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为什么说新能源汽车终是未来趋势

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为什么说新能源汽车终是未来趋势

Ⅰ.工作原理

燃油车的工作原理在九年义务教育里有，在此就带过一下：燃油车通过内燃机↑获得驱动能量，能量转化为：化学能→内能→机械能 。

纯电动汽车

工作原理：蓄电池——电流——电力调节器——电动机——动力传动系统——驱动汽车行驶 （其实就是电动机）。

优点：技术相对简单，只要有电力供应的地方都能够充电。

缺点：蓄电池单位重量储存的能量太少，电动车的电池较贵，没形成经济规模，故购买价格较贵 使用成本较高，技术仍不成熟（主要活跃在高端市场） 。

混合动力汽车

混合动力汽车自分三家：

串联式混合动力汽车（SHEV）：车辆的驱动力只来源于电动机的混合动力(电动)汽车。

并联式混合动力汽车（PHEV）：车辆的驱动力由电动机及发动机同时或单独供给的混合动力(电动)汽车。

混联式混合动力汽车（CHEV）：同时具有串联式、并联式驱动方式的混合动力(电动)汽车。

也就是第一种烧油发电，第二种烧油跑路，第三种烧油可以发电也可以跑路

优点：可以回收制动时、下坡时的能量。

缺点：长距离行驶几乎毫无优势（兼顾了燃油汽车和纯电动汽车的缺点）。

燃料电池汽车

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。（免除了把化学能转化为动能的过程）

燃料电池作为动力电源的汽车。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物，因此燃料电池车辆是无污染汽车，燃料电池的能量转换效率比内燃机要高2~3倍。

优点：零排放或近似零排放，提高了燃油经济性，提高了发动机燃烧效率，运行平稳、无噪声，所以很多媒体称燃料电池是新能源汽车的“终极模式”。

然而缺点呢？

①：氢气易爆，对燃料电池的燃料储存是个不小的挑战。

②：成本高。

Ⅱ.产业分析

①：2018年，我国新能源汽车销量为65.2万辆，汽车总销量为2887.9台

②：2018年，我国新能源汽车销量为125.6万辆，汽车总销量为2808.1台

③：2019年，我国新能源汽车销量达到120.6万辆，汽车总销量为2576.9台

④：2019年上海车展，展出的131台新车中有62台新能源车，其中42台纯电动

这三年新能源汽车销量分别占比2.25%，4.47%，4.68% 。

显然，由于经济增长放缓以及产业结构优化（还有地方政策、城市停车位紧张等原因），我国汽车产销量可能难有进一步上升的空间，然而新能源汽车还能持续扩大在汽车市场中所占的份额。在高端汽车市场（这里主要针对的是新车）更是拿下接近半壁江山，说明我国在汽车市场增长停滞的现在乃至未来，新能源汽车仍能保持较稳定的增长势头，预计将继续对燃油车市场造成冲击。

Ⅲ.成本计算

这里比较一下对于汽车的电价和油价。

汽油的热值约为4.4×10^7J/kg，汽油（92）价格波动在6.7元/升左右。

92汽油密度约为0.725×10^3kg/m³。

所以92汽油的价格约为6.7➗0.725=9.241元/kg（取三位小数）。

也就是说一元能加0.108kg汽油，其中的能量Q=qm=0.108kg×4.4×10^7J/kg=4.752×10^6J

高速充电桩电价为0.6~0.8元/度，取中值0.7元/度

也就是1元能加1.429度电，1度=1kWh=3.6×10^6J。

所以一块钱电中的能量为1.429×3.6×10^6J=5.144×10^6J。

一块钱得到的能量——汽油：4752kJ；电：5144kJ，相差392kJ，不大。

这里我以G15高速为例：从最南端湛江徐闻出发，终点为广州三元里，全程共542.8公里。在车不多的高速行驶时可以大致当作上面的理想化模型（忽略转弯时的动力变化），已知：电车行驶成本：14172.2m/元；燃油车行驶成本：8081.6m/元，因此得出电车行驶完这段路大约要38.30元，而燃油车要67.16元，足足省了29块钱左右……比例约为1：1.75。

（由于是理想化模型，同上，实际行车时这两个数字要大得多，知道大致的比例就行）况且这里用的电价还是高速充电桩的电价，比日常用电电价高了不少，因此如果用的自家充电桩，这个比例还会更小。

Ⅳ.安全角度

曝出某某新能源汽车自燃的新闻，让不少人开始担忧新能源汽车的安全性。新能源汽车真的不安全吗？和常见的燃油车相比又如何呢？

而其他类型的事故（如碰撞、坠河等），新能源汽车更没有理由比燃油车更易发生，因此，新能源汽车比燃油车危险”一说，不成立！

Ⅴ.环境问题

随便问一个买了新能源汽车的人：“为什么买新能源汽车啊？”

估计不少于80%会说：然而，新能源汽车对环境真的比燃油车更友好吗？

2019年全球燃料电池销量仅为7500台，且相关技术尚未完善，说明目前燃料电池汽车在新能源汽车市场中所占的比例甚少，因此以下的“新能源汽车”仅讨论纯电动或油电混合型汽车。

首先，纯电动汽车的电池基本上都是锂电池（得益于锂电池的高比功率+高比能量），废弃/损坏的锂电池的电解质（单单是电解质）及其转化物有：LiPF6、LiAsF6、LiCF3SO3、HF、P2O5等，都是有毒有害物质。

因此废旧锂电池若处理不当，对环境及生物的影响相对来说都是很大的，国际上对废旧锂电池的处理方式仍停留在探索阶段，其次，很多人认为新能源汽车“零排放”，因为它靠的是电。

然而电从哪来？别忘了中国依然是以煤炭石油天然气为主题的发电结构，国内火电厂发电的热效率一般不高于45%，电池蓄电效率约90%。还有线网输电线损约5%，最后补上电动机电转化效率90%。

那么新能源汽车的效率从发电算起就是：45%×90%×95%×90%≈34.63%。而且火电中过半是烧煤的，杂质更多，也对空气和环境影响更大。由此可以得出：在取得重大技术突破前（这里也包括燃料电池汽车，毕竟它确实是太贵了）。

新能源汽车从宏观上对整个环境造成的影响其实不见得比燃油车小，但并不就意味着新能源汽车就没意义了。毕竟把污染集中在电厂附近还是会比分散在城市里好得多。

综上新能源（纯电动）汽车对环境的友好仅限于城市，相对带来的是对电厂发电的更高需求，而在我国改变以煤、油、气为主体的能源结构前，这些需求终将转化为发电厂带来的污染，//燃料电池的产物基本都是零排放或是排放量极小，因此对环境才是真的友好，但对一般民众的钱包相当不友好。

从以上分析可以得出：从产业、成本、安全、环境四个角度任一点来看，新能源汽车取代燃油车只是时间问题（当然这时间肯定不会短）。同时，作为燃油车和电动车之间的过渡产品。油电混合动力汽车也终会被纯电动和燃料电池汽车取缔。较为乐观地估计，30年后的汽车市场很可能由纯电动汽车和燃料电池汽车占领绝大部分。

并由各自特点针对各种车型——纯电动汽车噪音小、无需燃料、稳定性好。

因此更有可能作为成为高端SUV或是家用小轿车，而燃料电池动力足、无需担心充电、安全性更胜一筹。相比成为普通轿车，更可能用作皮卡、公交车、客车、货车等大型车辆。