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[摘要]今年来由于石油资源的紧缺，以及各国排放法规的限制，汽车制造厂商以及消费者越来越多的关注新能源汽车。由于各大城市交通拥堵状况日益严重，发展公共交通成为一项重要任务。新能源客车将在未来数年内成为城市公共交通的主干之一。本文通过对各类新能源汽客车的性能分析以及国情分析得出短期内我国新能源城市客车将以CNG客车和电动客车为主要的发展方向。
[关键词]新能源;客车;电能;CNG;醇类燃料
随着汽车保有量的增长，交通拥堵状况以及大气污染日益严峻，国内个别城市为缓解这种状况对私家车辆进行了许多限制，因此公共交通以及新能源汽车的发展得到了很大的政策支持。近年来，客车研发拥有更多的新技术手段，使得客车的动力性、经济型、可靠性、安全性等诸多方面得到了前所未有的提高，尤其是在节能环保方面更是各个厂商竞争的关键。
一、 优先发展新能源公共交通是实现节能环保的必由之路
我国城市化进程在党的十七大报告和国民经济中长期发展规划中都有详细的描述，随着城市化进程的加速，必然会带来城市公交车辆的大量需求，与此同时，像北京、上海这样人口超千万的城市交通和车辆排放污染形势严峻。
公交车辆是城市的名片，交通运输时国民经济的命脉，公交优先政策的实施会带来大量的资金投入，在建设和谐社会，实现科学发展的重大战略中，客车行业节能减排的重要措施就是实现动力系统的新能源化，包括电能、混合动力、CNG、醇类燃料、氢能源、太阳能等。
优先发展新能源公共交通的主要原因是：
（1）能源短缺，石油价格飞涨；我国交通用油呈快速上升势头，年平均增长超过10%，国家能源安全面临严峻挑战；
（2）空气污染和二氧化碳排放的控制；我国二氧化碳排放位居世界第二，仅次于美国，并且我国已正式加入签订“京都议定书”。汽车二氧化碳排放将成为我国关注的重大环保问题。
二、 常见新能源汽车的主要分类与发展
1、 电动汽车
电动汽车包括纯电动汽车（electric vehicle， EV）、混合动力汽车（hybrid electric vehicle， HEV）、燃料电池汽车（fuel cell vehicle， FCV）。
（1） 纯电动汽车
首先电能作为一种二次能源，它的来源广泛，例如水力发电、风力发电、潮汐发电等。其次，纯电动汽车利用电力驱动，在使用中可以实现零排放，电动汽车的电动机运转只做回转运动，振动和机械噪声都很小，也没有内燃机的燃烧噪声和进排气噪声。最重要的是电动汽车能源利用率高，并且制动能量易回收，按目前技术水平电动汽车的能源利用率比汽油车约高40%。
但电能作为汽车能源又存在以下主要问题：
a． 能量密度低。由于现阶段技术问题，电池能量密度低，为保证必要的行驶里程就不得不装备庞大笨重的电池组；
b． 充电时间长。电池充电时间一般需要6～10小时，快速充电技术还没有得到根本的突破；
c． 成本高昂。同档次的电动汽车比普通汽车价格高出10万元左右，即使是在原车基础上改装也需要3～7万元。
（2） 混合动力汽车
混合动力汽车将电力驱动与传统的内燃机驱动相结合，充分发挥了二者的优势，同时它可以从根本上解决现在纯电动汽车动力性能差和续驶里程短的问题。
混合动力汽车根据动力源的数量以及动力系统结构形式的不同，可以分为串联式、并联式、以及混联式。混合动力汽车节油优势主要在于以下几点；
1）为满足急加速以及以上坡等对驱动功率的要求，传统内燃机车往往配备功率较大的内燃机，而混合动力汽车可以利用电力的补偿作用使得内燃机的工作点始终平滑的工作在如下高效率的最优工作区域内；
2）混合动力汽车在等候或者低速滑行工况下可以关闭内燃机，节约燃料；
3）在汽车减速刹车时，电动机将转化为发电机，回收部分制动能量存入蓄电池，从而进一步提高燃油经济性。
（3） 燃料电池汽车
目前汽车上应用的基本是质子交换膜燃料电池（PEMFC），其基本原理是H2和O2在催化剂作用下发生氧化还原反应，生成水的同时产生电能。
燃料电池的主要优点为：
a. 效率高。燃料电池的化学反应不受卡诺循环的限制，理论上能量效率可接近80%，实际效率已达50%～70%。
b. 清洁无污染。氢/氧燃料电池产物只有水，属于零排放或者接近零排放（考虑到燃料重整时）。
c. 氢能源来源广泛，尤其可以利用电网晚间的低谷电制氢，提高了电网运行效率。
我国政府也非常重视燃料电池汽车关键技术的研究，“九五”期间，国家科技部将燃料电池技术列入国家攻关计划，“十五”和“十一五”期间，燃料电池汽车及其相关技术的研究和样车的研制开发被列入国家“863”电动汽车重大专项和重大项目中，予以重点资助。
2、 CNG汽车
天然气主要成分为80%～99%的甲烷，剩余的成分是惰性气体如二氧化碳、氮气，和其他低价的碳氢化合物。天然气的辛烷值（ROZ）高达130，若采用较高的压缩比，约可到13，所以天然气发动机非常适合增压。
天然气发动机汽车的特点是二氧化碳排放量比汽油发动机低20%～30%，而且只产生很低的氮氧化合物和非甲烷碳氢（所有碳氢化合物扣去甲烷的和）排放。
天然气公共汽车可达到严格的高环境友好汽车（Enhance Environmentally friendly Vehice,EEV）限值。目前德国约有40000辆天然气汽车获准行驶，天然气加气站670余个。并且CNG客车已经在国内一些城市如西安得到大力的推广。
未来客车天然气发动机的发展呈现以下趋势：
（1） 客车大型化和高端化对发动机要求更高
（2） 发动机制造成本随排放标准的严格而增加
（3） 天然气发动机国产化的实现以及可靠性的提高 3、 醇类燃料汽车
醇类主要指甲醇和乙醇，属含氧燃料，醇类燃料汽车在世界一些盛产甘蔗、玉米的国家有一定的应用，因此醇类可作为一种单独种类的燃料。
（1） 醇类用作汽车能源的优点
a． 来源较为丰富，且具有一定的可再生性
生产甲醇的原料有天然气、煤、石油、以及木材、垃圾、海藻等；生产乙醇燃料的主要原料有乙烯、甘蔗、甜菜、土豆、玉米以及草木秸秆等。
b． 具有有利于提高热效率的一些特征
辛烷值高，许用压缩比高。如果采用混烧，添加10%的乙醇可提高汽油辛烷值4个单位。着火界限宽，火焰传播速度快，有利于采用稀混合气
c． 可以有效降低有害气体排放
当汽油中含25%乙醇时，HC排量减少30%，CO减少47%NOx减少40%。
（2） 醇类用作汽车能源的主要问题
a．低温启动性能较差
b．醇与汽油容易分层
c．醇有腐蚀作用
d．甲醇有剧毒，乙醇价格较贵
推广含醇汽油不仅可以缓解石油供应矛盾和有效降低排放，还可以刺激农业生产，但同时也出现了和人类抢夺粮食的现象，从世界范围看，醇类燃料汽车不可能成为主流能源，但可以作为汽车能源的补充。
三、 我国新能源客车发展方向预测
可以预测，由于城市客车线路恒定，道路情况良好，我国大中型城市公交客车在未来数年内将大力发展纯电动客车，一方面纯电动客车零排放特性将大大改善我国大型城市的空气质量，另一方面大中型城市完全有能力建立起完善的公交充电网络使得车辆可以连续运营。但对于长途客车而言，在电池技术得到根本突破解决之前，混合动力汽车将作为一个中期的替代方案，因为其较好的平衡了燃油经济性、有害物排放和续航里程几个指标。
如今超级电容的研发已经取得一定的成果，所谓超级电容准确的说应该叫电化学双电层电容器，其所储存的能量比传统电容大10倍以上，同时又保证了传统电容释放能量速度极快的特点。正是由于超级电容具有可以在短时间大电流放电、循环寿命长、充电效率高、可正常工作温度范围宽等特点，因此EV、HEV和FCV中超级电容作为驱动能源和辅助能源的营运前景广阔。
四、 结束语
（1） 节能减排是当前客车的核心技术。
（2） 我国客车行业发展将以混合动力为跳板，逐渐进入纯电动时代。
（3） 其它新能源客车相对造价较高，在国内大量使用尚需时日。
参考文献：
[1] 余志生. 汽车理论[M]. 北京：机械工业出版社.2006.1
[2] 李世豪. 中国客车[C].北京：人民交通出版社.2009.2:28
[3] 王颖，王婧.电动车电子驱动系统综述[J].电工技术研究，1998（7）:812
[4] 陈清泉.电动车—清洁有效的城市交通工具[J].电工技术杂志，1999（2）:58
[关键词]新能源;客车;电能;CNG;醇类燃料
随着汽车保有量的增长，交通拥堵状况以及大气污染日益严峻，国内个别城市为缓解这种状况对私家车辆进行了许多限制，因此公共交通以及新能源汽车的发展得到了很大的政策支持。近年来，客车研发拥有更多的新技术手段，使得客车的动力性、经济型、可靠性、安全性等诸多方面得到了前所未有的提高，尤其是在节能环保方面更是各个厂商竞争的关键。
一、 优先发展新能源公共交通是实现节能环保的必由之路
我国城市化进程在党的十七大报告和国民经济中长期发展规划中都有详细的描述，随着城市化进程的加速，必然会带来城市公交车辆的大量需求，与此同时，像北京、上海这样人口超千万的城市交通和车辆排放污染形势严峻。
公交车辆是城市的名片，交通运输时国民经济的命脉，公交优先政策的实施会带来大量的资金投入，在建设和谐社会，实现科学发展的重大战略中，客车行业节能减排的重要措施就是实现动力系统的新能源化，包括电能、混合动力、CNG、醇类燃料、氢能源、太阳能等。
优先发展新能源公共交通的主要原因是：
（1）能源短缺，石油价格飞涨；我国交通用油呈快速上升势头，年平均增长超过10%，国家能源安全面临严峻挑战；
（2）空气污染和二氧化碳排放的控制；我国二氧化碳排放位居世界第二，仅次于美国，并且我国已正式加入签订“京都议定书”。汽车二氧化碳排放将成为我国关注的重大环保问题。
二、 常见新能源汽车的主要分类与发展
1、 电动汽车
电动汽车包括纯电动汽车（electric vehicle， EV）、混合动力汽车（hybrid electric vehicle， HEV）、燃料电池汽车（fuel cell vehicle， FCV）。
（1） 纯电动汽车
首先电能作为一种二次能源，它的来源广泛，例如水力发电、风力发电、潮汐发电等。其次，纯电动汽车利用电力驱动，在使用中可以实现零排放，电动汽车的电动机运转只做回转运动，振动和机械噪声都很小，也没有内燃机的燃烧噪声和进排气噪声。最重要的是电动汽车能源利用率高，并且制动能量易回收，按目前技术水平电动汽车的能源利用率比汽油车约高40%。
但电能作为汽车能源又存在以下主要问题：
a． 能量密度低。由于现阶段技术问题，电池能量密度低，为保证必要的行驶里程就不得不装备庞大笨重的电池组；
b． 充电时间长。电池充电时间一般需要6～10小时，快速充电技术还没有得到根本的突破；
c． 成本高昂。同档次的电动汽车比普通汽车价格高出10万元左右，即使是在原车基础上改装也需要3～7万元。
（2） 混合动力汽车
混合动力汽车将电力驱动与传统的内燃机驱动相结合，充分发挥了二者的优势，同时它可以从根本上解决现在纯电动汽车动力性能差和续驶里程短的问题。
混合动力汽车根据动力源的数量以及动力系统结构形式的不同，可以分为串联式、并联式、以及混联式。混合动力汽车节油优势主要在于以下几点；
1）为满足急加速以及以上坡等对驱动功率的要求，传统内燃机车往往配备功率较大的内燃机，而混合动力汽车可以利用电力的补偿作用使得内燃机的工作点始终平滑的工作在如下高效率的最优工作区域内；
2）混合动力汽车在等候或者低速滑行工况下可以关闭内燃机，节约燃料；
3）在汽车减速刹车时，电动机将转化为发电机，回收部分制动能量存入蓄电池，从而进一步提高燃油经济性。
（3） 燃料电池汽车
目前汽车上应用的基本是质子交换膜燃料电池（PEMFC），其基本原理是H2和O2在催化剂作用下发生氧化还原反应，生成水的同时产生电能。
燃料电池的主要优点为：
a. 效率高。燃料电池的化学反应不受卡诺循环的限制，理论上能量效率可接近80%，实际效率已达50%～70%。
b. 清洁无污染。氢/氧燃料电池产物只有水，属于零排放或者接近零排放（考虑到燃料重整时）。
c. 氢能源来源广泛，尤其可以利用电网晚间的低谷电制氢，提高了电网运行效率。
我国政府也非常重视燃料电池汽车关键技术的研究，“九五”期间，国家科技部将燃料电池技术列入国家攻关计划，“十五”和“十一五”期间，燃料电池汽车及其相关技术的研究和样车的研制开发被列入国家“863”电动汽车重大专项和重大项目中，予以重点资助。
2、 CNG汽车
天然气主要成分为80%～99%的甲烷，剩余的成分是惰性气体如二氧化碳、氮气，和其他低价的碳氢化合物。天然气的辛烷值（ROZ）高达130，若采用较高的压缩比，约可到13，所以天然气发动机非常适合增压。
天然气发动机汽车的特点是二氧化碳排放量比汽油发动机低20%～30%，而且只产生很低的氮氧化合物和非甲烷碳氢（所有碳氢化合物扣去甲烷的和）排放。
天然气公共汽车可达到严格的高环境友好汽车（Enhance Environmentally friendly Vehice,EEV）限值。目前德国约有40000辆天然气汽车获准行驶，天然气加气站670余个。并且CNG客车已经在国内一些城市如西安得到大力的推广。
未来客车天然气发动机的发展呈现以下趋势：
（1） 客车大型化和高端化对发动机要求更高
（2） 发动机制造成本随排放标准的严格而增加
（3） 天然气发动机国产化的实现以及可靠性的提高 3、 醇类燃料汽车
醇类主要指甲醇和乙醇，属含氧燃料，醇类燃料汽车在世界一些盛产甘蔗、玉米的国家有一定的应用，因此醇类可作为一种单独种类的燃料。
（1） 醇类用作汽车能源的优点
a． 来源较为丰富，且具有一定的可再生性
生产甲醇的原料有天然气、煤、石油、以及木材、垃圾、海藻等；生产乙醇燃料的主要原料有乙烯、甘蔗、甜菜、土豆、玉米以及草木秸秆等。
b． 具有有利于提高热效率的一些特征
辛烷值高，许用压缩比高。如果采用混烧，添加10%的乙醇可提高汽油辛烷值4个单位。着火界限宽，火焰传播速度快，有利于采用稀混合气
c． 可以有效降低有害气体排放
当汽油中含25%乙醇时，HC排量减少30%，CO减少47%NOx减少40%。
（2） 醇类用作汽车能源的主要问题
a．低温启动性能较差
b．醇与汽油容易分层
c．醇有腐蚀作用
d．甲醇有剧毒，乙醇价格较贵
推广含醇汽油不仅可以缓解石油供应矛盾和有效降低排放，还可以刺激农业生产，但同时也出现了和人类抢夺粮食的现象，从世界范围看，醇类燃料汽车不可能成为主流能源，但可以作为汽车能源的补充。
三、 我国新能源客车发展方向预测
可以预测，由于城市客车线路恒定，道路情况良好，我国大中型城市公交客车在未来数年内将大力发展纯电动客车，一方面纯电动客车零排放特性将大大改善我国大型城市的空气质量，另一方面大中型城市完全有能力建立起完善的公交充电网络使得车辆可以连续运营。但对于长途客车而言，在电池技术得到根本突破解决之前，混合动力汽车将作为一个中期的替代方案，因为其较好的平衡了燃油经济性、有害物排放和续航里程几个指标。
如今超级电容的研发已经取得一定的成果，所谓超级电容准确的说应该叫电化学双电层电容器，其所储存的能量比传统电容大10倍以上，同时又保证了传统电容释放能量速度极快的特点。正是由于超级电容具有可以在短时间大电流放电、循环寿命长、充电效率高、可正常工作温度范围宽等特点，因此EV、HEV和FCV中超级电容作为驱动能源和辅助能源的营运前景广阔。
四、 结束语
（1） 节能减排是当前客车的核心技术。
（2） 我国客车行业发展将以混合动力为跳板，逐渐进入纯电动时代。
（3） 其它新能源客车相对造价较高，在国内大量使用尚需时日。
参考文献：
[1] 余志生. 汽车理论[M]. 北京：机械工业出版社.2006.1
[2] 李世豪. 中国客车[C].北京：人民交通出版社.2009.2:28
[3] 王颖，王婧.电动车电子驱动系统综述[J].电工技术研究，1998（7）:812
[4] 陈清泉.电动车—清洁有效的城市交通工具[J].电工技术杂志，1999（2）:58