利裝入Mer-cedes—Benz A級轎車中并不損害駕駛室空間及行李空間;通過大批量生產,使FC的成本降低到現有的柴油機水平。結束語

采取HCCI燃燒方式的新型高效節能低污染內燃機能夠滿足嚴格的排放法規要求,為內燃機自身的繼續發展贏得了空間與時間,以HCCI燃燒方式內燃機為原動機的混合動力系統將具有很強的競爭力。電動汽車(EV)不存在有害排放的問題,但對以火力發電為主的國家(如中國)來說,EV存在溫室氣體間接排放的問題,EV的好處僅限于改善城市空氣質量及控制噪聲污染,對整體大環境的改善意義不大。如采用核能、風能、太陽能等清潔方式發電,EV才可以說是真正意義上的清潔汽車。FC技術仍還不夠成熟,盡管與內燃機相比有高效率和低排放的優勢,但其目前的高成本、低經濟性、低可靠性和低功率密度,使FC實現商業化還有很長的一段路要走。

參考文獻

[1] Steven G.The US Department of Energy—Investing in CleanTransport[J].Journal of Power Soures,1998,71(1/2):26-35.[2] Michael P.Global Trends in Diesel Emissions Regulation—A2001 Update[J].SAE Paper,2001-01-0183.[3] Hitushi Kamura.Development of in-Cylinder Gasoline DirectInjection Engine[J].JSAE Review, 1998(19):175-180.[4] Zhao F.y

Office of Transportation Technologies[R].Homoge-neous Charge Compression Ignition(HCCI)Technology A Re-port to the U.S.Congess,2001.[14] GunterGutmann.Hybrid Electric Vehicles and ElectrochemicalStorage Systems—a Technology Push—Pull Couple[J].Jour-nal of Source Power,1999,84:275-279.[15] Sloane C.Rationale forTechnology Selections in GM’s PNGVPrecept Concept Car based on Systems Analysis[J].SAE Pa-per, 2000-01-1567.[16] Steven G.Challenges for Fuel Cell in Transport Applications[J].Journal of Power Sources,2000,86:40-51.[17] Abraham S.Remarks by Spencer Abraham on FreedomCAR[EB/OL].Detroit,MI.,2002-01-09.[18] Thomas C E.Fuel Options for the Fuel Cell Vehicle:Hydro-gen,Methanol or Gasoline?

[J].International Journal of Hy-drogen Energy,2000,25:551-567.[19] Panik F.Fuel Cell for Vehicle Applications in Cars-Bring theFuture Closer[J].Journal of Power Sources,1998,71:36-38.