世界范围内电动汽车的迅速发展。1991年美国三大汽车公司签订协议,合作研究电动汽车用先进电池,成立美国先进电池联合体,同样7月美国先进电池联合体,10月布什总统批准了2.26亿美元拨款资助此项研究。
1.3 电动汽车的优势
电动汽车包括蓄电池池、燃料电池车和混合电动汽车三类。由传统的汽车动力和电力组成的混合动力电动汽车由于装备了内燃机等传统的汽车动力,因此,此类混合动力车仅在以电力运行时具备蓄电池汽车和燃料电池汽车的一些优势。故在以下论述一些优势中,对混合动力电动汽车仅指以电力运行时而言。 1.3.1 良好的环境保护效果
燃料电池电动汽车通常以富氢气体为燃料,而富氢气体的主要来源是矿物燃料制取。在富氢气体的制取过程中,其CO2的排放量比热机过程减少40%以上,这对缓解地球的温室效应是十分重要的。由于燃料电池的燃料在反应前必须脱除硫及其化合物,而且燃料电池是按电化学原理发电,不经过热机的燃烧过程,所以它几乎不排放氮、硫氧化物,减轻了对大气的污染。当燃料电池以纯氢为燃料时,它的化学反应产物仅为水,从根本上消除了NOx、SOx及CO2等的排放。当燃料电池以纯氢为燃料电池电动车在行驶中不排放任何有害气体。蓄电池以电力为动力,混合动力电动车在城市运行时也可以仅使用存储的电力。因此,电动汽车是零排放汽车。
电动汽车可广泛应用于城市公交、公共场所以及排放控制有特殊要求的地方。但是如果算总账,并不能说电动汽车是零排放汽车,因为电动汽车使用的电能或燃料电池车使用的燃料,在其生产过程中已产生了NOx和CO2等污染物。如表为燃料制作过程中NOx的排放值,图中为单位里程的NOx排放量随汽车种类的变化,其中FCEV的燃料氢和甲醇假定由天然气制造。
表1-1 NOx排放量比较
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燃料种类 NOx排放量/(g·MJ-1) 1.3.2 噪声低
汽油 0.113 柴油 0.056 电力 0.047 甲醇 0.0190.022 ~氢 0.0220.042 ~ 燃料电池按电化学原理工作,运动不见很少,无内燃机的燃烧噪声和进气门、排气门、活塞与曲轴等运动部件的机械噪声。燃料电池系统中最大的噪声源是空气压缩机。在没有采取隔音措施的燃料电池概念车,空气压缩机在汽车运行中产生的噪声也相当大。总的来看,燃料电池车的噪声明显低于内燃机汽车。实验表明,4.5MW和11MW的大功率磷酸燃料电池电站的噪声水平已经达到不高于55db的水平。蓄电池汽车和混合动力电动汽车仅使用储存的电力在城市运行时也具备类似特点。因此可以说,电动汽车工作时产生的噪声低,较传统汽车安静。如下表汽车加速和等速运行时噪声构成情况。可见在加速时发动机及其排气系统的噪声占有很大比例,等速行驶时轮胎的噪声大。在汽车加速时,对于电动汽车而言,没有与发动机相关的如排气系统的噪声;对混合动力汽车而言,发动机仍然稳定运转,与发动机相关的再说大约为汽油机和柴油机的一半;燃料电池车加速时动力系统的噪声作为1,则燃料电池车FCEV、蓄电池车及混合动力车加速时的噪声明显低于普通汽车。
表1-2 汽车加速和等速运行时噪声的构成
噪声源 轮胎 发动机 牵引(地盘) 冷却系统 进气系统 排气系统
加速所占比例/% 22.9 33.4 2.8 1.9 11.6 23.4 等速所占比例/% 80.4 19.6 14