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机动车检测技术的发展及现状

://.qctester/ 来源: 链接新闻 浏览次数：2476 发布时间：2011-11-28 QC检测仪器网

标签： 内窥镜,内径千分尺,检验仪器,超声波探伤仪,里氏硬度计,金相显微镜,无损检测,合金分析仪,涡流探伤仪,万能试验机

浙江大学信息学院光学工程研究所 项震 周颖 吴勇

一、概述

汽车在为人们提供方便的同时，也带来大气污染、噪声和交通安全等一系列问题。随着行驶里程的增加和使用时间的延续，其技术状况将不断恶化。因此，一方面要不断研制性能优良的汽车；另一方面要借助维护和修理，恢复其技术状况。汽车综合性能检测就是在汽车使用、维护和修理中对汽车的技术状况进行测试和检验的一门技术。近年来，我国机动车保有量急剧增加，机动车安全运行的问题越来越突出，加强机动车辆的 管理，重视机动车辆的检测，成为整个社会的迫切要求，也为我国机动车检测仪器的发展提供一个良好的契机。

随着汽车产业的发展，各相关的检测设备生产厂家加大开发新设备的力度，不断改进和增加检测设备，使其更适应实际需要。单台检测设备越 来越先进，所有的传感器从机械式的变成电子式了，控制方式也由继电器控制变成计算机控制。数据集和处理均使用计算机。

二、汽车检测技术的发展

汽车检测技术是伴随着汽车技术的发展而发展的。在汽车发展的早期，人们主要是通过有经验的维修人员发现汽车的故障并作有针对性的修理。随着现代科学技术的进步，汽车检测技术也飞速发展。目前人们能依靠各种先进的仪器设备，对汽车进行安全、迅速、可靠的检测.

1. 国外汽车检测技术发展状况

汽车检测技术是从无到有逐步发展起来的，早在50年代在一些工业发达国家就形成以故障诊断和性能调试为主的单项检测技术和生产单项检测设备。60年代初期进入我国的汽车检测试验设备有美国的发动机分析仪、英国的发动机点火系故障诊断仪和汽车道路试验速度分析仪等，这些都是国外早期发展的汽车检测设备。60年代后期，国外汽车检测诊断技术发展很快，并且大量应用电子、光学、理化与机械相结合的光机电、理化机电一体化检测技术。进入70年代以来，随着计算机技术的发展，出现了汽车检测诊断、数据集处理自动化、检测结果直接打印等功能的汽车性能检测仪器和设备。在此基础上，为了加强汽车管理、各工业发达国家相继建立汽车检测站和检测线，使汽车检测制度化。

概括的讲，工业发达国家的汽车检测在管理上已实现了“制度化”；在检测基础技术方面已实现了“标准化”；在检测技术上向“智能化、自动化检测”方向发展。

2. 国内汽车检测技术发展概况

我国从60年代开始研究汽车检测技术。

70年代，我国大力发展了汽车检测技术，汽车不解体检测技术及设备被列为国家科委的开发应用项目。由交通部主持研制开发了反力式汽车制动试验台；惯性式汽车制动试验台；发动机综合检测仪；汽车性能综合检验台（具有制动性检测、底盘测功、速度测试等功能）。

80年代，随着国民经济的发展，科学技术的各个领域都有了较快的发展，汽车检测及诊断技术也随之得到快速发展。如何保证车辆快速、经济、灵活，并尽可能不造成社会公害等问题，已逐渐被提到有关部门的议事曰程，因而促进了汽车诊断和检测技术的发展。

在单台检测设备研制成功的基础上，为了保证汽车技术状况良好，加强在用汽车的技术管理，充分发挥汽车检测设备的使用，交通部1980年开始有的在全国公路运输和车辆管理系统（交通部当时负责汽车监理）筹建汽车检测站，检测内容以汽车安全性检测为主。

80年代初，交通部在大连市建立了国内第一个汽车检测站。从工艺上提出将各种单台检测设备安装联线，构成功能齐全的汽车检测线，其检测纲领为30000辆次/年。

为了配合汽车检测工作，国内已发布实施了有关汽车检测的国家标准、行业标准、计量检定规程等100多项。从汽车综合性能检测站建站到汽车检测的具体检测项目，都基本作到了有法可依。

3、我国汽车综合性能检测技术的发展方向

我国汽车检测技术要赶超世界先进水平，应该在汽车检测技术基础、汽车检测设备智能化和汽车检测管理网络化等方面进行研究和发展。

a．汽车检测技术基础规范化

b．汽车检测设备智能化

c．汽车检测管理网络化

根据汽车安全和性能检测的要求，本文针对其中发展较快的联网技术、排放测试、四轮定位、灯光检测以及制动性能测试中的一些路试方法进行探讨。

三、设备联网

目前我国的汽车综合性能检测站部分已实现了计算机管理系统检测，虽然计算机管理系统用了计算机测控，但各个站的计算机测控方式千差万别。即使用计算机网络系统技术的，也仅仅是一个站内部实现了网络化。随着技术和管理的进步，今后汽车检测将实现真正的网络化（局域网），从而作到信息共享、硬件共享、软件共享。在此基础上，利用信息高速公路将全国的汽车综合性能检测站联成一个广域网，使上级交通管理部门可以即时了解各地区车辆状况。在这种结构下，汽车综合性能检测站既能担负车辆动力性、经济性、可靠性和安全环保管理等方面的检测，又能担负车辆维修质量的检测以及在用车辆技术状况的检测评定，还能承担科研、教学方面的性能试验和参数测试，检测项目广且有深度，能为汽车使用、维修、科研、教学、设计、制造等部门提供可靠技术依据。

目前的设备主要以串行口、以太网协议的方式进行互联，随着通讯技术的发展，提供了更多的方便选择。例如可以用短消息平台进行方便的数据交换，或是使用基于802.1无线以太协议，蓝牙技术也是一个标准的开放互联协议。随着光通讯的发展，在复杂的大型网络中可以使用光网络作为信号的传输媒体。

四、机动车的排放测试

随着汽车保有量的增加（年递增率达到10%以上）,汽车排气污染物造成的环境污染情况将曰趋严重。目前，大气污染已逐渐发展成为世界性的问题。用废气分析仪和烟度计测定排气污染物的浓度，目的是控制排气污染物的扩散，使其限定在被允许的范围内，达到保护生态环境和自然界生态平衡的目的。

汽车排放的主要污染物是：一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）、硫氧化物（主要成分为二氧化硫）和微粒物（由碳烟、铅氧化物等重金属氧化物和烟灰等组成）。柴油发动机与汽油发动机相比，其CO排出量要小得多。而且，柴油发动机的HC排出量也较少，但NOx排出量则和汽油机差不多，且会排出令人讨厌的黑烟。

为了控制汽车排气污染物对生态环境的危害，世界各国相继制定了汽车排气污染物的限制标准。

4.1 汽油车污染物排放检测

汽油车污染物排放检测方法的演变分为两个部分，一是对于气体浓度的测试方法的变化，其次是测试时汽车本身的工作状态。下面分两个部分对此问题进行讨论。

4.1.1气体浓度检测方法的分类

所选用的红外波长范围为3-5um，为保证仪器的测量精度以及测量距离，对红外辐射光源的要求是：辐射的光谱成分要稳定。因为各种气体对红外线的吸收具有选择性，如果发射的光谱成分(波长和能量)不稳定，对同一浓度的气体，吸收的能量就会有差异，必将造成测量误差。

辐射能量应大部分集中在待测物组分特征吸收波段范围内，并且发射系统的光束发散角要较小，以保证光束在经过长距离的传输后，光信号能量还足够强，以便增加待测组分能够吸收的能量。红外光源发出的近似平行的红外光束，在穿过汽车尾气排放区，经双车道公路对面放置的角反射器反射后，光束返回到仪器接收部分，依次通过气体校准池，红外聚焦透镜，斩波器和旋转的滤光片转轮，最后聚焦在红外探测器上。

2．可调谐红外激光差分吸收汽车尾气道边监测系统

最近在国外推出了利用输出波长可调谐的激光器，在一定的波长范围内进行扫描，测得实际的对应气体的吸收谱线的峰值，利用峰值的形状来确定各种气体的浓度值，实现了对机动车在行驶过程中排放的尾气中CO、CO2、NO、HC污染物进行自动监测。由于激光输出的光束波长比滤光片要小的多，各种气体出现光谱重叠的可能性也更小，测试结果也更为准确。

传统的尾气检测方法先要在汽车排气管样，然后在实验室条件下用常规仪器进行分析，费时费力，成本高，操作难度大，4名工作人员一天只能检测100辆车左右，而用尾气道边监测技术可实现实时在线遥测，可实时监测机动车尾气排放的污染状况，一小时就可以检测1000辆车以上。并且能够实时反应车辆在运行时刻的真实排放。

4.1.2 排放检测时用不同的汽车工作状态

前面提到，随着发动机的工作状态以及实际载荷不同，即使同一辆车的实际排放效果也极不相同，这也是当前排放测量中的一个最大问题。排放测量的目的是为了更好了解车辆在实际使用时的污染物排放情况，以达到污染控制的目的，如果测量的状态和实际使用时不同，那么这个测量的结果就没用很好的参考价值。随着技术的发展和要求的提高，汽油车的排气测定方法分工况法、等速工况法和怠速法。怠速法中包括了单怠速法和双怠速法，

a. 汽油车怠速污染物排放检测

检测站主要以单怠速法测量汽油车的排气污染物，其实怠速法并不能具体反应车辆的实际情况，但是由于其操作简单，并且限制条件较少，故在检测站广泛用。

b. 汽油车工况法污染物排放检测

ASM ( Acceleration Simulation Mode稳态加载工况),它要求底盘测功机根据机动车的基准质量，模拟机动车运行中的稳态负荷，被检测机动车在此负荷下匀速运行。当车速为24km/h时，为BASM5024工况。当车速为40km/h时，为BASM2540工况。检测时被检车辆首先进行BASM5024工况检测，如果排放超标则要进行BASM2540工况检测。

使用稳态加载工况检测系统更能真实地反映出汽车实际的排放状况，但它是对汽车排放气体浓度的测量，汽车尾气成份的浓度测量不能完全测定汽车对大气的污染程度，因为没有废气的总质量就无法测定污染物实际重量。由于以上原因欧标的排放标准都以克／公里为检测单位，因为它兼顾了浓度及质量。

现在使用的较为先进的Vmas系统，能对排放气体的实际流量进行测试，计算排放污染物的总质量，保证测量结果能和通行的欧II或欧III标准兼容，真正达到对排放的总污染物进行控制的目的。

4．2 柴油车自由加速烟度的检测

a．滤纸式烟度计的原理

烟度计主要是测量柴油机排烟的仪器，样器为一个弹簧泵，前端带有样探头，插入排气管中央吸取一定容积的尾气，使其通过一张一定面积的洁白滤纸，排气中的碳烟积聚在滤纸表面，使滤纸污染。用检测器测定滤纸的污染度。该污染度即定义为滤纸烟度，单位为FSN。规定全白滤纸的FSM值为0，全黑滤纸的FSM值为10，并从0-10均匀分度。

滤纸法测量稳态工况时的烟度比较可靠，但用于变工况下碳烟的连续测量时测量结果的准确性受到滤纸品质的影响，也不能测量蓝烟和白烟，而且从以上各项指标看，这种仪器的测量精密度是不高的。

b．不透光烟度计的原理

不透光烟度计是用不透光学原理，它是使一定光通量的入射光透过一段特定长度的被测烟柱，用光接收器上所接收到的透射光的强弱评定排放可见污染物的程度。

由于滤纸式烟度计测量结果的准确性受到滤纸品质的影响；而不透光烟度计既能实现连续测量，又能测量排气中水分和烟雾等成分，因此，为了使我国的排放法与国际标准接轨，2000年起开始实施的排放标准引入了不透射光度的概念。排风扇

不透光烟度计的测量原理

排气中含烟、汽的浓度越高，光穿过测量室时光能衰减就越大，经光电转换器转换的电信号就越弱。

c．散射法测烟尘的浓度及平均颗粒度大小

不透光烟度计是用不透光学原理，对柴油机的排放中烟度的总密度进行测量，实际上，探测器接收到的能量不仅和颗粒排放物的浓度相关，还和颗粒的平均粒子大小相关。

五、汽车定位检测技术及其发展

由于汽车行驶速度的提高，操控稳定性对汽车安全影响越来越重要。汽车的操控稳定性主要由汽车的定位参数决定。汽车的定位参数包括：前轮定位参数（前轮前束、前轮后倾角、主销后倾角、主销内倾角、前轴退缩角、转向前展、转向角等）、后轮定位参数（后轮前束、后轮后倾角、后轴退缩角、推进角等）。汽车不仅具有前轮定位参数，有些高级客车和高级轿车还具有后轮定位参数。这些定位参数的错误将会严重影响汽车的操控性能，例如：主销后倾角过大时，转向沉重，主销后倾角过小时，容易引起前轮摆振，方向盘摇摆不稳，方向盘自动回正能力变差。当汽车左右后倾角偏差过大时将引起行驶跑偏，后轮前束不正确时，不仅引起跑偏，还会造成轮胎异常磨损等。

1、定位仪的分类

定位仪是一种测量汽车定位参数的设备。检测前轮定位参数的设备称为前轮定位仪。汽车的操控性能不仅与前轮有关，后轮定位参数也起着至关重要的作用，检测前后轮定位参数的设备称为四轮定位仪。

四轮定位仪的测量方式及数据处理、数据传输方式随着电子技术的发展而不断变化，但是其基本测量原理大致是相同的。

1.1 按出现的先后次序分

a. 前束尺；

b. 光学水准定位仪；

c. 拉线定位仪；

d. 拉线电脑四轮定位仪

e. 光学电脑四轮定位仪

1.2 按测量数据传输技术分

有线定位仪：传感器通过电缆把测量数据传送到主机，其主要特点是：传输可靠，成本低廉。 红外无线定位仪：通过用红外线通信技术把传感器测量数据传送到主机。相对有线方式，其主要特点是操作更为方便，但是，由于红外线传输具有方向性，因此在安装使用过程中应格外谨慎。

高频无线定位仪：通过高频无线电通信技术把传感器测量数据传送到主机。具有传输无方向性、距离远的、受障碍物影响小等优点，主要缺点是成本高。

2. 四轮定位发展历史

早期的定位测量工具由前束尺、外倾角、后倾角测量装置等构成。前束尺是通过测量左右两前轮之间前后距离的差值来测量前束的。它只能测量以长度单位表示的总前束值，不能测量单轮前束、退缩角、推进角等参数，而且测量精度有限。随着汽车技术的不断发展，其测量功能及精度远不能满足定位要求。

a. 用激光技术测量前束的光学水准定位仪。

在被测车辆的两前轮和两后轮上分别装有激光发射器，通过读取激光束照射在刻度尺上的位置来测量前束。当前束为0时，激光束照射在刻度尺的0位，当前束不为0时，激光照射位置发生偏移。该偏移代表了被测车轮的前束值。

b. 拉线四轮定位仪

以拉线代替激光对前束进行测量的装置，该设备的测量功能进一步加强，由于用了单片机等微电脑进行控制，测量的自动化程度有所提高。显示用LED，更为直观，方便。也有的用电脑控制显示，并且在电脑中存有各种车型的定位数据，以便与实际测量结果比较。拉线定位仪前束测量原理的核心是测量旋转角的旋转式电位器（有的用霍耳传感器或光电编码器或旋转变压器测量旋转位置），用于测量拉线的偏转角度。

早期的拉线定位仪只有两个机头，需要分两次对全车的四轮进行测量。先测量两个前轮，然后再测量两个后轮。后来也有四机头的，可同时对四轮的定位参数进行测量。拉线式定位仪的主要缺点是操作繁琐，测量精度不高等。

c.光学电脑四轮定位仪。

无论是激光四轮定位仪还是红外线四轮定位仪，虽然其测量传感器有所不同，其最终测量对象都是光线（激光获红外线）的偏转角度。电脑激光四轮定位仪是通过测量激光在感应接收器上的位置信息来计算激光的偏转角度，从而得到前束测量数据，CCD红外线传感器则通过面阵CCD的成像信息计算测量一个红外发光源在CCD视野中的水平坐标，从而计算红外线的偏转角度。

随着电子技术技术的不断发展及个人电脑价格的不断下降，发展了计算机技术与光学测量技术相结合的电脑四轮定位仪。电脑四轮定位仪极大地丰富的四轮定位仪的功能，简化了四轮定位的操作：操作界面友好；电脑四轮定位仪中存储了各种车辆的定位数据，并且把实际测量数据与技术规格相比较，指引操作人员调整车辆，帮助操作人员使用、存储打印测量数据等等。目前市场上电脑四轮定位仪品种繁多，但其性能、品质差别极大，价格差异也很大。关键在于所用的传感器元件的种类及其品质、传感器数据处理技术等，它们对四轮定位设备的测量精度、响应速度、设备的可靠性、稳定性等有着重要影响。有些高档四轮定位仪器中已用DSP技术。

3.电脑四轮定位仪数据传输技术

对于传感器机头的测量数据，需要传送到上位计算机进行处理、显示等。目前的主要方式如下：

a. 有线方式

传感器测量数据通过电缆传送到主机。有线数据传输可用的技术有很多种，用何中技术主要取决于性能价格比等因素。

b. 红外线无线传输技术

红外线无线传输技术是把需要传输的数据经过调制后经由红外线载体发送，红外线接收器在接收到调制的红外线信号后经过解调恢复传输数据。由于红外线具有方向性，因此红外线的传输也具有方向性，而且存在不能被遮挡、传输距离不远等缺点。其主要特点是技术简单、成本低。

c. 高频无线电传输技术

待传输数据经调制后以高频无线电波为载波向周围空间发送。它所用的无线电频段一般。与红外线传输相比，无线电传送具有传送距离远、方向性不强等优点。其主要缺点是成本较高。

4．3D定位仪

3D图像定位仪的测量装置包括高分辨率CCD摄像头、反射光板构成。每个车轮上装夹一个带特定反光斑的反光板，因为CCD焦距的缘故，必须使每个反光板对应一个相应焦距的CCD。电脑内要安装图像集卡，在使用时，电脑还要取得举升机的高度信息，以便得到正确的计算结果。

电脑首先将汽车举升到规定的高度，然后分时逐个选通各个CCD，并集CCD送来的图像信息，计算机根据所集的图形信息计算各定位角度。其测量原理计算各个反光板的二维角坐标（对应于前束、外倾）、反光板中心在CCD中的坐标以及到对应CCD的距离。而四个CCD在选定的三维坐标系中的坐标是固定不变而已知的，这样，各反光板中心在该坐标系中的坐标就可以求出。于是各反光板的相对位置就全部求出，也就能求出车辆各车轮的参数，如前束、外倾、退缩角等。主销参数的测量与其它定位仪的相似。

3D影像定位仪的测量部分使用高分辨率的面阵图像传感器（面阵CCD或数码相机），而原来的机头由一反光板代替，反光板上有按一定规律排列的反光斑，用图像传感器观察反光板，根据其反光斑的位置及大小计算各车轮的位置参数，如图所示，若车轮外倾时，反光板在CCD的视野中绕视野中心轴线旋转，各反光斑的上下左右位置均发生变化，只要先求出各反光斑的中心点的位置，再根据解析几何的原理就可计算出这些反光斑旋转了多少角度。

当前束发射变化时，反光板将绕Y轴旋转一定角度。此时，原来正园型的反光斑在CCD摄像头中的成像将变为椭圆型。根据椭园的形状变化，就能计算出前束。

由于测量距离不能与事先调整的对焦距离严格相等，图像不清晰，精度计算就要打折扣。所以这种定位仪在测量时要求轻轻推动车辆前后移动若干距离以得到不同姿态的多次测量。

该定位仪主要的问题是精度问题，由于CCD的焦距与反光板到CCD的实际距离可能因车型不同而相差较远，聚焦就成为影响测量精度的最大障碍。加之由于该类CCD成本较高，设计者还希望在每侧只使用一个CCD，焦距问题就更突出了。如果用自动聚焦，但调整聚焦的成像对象不够理想，而且自动聚焦本身也带来测量误差。选择更高分辨率的CCD也难解决根本问题。所以，这种定位仪目前还不适宜大批量普通用户。

六、前照灯测试

汽车前照灯主要用于汽车夜间或阴暗、雨雾天气行驶照明。它的亮度和照射方向对于行车安全是至关重要的。夜间汽车所有前照灯同时照明时，灯具应具有使驾驶员看清前方100米距离以内交通障碍物的性能，照明光束应对准汽车前进的方向，主光轴方向应偏下。前照灯的发光强度不足或照射方向不合适，汽车前方的情况就不能清晰易见。而发光强度过强或照射方向过高，会使迎面驶来的汽车里的驾驶员造成眩目，妨碍驾驶员作出正确的判断，这些都是导致交通事故的重要原因。为了降低行车事故，确保行车安全，汽车在出厂前其前照灯必须调整正确。汽车前照灯的检验必须经常化和制度化。为此，国家公布了《机动车前照灯使用和光束调整技术规划》（GB7454-87）和《汽车前照灯配光性能》（GB4599-84），对机动车的远光照明和近光照明的发光强度和照射方向提出了明确的要求。特别是在进WTO后，这一要求会逐渐强化，以便和国际接轨。

国家对前照灯的检查曰益严格，并且将由原先以远光为重点的检测要求向近光过渡，各车辆检测站和汽车生产厂家急切需要装备能够进行远近光检测的仪器。

由于国家法规的逐步完善，前照灯检测仪经过了一个从远光测量到远近光测量的过程。在早期的单远光测量仪中，普遍利用远光的对称性，用了对称光电池排布，测量远光的光轴中心。随着国家标准开始强调近光检测的重要性，目前出现了很多具有近光检测功能的仪器。本文在介绍灯光设备主要以远、近光兼测的内容为主。

1. 前照灯的配光特性

典型的前照灯近光灯配光特性是有明显的明暗截止线，在明暗截止线的左上方有一个比较暗的暗区，在明暗截止线的右下方有一个比较亮的亮区，其光强最强的区域在明暗截止线的右下方。

3. 前照灯的测量原理分类

目前各前照灯测试设备生产厂家生产的测试仪大多用了五种测量方法：

（1）用CCD和光电池相结合方法。利用光电池进行远光测量，利用CCD进行近光测量。这种方法是对原用的远光测量仪上改进而来；

（2）用全CCD测量，用CCD替代光电池进行远光的定位、角度和光强测量。

（3）利用CCD的成像高分辨率，进行远光和近光的角度测量，利用具有大动态范围的光电池进行远光光强度的测量。

（4）用全光电池的方法。测量近光时用光电池进行扫描，以得到平面图像进行近光分析。；

（5）用手工进行仪器的定位，用目视的方法进行偏角的观察，同时利用光电池进行光强的测量；

CCD法在测量远光灯光型不符合标准而具有多组对称点时，具有角度测量上的优势，其精度和重复性精度较高。如果考虑到光型是在车灯灯具生产的时候就应该得到保证，其优势并不明显。同样的，由于CCD本身的生产工艺的限制，其器件的动态范围较小。目前国内器件动态范围大的只有几百，为了避免易饱和的弊病，常进行非线性校正。如 校正，无法胜任光强度测量。国外的高端产品动态范围大的也只有两三千，但价格相当昂贵。由于前照灯的光强范围变化较大，因此在光强测量上，光电池要优于CCD；

4．目前灯光检测的主要问题

在灯光检测种，目前最大的问题是检测时由于测量车辆的停靠出现偏斜，目前的仪器不能识别测到的数据是由于车灯本身的照射方向偏差造成的，或者是由于车辆整体偏斜造成的，国标规定的角度最大允许误差为1～2度，这么小的一个角度对于汽车的停放来说要求过于苛刻，对于前照灯检测仪来说，目前当务之急是要解决这个问题，使得测量的结果能够准确的反映实际的灯光偏角。

七、汽车的路试检测技术

在汽车检测仪器未有充分发展的阶段，部分项目以路试进行实际工作状态的评估。随着检测仪器的发展，在现阶段通常以比较方便的、快捷的仪器完成测量，而此时汽车通常处于一种静态的状态，某些测试项目实际上是要对机动车的动态特性进行检测，比如常见的制动性能、排放检测，现在的常用办法是在固定的工位上完成检测过程，这种做法在发展的初期极大的提高了检测的便利，而随着要求的提高，人们希望获得真实的动态数据，这有两种方法可以达到这个目的：

用模拟的办法，给汽车加上人为的负载，如工况法测量尾气的排放；

开发路试设备，使得可以在汽车行驶时获得期望的数据。

目前用的模拟运行状态的办法在某种意义上只是一种近似，很难达到和实际情况完全一样的效果。因此在条件允许的情况下，开展实际的路试对机动车的真实运行情况进行掌握，对于测量的检修和设计都可以提供重要的的指导意义。

文中提到的可调谐红外激光差分吸收汽车尾气道边监测系统

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混合动力汽车技术现状与发展前景分析 摘要：社会对环境和节能的重视有力地促进了混合动力车辆的发展。本 文分析了国内外混合动力汽车的研究现状，介绍了混合动力汽车的主要结 构形式与工作特点，指出了混合动汽车目前需要解决的主要问题和用的 关键技术，并对其发展前景进行了预测。 关键词：混合动力汽车内燃机电动机控制 0引言 随着全球汽车工业的迅猛发展，石油供应的日趋紧张，世 界各国积极寻求代用燃料或者减少燃油的消耗量，大力开发新型节 能环保汽车。在太阳能、电能等替代能源真正进入实用阶段之前，混 合动力汽车因其低油耗、低排放的优势越来越受到人们的关注。 1国内外HEV技术发展现状 1.1国外HEV的发展概况21世纪后，各国加快了HEV的概 念产品化的进程，相继推出了不同形式的HEV产品。丰田的Prius, 本田的Insight,通用的Precept，福特的Prodigy,戴姆勒克莱斯勒的 ESx3,日产的Tino等都是具有代表性的车型，其中Prius和Insight 己是成熟的产品，截止2008年12月，丰田Prius全球销量已经超过 了100万辆。 1.2我国HEV的研发现状我国也非常重视混合动力电动汽车 的研究与开发，有关工作开始于上个世纪90年代。在“十五”期间， 科技部组织北京理工大学、清华大学、东风汽车公司等国内多家企 业、高校和科研机构进行联合攻关，确定了以燃料电池汽车(FCEV)、 混合动力电动汽车(HEV)纯电动汽车(BEV)车型为“三纵”，多能源动 力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系 统三种共性技术为“三横”的“三纵三横”的研发布局；之后，节能与 新能源汽车的研发又被列入“十一五”863重大项目。 2混合动力系统的构成及工作特点 混合动力驱动系统联合使用两种动力装置，一种是传统的内燃 发动机，另一种是电动机。整个系统由发动机、电动机、动力分配装 置、发电机、蓄电池和电流逆变器等部分构成。 通常，混合动力系统的动力传递方式有三种:串联式、并联式和 混联式。各自的结构形式和特点如下。 2.1串联式混合动力系统如图1所示，在串联混合动力驱动 （SHEV）系统中，所有发动机机械能都转换为电能以驱动电动机。这 种系统使发动机在效率最高的转速范围内工作，因此能最大限度地 改善燃油经济性和减少排放。 2.2并联式混合动力系统并联式(PHEV)结构有内燃机和电动 机两套驱动系统（见图2）。发动机与电动机并联，两者都可以驱动车 轮，电动机还可以作为发电机给电池充电，不再需要额外的发电机 在车辆行驶时，系统以发动机为主要动力源，在车辆起步或加速时则 使电动机工作，作为驱动力。当发动机效率低的低负荷工况时 则电动机功能转变为发电机功能，向蓄电池充电。其次，在车辆制动 或下坡减速行驶时，则通过制动能量回收系统进行制动能量回收。 2.3混联式混合动力系统混联式混合动力驱动系统（PSHEV） 是串联式与并联式的综合，其结构如图3所示。混联式驱动系统的 控制策略是：在汽车低速行驶时，驱动系统主要以串联方式工作；当 汽车高速稳定行驶时，则以并联工作方式为主。 3混合动力汽车需要解决的问题和关键技术 目前，混合动力汽车所需要解决的问题包括以下几个方面:其 一，进行动力分配装置和能量管理系统的研究。其二，开发具备高比 能量和高比功率经济实用的电池。其三，混合动力系统结构复杂，制 造成本高，维修比较困难，售价相对较高。其四，建立更先进的驱动 系统数学模型(包括静态和动态的)，进行计算机仿真分析。 具体来讲要进行下面几项关键技术的研究: 3.1混合动力单元技术在混合动力汽车上，热力发动机又被称 为混合动力单元。为提高燃料经济性，对混合动力单元必然提出更 多的要求，例如要求混合动力单元能够快速起动和关闭等。目前对 混合动力单元的研究主要集中于:一是燃烧系统的优化；二是尾气处 理技术，主要研究高效的尾气催化系统；三是代用燃料的研究。 3.2控制策略技术HEV产品开发中最关键的环节是根据不同 的混合动力驱动系统制定和优化其控制策略，国外通过系统建模仿 真对此进行了大量的匹配理论研究。控制系统的开发首先是根据 集到的速度和负荷等数据，计算出对应的要求输出功率:计算出以最 高效率为基点的分配到内燃机与电动机上的功率值，即实现内燃机 与电动机的最优功率分配比；然后，根据功率分配比，求出驱动电动 机的功率值和其它有关数据，给出内燃机的控制参数和电动机的控 制参数。同时，驱动执行器完成这两个层次的工作控制。在执行器设 计中，功率分配装置的设计及其与变速器的一体化设计是关键的部 件设计工作。因为它要根据控制器的指令，正确地进行内燃机功率 向驱动车辆功率和驱动发电机功率的分解。 3.3能量存储技术在电动汽车上，蓄电池的开发和充放电特性 的研究是关键。现在，镍氢电池和锂离子电池己可达到混合动力汽 车的使用要求，但仍有价格高或寿命不长等缺陷。从发展看，能量储 存装置的研究应该包括以下几个方面:一是研究电池内部的连接、检 测、监控。二是电池设计和制造方面的改进，降低制造成本，改善电 池的性能和提高寿命。适用于混合动力汽车的电池需要有较高的比 功率，要达到的目标是，功率与能量比值大于20W/wh；使用寿命达 到10年；至少循环使用12万次。三是电池的热能管理及剩余电量管理。此外，电池的剩余电量直接影响混合动力汽车的经济性和排 放，因此需要有效的测试方法和控制装置。 4发展前景分析 从目前的发展来看，以计算机技术和自动控制技术，各种智能控 制系统包括自适应控制技术、模糊控制技术（Fuzzy）、专家控制系统 （Expert System）、神经网络控制系统（Neural Networks）等在混合 动力汽车上的逐渐应用，将进一步促进混合动力汽车的发展。与传统 型汽车相比，混合动力汽车充分吸取了电力/热力系统中最大的优 势，在节能和排放上胜出一筹；与纯电动汽车相比，HEV的电压和功 率等级与电动车类似，但蓄电池容量大大减小，因而其造价成本低于 电动汽车。 当前HEV所面临的主要技术问题还很多。尽管从长远来看只是 一种过渡车型，但HEV在近20-30年内会很有发展前景，这一点是 毫无疑问的。汽车行业专家预言，不久的将来，新生产的汽车中HEV 将占40%以上。我国的汽车工业应顺应科技发展趋势，抓住HEV这 块市场，在国外产品涌入之前，集中科研力量攻关，迅速开发出自己 的产品。 参考文献： [1]张金柱.混合动力汽车结构、原理与维修[M].北京：化学工业出版社. 2008. [2]过学迅，张杰山，胡朝峰.日美混合动力汽车发展的比较研究[J].上海 汽车2006.3：7-10.

关于新能源的作文300字

〔摘要〕：高职汽车运用专业是一门新兴专业，其专业体系不是很完善，专业如何建设还有待于进一步探索。笔者就这一问题在这里谈一些自己的看法，目的是和大家一起探讨，共同把高职汽运专业办好。

〔关键词〕：高职 汽车 专业 探索

近年来，随着我国经济的快速发展，汽车保有量迅猛增加，社会对汽车使用与维修方面的人才需求也直线上升，在这种情况下，全国各地许多高职院校都争相办起了汽车运用专业。但是，由于专业创办时间短，加之高职教育相对来说本身就是一种新兴的教育模式，人们对它的教学体系和教学方法还处于逐渐摸索阶段，以至于高职汽运专业的教学体制不是很完善，有的高职院校还是沿用旧的教学体制，并没有办出高职特色。这样就不能完全满足社会对高职汽运人才的需求。那么，该如何建设、完善高职汽运专业呢？以下是笔者的一些微薄之见，拿出来希望与大家共同探讨。

一、名正则言顺

新生开学，许多学生、家长都会问我一个问题：你们这个专业的具体名称究竟是什么。为什么会有这样的困惑呢？翻开各高职院校的招生简章，就不难找到答案：从专业性质和培养目标上看相同的专业却被起了不同的名称，其中主要包括“汽车运用工程”、“汽车运用技术”、“汽车运用与维修”、“汽车运用与检测技术”等等。我认为：无论是本着对学生和家长负责的态度还是从本身专业建设出发都有必要对专业名称进行统一与规范。

“汽车运用工程”这一名称主要是沿用了本科院校汽运专业的名称，并不具有“高职”特色。“汽车运用与维修”和“汽车运用与检测技术”这两个名称分别突出了汽车运用体系中的汽车维修技术与汽车检测技术，但却不能全面地反映出专业性质与培养目标。再者，从专业角度分析，“汽车维修”与“汽车检测”是包容在汽车运用体系中的两项技术，显然不能与“汽车运用”并列进行命名。我个人认为：为了与本科“汽车运用工程”专业名称区分开，并突出高职教育面向生产第一线，重点培养学生实践技术与技能的特点，高职汽运专业用“汽车运用技术”这一名称更合适一些。

二、有目标才有动力

毕业以后能够干什么工作？这是高职汽运专业学生与家长普遍最关心的问题。

前些年，我国的汽车工业还不是很发达，汽车保有量较少，并且以中型货车为主，科技含量低。汽车运用的基本任务只局限在“用好、管好、保修好”汽车，无论是汽车使用技术、管理制度，还是维修设备与工艺都比较落后。汽车的检测与故障诊断更是主要依靠传统的经验法进行。

改革开放以后，尤其是近十年来，随着我国汽车工业的快速发展，汽车保有量直线上升，现在已经逐渐走入家庭。车的类型也由过去的单一型发展到现在以轿车为主各种车型百花齐放的可喜局面。在结构上，由于电子控制技术、现代液压技术以及新材料、新工艺、新能源的大量用，现代汽车的科技含量已经非常高。汽车运用的基本任务也由过去抓“环节”转变为现在的“对汽车实行择优选配、正确使用、定期检测、强制维护、视情修理、合理改造、适时更新和报废的全过程综合性管理。”同时，对汽车的使用技术、管理制度、维修工艺以及检测诊断技术也都提出了更高的要求。

因此，目前社会上对汽车运用方面的专业人才需求量很大，尤其是高级的应用型、技术型人才倍受欢迎。据一权威的高职高专教育网站调查表明：当前高职汽车运用专业人才已成为“现代服务业技能型紧缺人才”。所以我认为：高职汽运专业正应该满足这种需求，大力加强素质教育，突出高职办学特色，努力培养出即有扎实的理论基础，又有较高的职业技能；即能直接从事汽车使用、汽车维修以及检测诊断等技术工作，又能在生产第一线从事车辆技术管理工作的高级的应用型、技术型人才。

三、因材施教

在校期间都学习哪些课程？这也是学生和家长比较关心的问题。

由于学制的改变（三年制变为二年制），使高职汽运专业课程设置与教学安排中的矛盾更加突出。那么，如何解决这个问题呢？我认为关键是要做到：打破传统教育的教学框架，抓住高职办学特色，精减优化专业教学体系。具体提出以下两点建议，仅供参考：

（一）正确处理好基础课与专业课的关系

高职教育的培养目标是应用型、技术型人才，而非“理论型”、“研究型”人才。加之生源都是高中毕业生，已经具备了一定的基础理论水平。所以，为了确保专业课的教学质量、强化学生的职业技能，在研究课程设置和制定教学时，就要根据高职汽运专业的特点，在满足必要需求的前提下，尽量精减基础课安排的门数与学时数。如语文、化学、物理等与专业课联系不大的基础课要坚决砍掉；对于可提高学生综合素质能力的政治、体育、数学、英语、计算机等课程也要根据需要尽量压缩学时，以够用为宜；对于技术基础课的设置要考虑专业课的需要进行取舍、有所侧重。如理论力学、材料力学、金属材料与热处理等课程可适当缩减学时数，而对于机械零件、电工与电子学、液压与液力传动技术等与汽运专业课密切相关的技术基础课程，必须安排足够的教学时数，以确保教学质量。

（二）正确处理好理论课与实践教学的关系

高职教育培养的是面向生产第一线的高级技能型人才，加之汽运专业本身就是一门实践性非常强、对学生实际操作技能要求很高的专业。各高职院校为了提高毕业生的职业素质、拓宽就业渠道，又都在大力推行“双证制”教育。因此，一定要确保实践教学的质量。而其前提就是在研究制定教学时必须保证各项实习实训的时间足够。笔者根据自己的教学经验，对高职汽运专业的专业实习设置及时间安排提出以下建议，仅供参考

实习名称

时间安排

备 注

汽车拆装实习

2周

汽车驾驶实习

6周

考取驾驶证

汽车维修实习

6周

考取修理工证

毕业实习

5周

由于学制与教学时间的限制，实践教学时间的保证势必会使专业理论课的教学受到很大影响。那么，如何解决这个问题呢？。

1 精减优化专业课的设置

通过查阅各高职院校的专业介绍与教学，我们可以看到高职汽运专业开设的专业理论课主要有：汽车构造、发动机原理与汽车理论、汽车电气设备、汽车运行材料、汽车使用技术、汽车维修工艺、汽车检测与故障诊断技术、汽车运输企业管理、汽车新技术等等。从高职汽运专业培养目标出发，并考虑到学生专业知识结构的建立，我认为必开的专业课应该包括：汽车构造、发动机原理与汽车理论、汽车电气设备、汽车使用技术、汽车维修工艺、汽车检测与故障诊断技术等，而对其它几门课程可做如下调整：

由于汽车运输企业管理的课程性质显然已经不适应高职教育的培养目标，应该予以砍掉。但其中关于车辆技术管理的内容是高职汽运专业学生必备的知识，可放到汽车使用技术课中学习；汽车运行材料的使用也可以放到汽车使用技术课中学习，不用单独开课；对于汽车新技术这门课程，我建议可以把它的内容按不同的性质与特点进行分解，然后放到其它相应的课程中学习。

2 处理好各专业课内容之间的衔接问题，避免重复学习

由于各专业课之间存在着内在的密切联系，加之教材编者考虑到专业课程知识的完整性，使各专业课之间存在着很多交叉、重复、甚至互相矛盾的内容。这就要求各专业课教师从整体专业教学出发，加强互相沟通与配合，根据各专业课教学需要，对互相重复的内容进行适当的取舍与调整，努力做到互不重复、互不矛盾、互相补充，从而达到精减优化专业课程知识结构的目的。

关于新能源的调查论文

关于新能源的作文300字

《未来的新能源》

2050年，我们的世界将是一个新能源层出不穷的时代。 路边的加油站早已不见踪影，大大小小的煤矿煤窑早已停工关闭，发电厂发电站如今已经面目全非…… 公路两旁栽种的是粗如瓮缸的参天大树，这种树是经过科学家20年才培育出来的新型能源树。一辆汽车打着鸟鸣喇叭叽叽吱吱开过来了，只见司机不慌不忙把车停靠在路旁的特定位置，然后伸手一按车上的一个绿色按钮，从车的底盘下便伸出一个像大象鼻子似的管子。司机把这个管子 *** 连线著大树的一个能源转化储存机。干什么呢？原来是新型能源树早已把吸收到的阳光、二氧化碳以及其他的废气转化成供汽车使用的绿色能源了。这种能源代替了石油、柴油，使用起来不会排放有害气体，排放的正是人类及动物所需要的氧气。 夜幕降临了，街道两旁灯光通明，这可不是路灯啊！代替它的就是这些新型能源树。原来管理路灯的工作人员在每棵大树上安装了特种灯泡，只要一按连线这些树木的按钮，一部分新能源就会转化成光能为人们照明。不管城市还是乡村，人们早已不再使用煤作燃料了。原来是家家户户所住的房子屋顶全是由黑色的太阳能集合板制成的。这种屋顶，以强大的收集功能把太阳能可转化成热能，供人们做饭取暖。总之，未来的新能源将会形形 *** ，层出不穷，这些新能源能拯救我们的地球，拯救我们全人类！

Development of new energy should be established as an important strategy for China to address energy shortage and environmental woes, Zhang Guobao, head of the National Energy Administration, said Saturday.

To develop new sources of energy has bee an important strategy for many countries to fight for a dominance in the bat against climate change, and China should closely follow global developments in this area, beef up R&D of new energy technologies, and invest more in the industry, said Zhang.

"If we fail to address the development of new energy from a higher horizon, we will regret to find ourselves falling behind others within 10 years," said Zhang, a member of the National Committee of the Chinese People's Political Consultative Conference (CPPCC).

Zhang's advocation is echoed by Ouyang Minggao, who underlined the use of new-energy vehicles at the same plenary meeting of the political advisory body.

"The promotion of energy-efficient and new-energy vehicles is a necessary step in the country's energy development and in the revival of the auto industry," said Ouyang, a Tsinghua University professor.

In China, coal makes up about 70 percent of its total energy consumption, 40 percentage points higher than the world erage.

The country is seeking the development of other energy sources than coal to shift its hey reliance on coal and reduce pollution.

Premier Wen Jiabao said in the work report delivered to lawmakers Thursday that the country will "energetically develop a circular economy and clean energy."

The country would promote R&D on technologies in new energy sources and develop clean energy such as nuclear, wind, and solar power this year, aording to Wen's report.

Yang Qi, honorary president of the Nuclear Power Institute of China and a CPPCC National Committee member, urged the country to develop new technologies to conserve energy and reduce emissions.

He said the country is stressed by targets to improve energy efficiency and reduce emissions, as the country is expected to initiate more projects under the huge 4-trillion-yuan stimulus plan.

Premier Wen said Thursday the country's energy consumption per unit of GDP fell by 4.59 percent from the previous year, chemical oxygen demand down by 4.42 percent, and sulfur dioxide emissions down by 5.95 percent.

Over the past three years, total energy consumption per unit of GDP dropped by 10.08 percent, chemical oxygen demand down by 6.61 percent, and sulfur dioxide emissions down by 8.95 percent, aording to the Premier.

China aims to cut energy consumption for every 10,000 yuan (1,298 U.S. dollars) of GDP by 20 percent from 2006 to 2010, with emissions to drop 10 percent.

新能源

现在世界上到处存在着环境的污染，是人类渐渐普及石油产品用途的弊端而引发出来的后果。这种后果已经成为世界上人类都密切关注的焦点，如今人类居住的环境条件越来越差，节约能源是环境保护的首要，也是先决条件，所以人类要从这方面去着手。

经过调查，我了解到了现在各国都正在研究一种新的能源——环保燃料电池，据目前所知，德国是暂时在世界上领先著这项技术，原本这项技术是用于军事上的，但是现在正准备应用到航空以及民用上。环保燃料电池的特点是没有噪音，没有污染，没有辐射，属于清洁能源。

如果这项新的环保能源可以普及在世界上的话，那么将能够在全方位应用：车辆、船只、飞机这些类似的交通工具，建筑机器、照明等等，这样一来便可以减少对空气、水的污染，而且环保燃料电池使用方便，特点多且优，将会是环保界上的一大伟业！

虽然环保燃料电池还没有完全研制成功，但是一等到这项技术日益成熟，我们将会加以推广，使到各种行业上都使用环保燃料电池，那么我们居住的环境就能够减少对环境的污染，为我们的地球妈妈造福，同时也是为我们自己和我们的子孙造福！让我们共同期待环保燃料电池的诞生，共同期待我们未来美好的生活环境吧！

:tieba.baidu./f?kz=70891640 这个网址有

网易 > 新闻中心 > 滚动新闻 > 正文 新闻新闻网页 新能源专业成留学新热门(图)

2010-03-10 10:40:00 来源: 华商网-华商晨报(陕西西安) 跟贴 0 条 手机看新闻

随着国际能源市场的竞争越来越激烈，未来全球将掀起一场以“低碳经济”为目标的清洁能源革命。

与节能减排相关的能源专业渐受热捧。

预期

能源专业留学生将增加

近日，记者在访中了解到，目前有很多留学生在选择专业时，逐渐倾向能源相关专业。

亨泰莱留学总经理吴群介绍，由于海外国家在多年前已开始钻研能源专业，新能源技术主要掌握在西方发达国家手中，预计今年留学就读能源相关专业的留学生人数将呈明显增长趋势。

澳大利亚、美国、欧洲、日本等国家将是留学生选择读能源相关专业的热门国家。

金吉列澳新部总经理霍娜向记者介绍，去年澳大利亚 *** 在环境与农业方面总投资超过4亿澳元，澳洲各大学也在力推工程、能源专业。西澳名校莫道克大学是澳大利亚第一所开设环境科学课程的大学，新南威尔士大学也对申请该校太阳能专业的学生提供了一定数量的奖学金。

世界各国纷纷开始着力于新能源开发，并推动一些相关研究领域的发展，不管是赢利性还是非赢利性机构都有大手笔的投入，拓展了众多新型相关专业以及研究专案，并因此产生大量工作机会。

对准留学生而言，选择的专业去向以及获取奖学金资助的机会也会更多。

前景

能源专业就业良好

目前新能源技术主要掌握在西方发达国家手中，因此有条件留学的学生，如果学生能在海外留学期间学习到最为先进的新能源技术，回国就业也就会更具竞争力。

澳大利亚、加拿大等国家地广人稀，矿产、能源十分丰富，这为更多的相关领域的人提供更多实践的机会。

而相对于商科与文科，工科学生掌握的是一门专业的技术，为其本身增加了竞争的实力。

霍娜分析说：“中国正处在飞速发展时期，对基础性设施建设投入较大，同时对能源需求量也很高。各国大力发展能源产业，国际间也多有合作。多种具有潜力的行业，如燃油工业、太阳能等相关行业，使得学成回国的留学生有很好的归宿。”

另外，今年公派留学将优先资助的学科专业领域为能源、等相关科学领域。

留学专家指出，因为公派留学优先资助的专业，通常都是国家急需的专业种类，因此，这些专业历来可以作为自费留学生选择海外留学专业的参考，而学习这些专业的人才毕业后，也往往有很好的就业前景。

要求

读能源硕士需专业背景

霍娜指出，如果硕士选择环保专业，要求学生要有相关专业背景，即在国内所修本科为环保相关专业。

荣威：E50，众泰知豆系列，康迪小电跑、熊猫，特斯拉model 3，比亚迪：秦，e6；江淮和悦E30、奇瑞，还有一些低速车的牌子：力帆电动汽车、唐骏、陆地方舟、御捷、宝雅。

新能源汽车续航能力是多少公里？

新能源又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。能源世界有最全面的资料

参考资料://bbs.chinagb.net/?fromuid=69687

[编辑本段]分类

新能源的各种形式都是直接或者间接地来自于太阳或地球内部伸出所产生的热能。包括了太阳能、风能、生物质能、地热能、水能和海洋能以及由可再生能源衍生出来的生物燃料和氢所产生的能量。也可以说，新能源包括各种可再生能源和核能。相对于传统能源，新能源普遍具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重的环境污染问题和（特别是化石能源）枯竭问题具有重要意义。同时，由于很多新能源分布均匀，对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。

据世界断言，石油，煤矿等将加速减少。核能、太阳能即将成为主要能源。

联合国开发署（UNDP）把新能源分为以下三大类：大中型水电；新可再生能源，包括小水电、太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能（潮汐能）；穿透生物质能。

一般地说，常规能源是指技术上比较成熟且已被大规模利用的能源，而新能源通常是指尚未大规模利用、正在积极研究开发的能源。因此，煤、石油、天然气以及大中型水电都被看作常规能源，而把太阳能、风能、现代生物质能、地热能、海洋能以及核能、氢能等作为新能源。随着技术的进步和可持续发展观念的树立，过去一直被是做垃圾的工业与生活有机废弃物被重新认识，作为一种能源化利用的物质而受到深入的研究和开发利用，因此，废弃物的化利用也可看作是新能源技术的一种形式。

新近才被人类开发利用、有待于进一步研究发展的能量称为新能源，相对于常规能源而言，在不同的历史时期和科技水平情况下，新能源有不同的内容。当今社会，新能源通常指核能、太阳能、风能、地热能、氢气等。

按类别可分为：太阳能 风力发电 生物质能 生物柴油 燃料乙醇 新能源汽车 燃料电池 氢能 垃圾发电 建筑节能 地热能 二甲醚 可燃冰等

[编辑本段]新能源概况

据估算，每年辐射到地球上的太阳能为17.8亿千瓦，其中可开发利用500～1000亿度。但因其分布很分散，目前能利用的甚微。地热能指陆地下5000米深度内的岩石和水体的总含热量。其中全球陆地部分3公里深度内、150℃以上的高温地热能为140万吨标准煤，目前一些国家已着手商业开发利用。世界风能的潜力约3500亿千瓦，因风力断续分散，难以经济地利用，今后输能储能技术如有重大改进，风力利用将会增加。海洋能包括潮汐能、波浪能、海水温差能等，理论储量十分可观。限于技术水平，现尚处于小规模研究阶段。当前由于新能源的利用技术尚不成熟，故只占世界所需总能量的很小部分，今后有很展前途。

[编辑本段]常见新能源形式概述

（具体内容详见各能源形式所对应的词条）

太阳能

太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式

广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。

利用太阳能的方法主要有：太阳电能池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能；太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电等。

太阳能可分为2种：

1.太阳能光伏 光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。 光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。近年，天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

2.太阳热能 现代的太阳热能科技将阳光聚合，并运用其能量产生热水、蒸气和电力。除了运用适当的科技来收集太阳能外，建筑物亦可利用太阳的光和热能，方法是在设计时加入合适的装备，例如巨型的向南窗户或使用能吸收及慢慢释放太阳热力的建筑材料。

核能

核能是通过转化其质量从原子核释放的能量，符合阿尔伯特·爱因斯坦的方程E=mc^2;，其中E=能量，m=质量，c=光速常量。核能的释放主要有三种形式：

A.核裂变能

所谓核裂变能是通过一些重原子核（如铀-235、铀-238、钚-239等）的裂变释放出的能量

B.核聚变能

由两个或两个以上氢原子核（如氢的同位素—氘和氚）结合成一个较重的原子核，同时发生质量亏损释放出巨大能量的反应叫做核聚变反应，其释放出的能量称为核聚变能。

C.核衰变

核衰变是一种自然的慢得多的裂变形式，因其能量释放缓慢而难以加以利用

核能的利用存在的主要问题：

（1）利用率低

（2）反应后产生的核废料成为危害生物圈的潜在因素，其最终处理技术尚未完全解决

（3）反应堆的安全问题尚需不断监控及改进

（4）核不扩散要求的约束，即核电站反应堆中生成的钚-239受控制

（5）核电建设投资费用仍然比常规能源发电高，投资风险较大

海洋能

海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。这些能源都具有可再生性和不污染环境等优点，是一项亟待开发利用的具有战略意义的新能源。

波浪发电，据科学家推算，地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿度。目前，海上导航浮标和灯塔已经用上了波浪发电机发出的电来照明。大型波浪发电机组也已问世。我国在也对波浪发电进行研究和试验，并制成了供航标灯使用的发电装置。

潮汐发电，据世界动力会议估计，到2020年，全世界潮汐发电量将达到1000-3000亿千瓦。世界上最大的潮汐发电站是法国北部英吉利海峡上的朗斯河口电站，发电能力24万千瓦，已经工作了30多年。我国在浙江省建造了江厦潮汐电站，总容量达到3000千瓦。

风能

风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。

风力发电，是当代人利用风能最常见的形式，自19世纪末，丹麦研制成风力发电机以来，人们认识到石油等能源会枯竭，才重视风能的发展，利用风来做其它的事情。

17年，联邦德国在著名的风谷--石勒苏益格-荷尔斯泰因州的布隆坡特尔建造了一个世界上最大的发电风车。该风车高150米，每个浆叶长40米，重18吨，用玻璃钢制成。到1994年，全世界的风力发电机装机容量已达到300万千瓦左右，每年发电约50亿千瓦时。

生物质能

生物质能来源于生物质，也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式，它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。

地热能

地球内部热源可来自重力分异、潮汐摩擦、化学反应和放射性元素衰变释放的能量等。放射性热能是地球主要热源。我国地热丰富，分布广泛，已有5500处地热点，地热田45个，地热总量约320万兆瓦。

氢能

在众多新能源中，氢能以其重量轻、无污染、热值高、应用面广等独特优点脱颖而出，将成为21世纪的理想能源。氢能可以作飞机、汽车的燃料，可以用作推动火箭动力。

海洋渗透能

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如果有两种盐溶液，一种溶液中盐的浓度高，一种溶液的浓度低，那么把两种溶液放在一起并用一种渗透膜隔离后，会产生渗透压，水会从浓度低的溶液流向浓度高的溶液。江河里流动的是淡水，而海洋中存在的是咸水，两者也存在一定的浓度差。在江河的入海口，淡水的水压比海水的水压高，如果在入海口放置一个涡轮发电机，淡水和海水之间的渗透压就可以推动涡轮机来发电。

海洋渗透能是一种十分环保的绿色能源，它既不产生垃圾，也没有二氧化碳的排放，更不依赖天气的状况，可以说是取之不尽，用之不竭。而在盐分浓度更大的水域里，渗透发电厂的发电效能会更好，比如地中海、死海、我国盐城市的大盐湖、美国的大盐湖。当然发电厂附近必须有淡水的供给。据挪威能源集团的负责人巴德·米克尔森估计，利用海洋渗透能发电，全球范围内年度发电量可以达到16000亿度。

水能

水能是一种可再生能源，是清洁能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量。广义的水能包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量；狭义的水能指河流的水能。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用，它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环，使之持续进行。地表水的流动是重要的一环，在落差大、流量大的地区，水能丰富。随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代。目前世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。

[编辑本段]新能源的发展现状和趋势

部分可再生能源利用技术已经取得了长足的发展，并在世界各地形成了一定的规模。目前，生物质能、太阳能、风能以及水力发电、地热能等的利用技术已经得到了应用。

国际能源署（IEA）对2000～2030年国际电力的需求进行了研究，研究表明，来自可再生能源的发电总量年平均增长速度将最快。IEA的研究认为，在未来30年内非水利的可再生能源发电将比其他任何燃料的发电都要增长得快，年增长速度近6%在2000～2030年间其总发电量将增加5倍，到2030年，它将提供世界总电力的4.4%，其中生物质能将占其中的80%。

目前可再生能源在一次能源中的比例总体上偏低，一方面是与不同国家的重视程度与政策有关，另一方面与可再生能源技术的成本偏高有关，尤其是技术含量较高的太阳能、生物质能、风能等据IEA的预测研究，在未来30年可再生能源发电的成本将大幅度下降，从而增加它的竞争力。可再生能源利用的成本与多种因素有关，因而成本预测的结果具有一定的不确定性。但这些预测结果表明了可再生能源利用技术成本将呈不断下降的趋势。

我国高度重视可再生能源的研究与开发。国家经贸委制定了新能源和可再生能源产业发展的“十五”规划，并制定颁布了《中华人民共和国可再生能源法》，重点发展太阳能光热利用、风力发电、生物质能高效利用和地热能的利用。近年来在国家的大力扶持下，我国在风力发电、海洋能潮汐发电以及太阳能利用等领域已经取得了很大的进展。

新能源（或称可再生能源更贴切）主要有：太阳能、风能、地热能、生物质能等。生物质能在经过了几十年的探索后，国内外许多专家都表示这种能源方式不能大力发展，它不但会抢夺人类赖以生存的土地，更将会导致社会不健康发展；地热能的开发和空调的使用具有同样特性，如大规模开发必将导致区域地面表层土壤环境遭到破坏，必将引起再一次生态环境变化；而风能和太阳能对于地球来讲是取之不尽、用之不竭的健康能源，他们必将成为今后替代能源主流。

太阳能发电具有布置简便以及维护方便等特点，应用面较广，现在全球装机总容量已经开始追赶传统风力发电，在德国甚至接近全国发电总量的5%-8%，随之而来的问题令我们意想不到，太阳能发电的时间局限性导致了对电网的冲击，如何解决这一问题成为能源界的一大困惑。

风力发电在19世纪末就开始登上历史的舞台，在一百多年的发展中，一直是新能源领域的独孤求败，由于它造价相对低廉，成了各个国家争相发展的新能源首选，然而，随着大型风电场的不断增多，占用的土地也日益扩大，产生的社会矛盾日益突出，如何解决这一难题，成了我们又一困惑。

早在2001年，MUCE就为了开拓稳定的海岛通信电源而开展一项研究，经过六年多研究和实践，终于将一种成熟的新型应用方式MUCE风光互补系统向社会推广，这种系统用了我国自主研制的新型垂直轴风力发电机（H型）和太阳能发电进行10：3地结合，形成了相对稳定的电力输出。在建筑上、野外、通信基站、路灯、海岛均进行了实际应用，获得了大量可靠的使用数据。这一系统的研究成果将为我国乃至世界的新能源发展带来了新的动力。

新型垂直轴风力发电机（H型）突破了传统的水平轴风力发电机启动风速高、噪音大、抗风能力差、受风向影响等缺点，取了完全不同的设计理论，用了新型结构和材料，达到微风启动、无噪音、抗12级以上台风、不受风向影响等性能，可大量用于别墅、多层及高层建筑、路灯等中小型应用场合。以它为主建立的风光互补发电系统，具有电力输出稳定、经济性高、对环境影响小等优点，也解决了太阳能发展中对电网冲击等影响。

随着能源危机日益临近，新能源已经成为今后世界上的主要能源之一。其中太阳能已经逐渐走入我们寻常的生活，风力发电偶尔可以看到或听到，可是它们作为新能源如何在实际中去应用？新能源的发展究竟会是怎样的格局？这些问题将是我们在今后很长时间里需要探索的。

[编辑本段]新能源的环境意义和能源安全战略意义

我国能源需求的急剧增长打破了我国长期以来自给自足的能源供应格局，自1993年起我国成为石油净进口国，且石油进口量逐年增加，使得我国接入世界能源市场的竞争。由于我国化石能源尤其是石油和天然气生产量的相对不足，未来我国能源供给对国际市场的依赖程度将越来越高。

国际贸易存在着很多的不确定因素，国际能源价格有可能随着国际和平环境的改善而趋于稳定，但也有可能随着国际局势的动荡而波动。今后国际石油市场的不稳定以及油价波动都将严重影响我国的石油供给，对经济社会造成很大的冲击。大力发展可再生能源可相对减少我国能源需求中化石能源的比例和对进口能源的以来程度，提高我国能源、经济安全。

此外，可再生能源与化石能源相比最直接的好处就是其环境污染少。

新的能源是什么

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新能源，包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能和其他可再生能源。合理的开发利用新能源，可以改善和优化能源结构，保护环境，提高人民生活质量，促进国民经济和社会可持续发展。

新能源开发利用主要包括新能源技术和产品的科研、实验、推广、应用及其生产、经营活动。新能源的开发利用，应当与经济发展相结合，遵循因地制宜、多能互补、综合利用、讲求效益和开发与节约并举的原则，宣传群众，典型示范，效益引导，实现能源效益、环境效益、经济效益和社会效益的统一。

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随着科学技术和社会生产力的不断发展，能源的问题显得越来越重要。目前，全世界的能源仍以煤、石油和天然气等化石燃料为主。这些化石燃料储量有限，同时它们又是极其宝贵的化工原料，可以从中提炼和加工出各种化学纤维、塑料、橡胶和化肥等化工产品。将这样重要的化工原料作为能源来使用实在可惜。随着社会生产力的发展和人类生活水平的提高，世界能源的消耗量愈来愈大。据估计，全世界石油、天然气和煤的储量最多只能供给人类使用一、二百年。因此，摆在人类面前的一项紧迫的战略任务就是探索新能源。目前研究开发的新能源主要有以下几种：

1．地热能与潮汐能

可利用的地热是地下热水、地热蒸气和热岩层。地下热水层一般在地下两千多米深处，温度80℃左右。将地下热水降低压力使之变成蒸气(在47.34 kPa时水80℃沸腾)，可推动汽轮发电机发电。

潮汐能利用的是海水涨落造成的水位差。此种能量可以作为动力来推动水轮机发电。地球上潮汐涨落中蕴藏的能量是巨大的，但建造大规模的潮汐电站技术上有很多困难，成本也较高。

2．太阳能

太阳每年辐射到地球表面的能量约为5×10^22J，相当于目前世界能量消耗的1.3万倍，可以说太阳能是取之不尽用之不竭的无污染的理想能源。因此，太阳能的收集利用是当代科学家十分感兴趣的问题。

目前太阳能利用主要有三种形式。一种是直接利用太阳辐射热，建成太阳灶、太阳能热水器，太阳房(用于暖)和塑料大棚等，或利用太阳能来发电。太阳能电站是利用集热器吸收太阳辐射的热量，其蓄热材料(液态金属)温度可高达1000℃左右。所吸收的热量通过热交换器将水变成水蒸气推动汽轮机发电。这种转换方式称之为光-热转换。第二种是光-电转换，即利用太阳能电池将太阳能直接转换成电能。太阳能电池种类较多，主要有单晶硅电池、砷化镓电池、磷化铟电池和多晶硅电池等。目前太阳能电池效率还比较低，成本也比较高。它主要用于人造卫星等宇宙飞行器作为各种仪器设备的动力。第三种是光-化学转换，即将太阳辐射直接转换成化学能。绿色植物的光合作用就是光-化学转换，但它还不能完全受人控制。因此，研究各种完全可控的光-化学转换方法也是当今世界重大的研究课题之一。近年来发现，太阳能辐射到某一光化学反应体系后，能形成动力学上稳定的光产物，使光能转化为化学能而储存起来。另外，在催化剂存在时，由太阳光直接分解水而制得氢和氧的方法也是太阳能利用较有发展前途的一条途径。发展氢能具有独特的优越性。首先，氢的原料是水，丰富。另外氢燃烧后的热值较高，1g 氢燃烧后可放出143 kJ的热量，而1g煤燃烧只有31～32kJ，1g汽油燃烧也只有48kJ。还有氢燃烧生成水，它来源于水又还原于水，是顺应自然的一种循环，不会打乱自然界的平衡。又因燃烧产物无烟尘以及其它污染物，所以氢能又是无污染的清洁能源。

虽然，地球接受太阳的总能量很大，但是由于其能量密度很低，取得单位能量的一次投资大，能量转换效率有待提高。

3．核能

原子核裂变和聚变时都放出巨大的能量。原子核能是一种比较理想的能源。

(1)核裂变能

裂变是较重的原子核在足够能量的中子轰击下分裂成较轻原子核的过程。当235U原子核发生裂变时，分裂成两个不相等的碎片和若干个中子。裂变过程相当复杂，已经发现裂变产物有35种元素，放射性核素有200种以上。下面是235U裂变中的一种方式：

[编辑本段]未来的几种新能源

波能：即海洋波浪能。这是一种取之不尽，用之不竭的无污染可再生能源。据推测，地球上海洋波浪蕴藏的电能高达9×104TW。近年来，在各国的新能源开发中，波能的利用已占有一席之地。尽管波能发电成本较高，需要进一步完善，但目前的进展已表明了这种新能源潜在的商业价值。日本的一座海洋波能发电厂已运行8年，电厂的发电成本虽高于其它发电方式，但对于边远岛屿来说，可节省电力传输等投资费用。目前，美、英、印度等国家已建成几十座波能发电站，且均运行良好。

可燃冰：这是一种与水结合在一起的固体化合物，它的外型与冰相似，故称“可燃冰”。可燃冰在低温高压下呈稳定状态，冰融化所释放的可燃气体相当于原来固体化合物体积的100倍。据测算，可燃冰的蕴藏量比地球上的煤、石油和天然气的总和还多。

煤层气：煤在形成过程中由于温度及压力增加，在产生变质作用的同时也释放出可燃性气体。从泥炭到褐煤，每吨煤产生68m3气；从泥炭到肥煤，每吨煤产生130m3气；从泥炭到无烟煤每吨煤产生400m3气。科学家估计，地球上煤层气可达2000Tm3。

微生物：世界上有不少国家盛产甘蔗、甜菜、木薯等，利用微生物发酵，可制成酒精，酒精具有燃烧完全、效率高、无污染等特点，用其稀释汽油可得到“乙醇汽油”，而且制作酒精的原料丰富，成本低廉。据报道，巴西已改装“乙醇汽油”或酒精为燃料的汽车达几十万辆，减轻了大气污染。此外，利用微生物可制取氢气，以开辟能源的新途径。

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目前，车主在选择新能源汽车时，一般都以400公里续航保底，希望续航里程越长越好。之所以会这样，是因为之前电动汽车续航太短了，怕了。

出行特征VS里程焦虑

大数据论文：北京市每日出行特征，文中显示80%的每日出行都在50公里以下，95%的出行在100公里以下。

虽然理论上说，200公里的续航就妥妥的了。然而，理论终究是理论，消费者还是会产生“里程焦虑”，原因上大体上有以下几个方面：

1. 充电余量：一般车主都不会等到剩余电量不足时进行充电，多数人都习惯还有几十公里续航的时候就去充电。考虑到充电桩的数量要少于加油站，那剩下100公里续航的时候，就得去充电了。所以，以200公里续航为基准的话，这下除去100公里，那么至少要300公里续航。

2. 真实续航vs工信部续航：中国厂家给的是NEDC续航，美国的是EPA续航，欧洲目前是WLTP续航。大体上来说EPA比较准，而NEDC就要大打折扣了。给各位车主举个例子就是说是300公里续航，实际上大约开到的里程在260左右吧。开空调、高速的话，可能还要再除去一些。如此看来，要想开的舒服，那至少要200+200+100=500公里续航。

3. 远行需求/突发需求：即使说是95%的情况下都在市区开，但大家也是希望周末去郊个游、春节回家等，那电动汽车该怎么办？

考虑到以上情况来说，大多数消费者在选电动汽车的时候，还是希望续航里程越多越好；然而，就目前来说这是由问题的。

高续航带来的问题

电动汽车电池很重，往往要占到整个车重的20—30%左右。相对于燃油车来说，这部分车重是额外增加的，相当于是“能量征税”。

也就是说，我再多加1度电的电池，需要先被征走0.3度，只有0.7度是真正可以增加续航的。随着续航边长，电池增加；这种“能量税”会越来越重，从经济上变得不再可行。

通俗解释：能量密度决定了堆电池数量的难度！在能量密度受限的情况下，电池数量堆到一定程度，就会变得相当不经济了。

那么有没有解决方案？

一． 硬核方案：提高电池能量密度

如果说能量密度是关键问题，那我不断地研发，提高电池能量密度不就行了吗？

这个道路其实是非常艰难的。

短期来看：面临能量密度与安全性的矛盾。

长期来看：面临物理化学的上限瓶颈。

二． 提高充电便利性

有两个方向：

1. 提高充电速度

2. 增加充电桩数量

最根本的方法便是解决基础设施。

三． 电池充电宝

目前市场上有外置的充电宝还有一款内置的充电宝，也就是传说中的“增程式电动汽车”；此款电动汽车在定义上都不一定能归纳在电动汽车里。这里米神也就不一一细说了。

写在最后：

对消费者来说，如果不加钱，续航自然是越高越好。所以说，在特定条件下，电动汽车时续航越多越好的。

对于全社会来说，即使不加钱，过高续航也就意味着更不节能，更不环保。核心问题在于电池能量密度低。所以综合来看，电动汽车并不是续航越多越好。