1.2　新能源汽车的发展概况

汽车产业的迅猛发展，使世界范围内的汽车保有量迅速增加。汽车数量的增加又加剧了汽车尾气排放对大气层产生的污染。据统计，汽车排放的尾气是当今空气污染的重要源头，而且庞大的汽车数量，每天所消耗的石油量也是一个惊人的数额。汽车发展引发的环境问题和能源危机，使人们对于新能源汽车技术的关注度日益增加。从图1-3中可看出，新能源汽车的研发技术已经成为了解决当前能源及环境问题的关键技术。

现在大多数的汽车厂家以及汽车技术研究中心已经开始或者正在规划开发新能源汽车。我国也已将发展新能源汽车列入“十二五”规划中。以能源的多元化为核心，新能源技术开发主要有以下三大趋势。

①发展生物燃料　基于可再生能源的生物燃料适用于各种车辆，且具有良好的环保性，已成为各国共同推广的新型燃料。

②发展混合动力技术　混合动力汽车的驱动能源除燃油发动机外，还包括电能、液压能等新能源。混合动力系统效率很高，可以通过小排量发动机配合电机使用达到良好的动力性，减少尾气排放，节约能源。而且混合动力汽车在电池的需求上要求比较低，能避免由电池引起的诸多问题。混合动力汽车已成为新型动力汽车产业化的里程碑。

③发展燃料电池技术　燃料电池是一种新兴的能量转换装置，目前技术尚未成熟，存在成本较高以及储存运输困难等问题，所以燃料电池汽车的应用很少，但是作为汽车能源动力系统的远期解决方案，仍然被人们所看好。

下面将对新能源汽车的类型、发展历史、发展现状进行介绍。

1.2.1　新能源汽车的类型

区别于使用常规燃料（汽油或柴油）的传统汽车，新能源汽车是指采用非常规车用燃料作为能源，或者使用常规车用燃料、但同时采用新型车载动力装置的新型汽车。新能源汽车主要包括纯电动汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车、燃料电池汽车、太阳能汽车以及其他一些类型汽车。其中，纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车又归类为电动汽车。纯电动汽车技术处于逐渐发展的过程，其对电池组要求较高，所使用的电池组有很多的局限性，受到成本高、续驶里程短、充电时间长、电池电解液污染等问题的困扰；燃料电池的成本高、氢的储存和运输存在技术问题，所以燃料电池汽车的应用也很少；而混合动力汽车技术相对成熟，不受上述问题的限制。因此，混合动力技术成为了世界范围内一个新的开发和研究热点。以丰田普锐斯（Prius）为代表，混合动力汽车已经在北美、日本和欧洲成功实现了商业化。其他一些类型的新能源汽车，如太阳能汽车、氢能源动力汽车等，尚处于试验阶段，距离商业化生产还有很长的时间。本小节将对新能源汽车的类型进行详细的介绍。

（1）混合动力汽车技术

2003年，联合国将“混合动力汽车”的定义规定为，混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）是“为了推动车辆的革新，至少拥有两个能量变换器和两个能量储存系统（车载状态）”的车辆。当前研发的混合动力汽车，多采用电机作为主要动力或者作为辅助动力。也就是说，由蓄电池和电机组成辅助动力单元（Auxiliary Power Unit，APU），必要时给汽车提供一定的动力。国际电工委员会电动汽车技术委员会建议对混合动力汽车的定义为，有多于一种的能量转换器提供驱动力的混合型电动汽车，即使用蓄电池和副能量单元的电动汽车。副能量单元指的就是以某种燃料作为能源的原动机或者电机组。燃料主要包括柴油、汽油或者液化石油气、天然气、酒精等。原动机主要是内燃机及其他热机。通过混合动力系统实现汽车在动力性、经济性、排放等方面性能指标的显著提升。

混合动力汽车是在传统汽车的基础上发展起来的产物，不但拥有传统内燃机汽车的特点，同时还具备其他一些优点。与传统汽车相比，经济性良好是其突出的优点，混合动力汽车可以在传统汽车的基础上实现节油30％～50％。混合动力汽车在当前环境与能源问题的背景下具有相当大的优势。混合动力系统作为混合动力汽车的核心技术，其性能与整车的性能息息相关。混合动力系统经过多年的发展，已经逐渐由原来的离散化结构向集成化方向发展。根据其传动系统的拓扑结构或者动力总成配置和组合方式的不同，混合动力汽车可以分成串联式、并联式以及混联式三种类型。各构型的特点将在第2章中详细介绍。

图1-4所示为世界上第一款混合动力汽车，是1997年丰田汽车公司推出的普锐斯车型。该车型属于混联式构型，采用了THS（Toyota Hybrid System）系统，通过行星齿轮装置的作用，可以实现功率分流与无级变速的功能。普锐斯采用1.5L汽油发动机，可以实现28km/L的燃油目标；排放方面相比于传统汽车，CO2排放量减少50％，而CO和氮氧化物的排放量仅为传统车的10％。近年来，通用等各大汽车公司也开始研发混合动力汽车，一些车型已经实现商业化。

目前，插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV），或称可外接充电式混合动力电动汽车，成为了HEV的一个发展方向。自20世纪90年代以来，国外一些大学等机构一直在进行插电式混合动力汽车的研究。1990年Andy Frank教授开始研制插电式混合动力汽车原型车，2001年美国能源部（Department of Energy，DOE）成立了插电式混合动力汽车国家工程中心。2007年1月美国通用汽车公司（GM）展示了插电式混合动力汽车原型样车雪佛兰Volt，如图1-5所示。2008年，DOE又宣布了一项插电式混合动力汽车技术的研发与示范计划，在不同地区开展车辆道路运行实验。2009年，美国总统奥巴马宣布投入24亿美元支持插电式混合动力汽车的研发与产业化。PHEV已经作为美国联邦政府新一代汽车合作计划（Partnership for a New Generation of Vehicles，PNGV）中实现车辆节能减排的重要技术途径之一。在我国，各大汽车公司也都对插电式混合动力汽车进行了原型样车的开发和技术储备，国家也推出政策大力支持PHEV的发展，2012年7月，《节能与新能源汽车发展规划（2011～2020年）》正式发布。在规划中提出，纯电动汽车和插电式混合动力汽车到2015年累计产销量达到50万辆。政府的汽车产业发展方向非常明确，大力发展纯电动汽车和插电式混合动力汽车。

插电式混合动力汽车是指可以使用电力网对动力电池进行充电的混合动力电动汽车，是在传统混合动力汽车基础上开发出来的一种新型新能源汽车。由于可外接充电，混合动力汽车可以更多地依赖动力电池驱动汽车，可以认为是一种由混合动力汽车向纯电动汽车发展的过渡型产品。相比于传统的内燃机汽车和常规混合动力汽车，PHEV的燃油经济性得到了进一步提高，二氧化碳和氮氧化物排放也更少。同时，小功率内燃机的配备使PHEV在电池电量低时可以使用内燃机继续行驶，这样就解决了纯电动车续航里程不足的难题。所以，在纯电动车车载动力电池技术未取得突破性进展前，PHEV是一种良好的过渡方案。

PHEV的特点：低噪声、低排放；介于纯电动和常规混合动力汽车之间，里程短时采用纯电动模式，里程长时采用以内燃机为主的混合动力模式；可在晚间低谷时使用外部电网对车载动力电池进行充电，不仅可以改善电厂发电机组效率问题，而且可以大大降低对石油的依赖，同时用电比燃油便宜，可以降低使用成本；动力电池荷电状态（State of Charge，SOC）必须在很大的范围内波动，属于深度充电深度放电，因此循环工作寿命比较短。总体来说，PHEV属于一种有较好发展前景的混合动力电动汽车，也是向最终的清洁能源汽车过渡的最佳方案之一。目前各大汽车厂商已相继推出插电式混合动力汽车车型或研发计划，在HEV之后，PHEV极有可能成为下一步的开发热点。

（2）纯电动汽车技术

纯电动汽车（Battery Electric Vehicle，BEV）的定义：以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。与传统汽车相比，纯电动汽车对环境的影响较小；与混合动力汽车相比，纯电动汽车以电作为能源，通过电机与动力电池组成动力系统，驱动整车行驶，而不使用传统的内燃机提供动力，这是其与混合动力汽车的最大不同。动力电池和电机作为纯电动汽车的关键部件，虽然当前电池技术尚未发展成熟，但纯电动汽车完美的排放特性使它的前景被广泛看好。图1-6展现的是日产（Nissan）Leaf车型，是目前销量最好的纯电动汽车，截至2014年1月，其在全球的销量已经超过10万辆。

纯电动汽车的优点：污染小，噪声低，纯电动汽车以清洁的电能作为能源，不会产生有害气体，也不会产生CO2等温室气体，也就是说，其基本可以实现“零排放”的特性，电机在工作过程中产生的噪声也远小于传统汽车内燃机的噪声；纯电动汽车更能适应城市工况，能源效率较高，在城市工况下，汽车的行驶平均速度较低，时常处于走走停停的状态，对于传统内燃机汽车来说，这种工况下发动机效率不高，燃油消耗较大，而纯电动汽车对这种情况的适应性较好，同时，电能的来源广泛，纯电动汽车对能源的利用效率也较高；纯电动汽车可以通过制动能量回收，回收部分能量；纯电动汽车相比于内燃机汽车结构简单，运转和传动部件少，使用维修方便，并且维修保养工作量小。

从纯电动汽车的特点来看，其具有的诸多优势使它具有广阔的应用前景。但是目前纯电动汽车技术并不成熟，主要问题在于动力电池技术尚不完善。此外，由于纯电动汽车完全以电能作为能源，其对动力电池的要求远远高于混合动力汽车，因此要使纯电动汽车的生产形成一定的规模，必须开发更为先进的动力电池。但是当前的动力电池成本较高，并且寿命较短，无法使纯电动汽车达到理想的续航里程。另外，其安全性等诸多问题也导致了纯电动汽车的应用无法实现大规模商业化，但纯电动汽车作为新能源汽车的一种，其发展潜能巨大，未来具有很大的发展空间。

（3）燃料电池汽车技术

燃料电池汽车（Fuel Cell Vehicle，FCV），顾名思义，是使用燃料电池作为能源的汽车。燃料电池的概念是1839年GR.Grove提出的，它是将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的发电装置。现代燃料电池技术的发展，应追溯到20世纪60年代的燃料电池——质子交换膜燃料电池的出现，该电池是由美国宇航局与GE公司合作开发的第一个现代意义上的燃料电池。燃料电池汽车就是利用燃料电池，将化学能转化为电能，通过电机进行驱动的汽车。燃料电池汽车最大的特点就是不经过燃烧过程，而是直接通过电池将化学能转化为电能。燃料电池所使用的燃料主要有氢、甲醇和汽油等，由于氢燃料电池零排放的特点，当前研究的重点主要是氢燃料电池。

燃料电池按电解质的不同可划分为质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC）、碱性燃料电池（Alkaline Fuel Cell，AFC）、磷酸燃料电池（Phosphoric Acid Fuel Cell，PAFC）、固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）、熔融碳酸盐燃料电池（Molten Carbonate Fuel Cell，MCFC）。各类型燃料电池特性如表1-1所示。

与传统的内燃机汽车和混合动力汽车相比，燃料电池汽车具有以下一系列优点。

①无污染。燃料电池汽车用氢能作为能量来源，整个生命周期几乎不产生CO2等温室气体。同时，燃料电池汽车还能够有效地减少传统内燃机汽车排放的SOx、NOx等有害气体。图1-7所示为燃料电池汽车与其他类型汽车温室气体排放比较。

②效率高。传统内燃机汽车通过燃烧将化学能转化为热能，最后转化为机械能。而燃料电池汽车直接将氢的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程，因而具有较高的能量转化效率。目前，火力发电和核电的效率为30％～40％，而燃料电池系统的燃料-电能转换效率为45％～60％。

③低噪声。与传统的内燃机汽车相比，在运行过程中燃料电池比发动机产生的噪声小，燃料电池汽车具有突出的低噪声的特点。

④燃料来源多样。燃料电池除了可以采用氢作为能源外，还可以采用甲醇、天然气等常见的燃料。

燃料电池汽车也存在一系列的缺点。

①氢作为燃料电池的主要燃料，其生产、储存、保管、运输和灌装都比较复杂，对安全性要求很高。

②对密封要求高，在多个单体燃料电池组合成为燃料电池组时，为了防止氢气泄漏，单体电池间的电极连接必须要有严格的密封。密封方面的严格要求，使燃料电池组的制造工艺与维修变得复杂。

③造价高，目前最有发展前途的质子交换膜燃料电池，需要用贵金属铂作为催化剂。另外，铂在反应过程中受CO的作用会失效。铂的使用与失效使质子交换膜燃料电池的造价很高。

④需要配备辅助电池系统，燃料电池可以持续发电，但不能充电，也不能进行制动能量回收。因此，通常还需要加装辅助电池来进行充电和回收制动时产生的能量。

目前，燃料电池汽车仍处于研究阶段，但世界上已经有20余家汽车公司共90多种车型的燃料电池汽车问世，国际大型整机厂也纷纷开始了燃料电池汽车的研究。其中具有代表性的厂商包括通用汽车、福特汽车、丰田汽车、本田汽车等。图1-8所示为丰田汽车公司开发的一款燃料电池汽车。另外，通用汽车公司开发的雪佛兰Equinox燃料电池汽车，使用压缩氢作为燃料，最高时速可达160km/h，续驶里程达320km，其性能已经和普通内燃机汽车相差无几。通用汽车公司开发的另一款氢燃料电池汽车Sequel，续驶里程高达482km，0～96.5km/h的加速时间仅为10s。

（4）氢动力汽车

氢动力汽车就是对现有的发动机加以改造，通过氢气（或其他辅助燃料）和空气的混合燃烧产生能量为汽车提供动力。与氢燃料电池汽车不同的是，氢动力汽车使用的是内燃机，而氢燃料电池汽车是电机，没有氢的燃烧过程。

由欧盟委员会发起并推广的氢燃料内燃机项目（Hy ICE），历经3年时间于2007年取得了一定的成功。其研发的氢燃料发动机的性能已经可以和传统内燃机相媲美。然而，由于氢燃料加注基础设施的限制，现阶段的氢动力汽车一般也设计为可以同时使用汽油。国外方面，2005年1月，宝马汽车公司首次向北美推出概念跑车H2R，该跑车采用液氢燃料，0～96km/h的加速时间仅需6s，其续驶里程高达350km。国内方面，2007年，长安汽车公司开发了国内第一台高效零排放的氢内燃机，并在2008年北京车展上展出了自主研发的中国首款氢动力概念跑车“氢程”。

氢动力汽车除了具备氢燃料电池汽车无污染、低排放等优点外，还具有以下优势。

①氢燃烧性能好。氢的热值是现阶段除了核燃料外所有燃料中最高的，其热值为142.351kJ/kg，大约为汽油热值的3倍。另外，氢还具有点燃快，燃烧性能好，与空气混合具有可燃范围广等突出优点。

②对氢气纯度要求较低。氢动力汽车对氢气纯度要求较低，甚至还可以兼容汽油、柴油等燃料。而现阶段的氢燃料电池汽车一般要达到99.9％以上的氢气纯度。

③技术相对成熟。氢动力汽车中采用的内燃机基于传统汽车内燃机而开发。由于内燃机的发展已经具有超过100年的历史，目前其相关的技术已相对成熟，具有良好的稳定性和较长的寿命。

但是，氢动力汽车仍然存在以下缺点。

①能量转化效率相对较低。虽然氢动力汽车的能量转化效率要高于传统内燃机汽车。但是，氢动力汽车仍然是通过燃烧产生的热能进而转化为机械能，与燃料电池直接将化学能转化为电能相比，其能量转化效率相对较低。

②具有传统内燃机汽车的缺点。氢动力汽车是基于传统内燃机汽车开发的，因此也存在传统内燃机汽车动力系统复杂、噪声大等缺点。同时与采用电机驱动的车辆相比，其操控性能也相对较差。

（5）醇、醚和生物燃料汽车

除了上述新能源汽车外，目前还有以醇、醚和生物燃料为代表的其他有机燃料作为能源的新型汽车。

醇类燃料泛指甲醇（CH3OH）和乙醇（C2H5OH），都属于含氧燃料。醇类燃料既可以直接作为发动机燃料，也可与汽油或柴油配制成混合燃料。与汽油相比，醇类燃料具有较高的输出效率，能耗量折合油耗量较低，排放有害气体少，属清洁能源。甲醇主要从煤和石油中提炼，规模化生产后可降低成本。其缺点在于：产量偏低，成本偏高；具有毒性，泄漏后危害较大；有较强的腐蚀性，对管线的损伤较大。乙醇多由发酵法生产，成本较低。目前国外较多使用醇类与汽油或柴油掺混组成的复合燃料。比例控制在5％～15％以下时，可以避免对发动机结构的改造，这种比例的燃料在市场上已经推广。更大比例掺混燃料目前仍处于研究探索阶段。当汽油价格较高时，燃料乙醇具有明显的成本优势。然而，大规模使用燃料乙醇会导致玉米、甘蔗等农作物供不应求、价格上升。随着技术的进步，醇类燃料将有很大的发展使用空间。

使用醚类作为能源的汽车主要指采用燃料二甲醚（CH3OCH3）发动机的汽车。二甲醚是一种惰性非腐蚀性有机物，是优良的冷冻剂和燃料的替代品，二甲醚在常温、常压下为无色易燃气体。较高的十六烷值让二甲醚与柴油有相当的性能和热效率。其能量密度大，不会占用过多的体积，使用和存储较为方便。在发动机燃烧时不会产生炭烟，相比柴油，发动机燃烧二甲醚燃料的体积是柴油体积的2倍。如果要复原柴油机的动力，则需改造燃油供给系统。但是其生产工艺不适合大规模生产，成本偏高。

生物柴油是指利用植物油和动物脂肪等可再生资源与甲醇进行酯交换而形成的长链脂肪酸甲酯混合物。目前使用的“清洁柴油”是生物柴油与普通（石油）柴油不同比例的混合燃料。通常采用生物柴油的体积分数Bx来标称这两种物质的比例，目前主要采用的是B20混合柴油（即20％的生物柴油+80％的普通柴油）。生物柴油作为汽车燃料具有可再生性、环境友好性和优良的可替代性等突出优势。但是生物柴油也有一系列的缺点：挥发性低，易造成燃烧不完全、冷车不易启动、点火延迟等问题；燃烧残留物呈微酸性，对气缸有一定的腐蚀作用；安定性差，含双键的生物柴油在空气中容易氧化变质；对橡胶零件有害，含有微量甲醇与甘油的生物柴油会降解与它接触的橡胶零件。

新能源汽车具有上述多种类型。但当前技术条件下，混合动力汽车无疑是最具发展前景的一种。同时，近年来，随着混合动力汽车关键技术的不断更新，以及混合动力汽车新车型的不断推出，混合动力汽车市场已经逐渐成熟。混合动力汽车凭借着其自身的优点，受到了汽车行业的重视，同时也经受了市场的考验。这些均使混合动力汽车成为了当前新能源汽车中最为突出且极为重要的一种。

1.2.2　新能源汽车的历史

从新能源汽车的定义上看，电动汽车是新能源汽车的一种。新能源汽车的种类从最初的纯电动汽车发展到今天多种类型的新能源汽车，经历了漫长的过程。在世界汽车发展史上，电动汽车的发明比内燃机汽车还要早。新能源汽车的发展主要经历了以下几个阶段。

（1）19世纪30年代到50年代——电动汽车的崛起

事实上，电动汽车的历史比内燃机汽车要长。历史上用于车辆的电机的出现甚至比奥托循环发动机（柴油机）和奔驰发动机（汽油机）还要早。早在1835年，荷兰的Sibrandus Stratingh教授就设计了第一款小型电动车。但更具实用价值的电动车是由美国人托马斯·达文波特和苏格兰人罗伯特·戴维森在1842年研制的，他们首次使用的是不可充电电池。

（2）19世纪60年代到20世纪20年代——电动汽车的发展

随着电池性能、容量等关键技术方面的不断进步，法国发明家Gustave Trouve在1881年巴黎举行的国际电力博览会上演示了三轮电动车。紧接着在1884年，托马斯·帕克将电动车实现量产。之后，美国费城电车公司于1897年研制的纽约电动出租车实现了电动车的商用化。20世纪初，安东尼电气、贝克、底特律电气、爱迪生、Studebaker和其他公司相继推出电动汽车，电动汽车的销量全面超越汽油动力汽车。在当时的汽车消费市场上，电动汽车具有无气味、振动小、无噪声、不用换挡和价格低廉等一系列内燃机驱动的车辆所不具备的优势。因此，电动汽车在当时的汽车发展中占据着重要位置。据统计，到1890年，在全世界4200辆汽车中，有38％为电动汽车，40％为蒸汽车，22％为内燃机汽车。

（3）20世纪20年代到20世纪末——电动汽车停滞期

随着石油的大量开采和内燃机技术的不断提高，在1920年之后，与内燃机汽车相比，电动汽车逐渐地失去了其竞争优势。相应地，汽车市场也逐步被内燃机驱动的汽车所取代。电动汽车逐渐退居到有轨电车、无轨电车以及高尔夫球场电瓶车、铲车电瓶车等领域。电动车的发展从此开始停滞了大半个世纪。之后，随着全球石油资源的不断开发和利用，以及内燃机驱动汽车技术的不断成熟，电动汽车渐渐淡出了人们的视线。与电动汽车相关的包括电驱动、电池材料、动力电池组、电池管理等关键技术也进入了停滞状态。

（4）20世纪末到今天——电动汽车的复苏及创新期

20世纪末，随着全球石油资源的日益减少、环境问题的日趋严重，在节能环保车辆的需求越来越迫切的大环境下，人们重新认识到了电动汽车的重要性。到了20世纪90年代，各个主要的汽车生产商开始关注电动汽车的未来发展，并且开始不断投入资金和技术到电动车领域。新能源汽车的概念应运而生，在日趋激烈的竞争中，新能源汽车的类型不断丰富起来。1990年1月，通用汽车公司向全球推出Impact纯电动轿车。紧接着，1992年福特汽车公司推出了使用钙硫电池的Ecostar。之后，丰田汽车公司于1996年推出了使用镍氢电池的RAV4LEV，法国雷诺汽车公司于1996年推出了Clio。而后来丰田汽车公司于1997年推出的Prius混合动力汽车（图1-4）和本田汽车公司于1999年发布、销售的混合动力Insight（图1-9），如今已经成为新能源汽车中的畅销车型。

成立于2003年特斯拉汽车公司（Tesla Motors）是一家生产和销售电动汽车以及零件的公司。目前，该公司生产的几大车型包含Tesla Roadster、Tesla Model S和Tesla Model X，其中于2006年推出的Roadster跑车0～60mile/h加速只要3.9s，每次充电可行驶400km。图1-10所示为特斯拉的Roadster跑车。

1.2.3　新能源汽车的现状

随着全球能源和环境问题的不断突显，汽车作为石油消耗和二氧化碳排放的大户，需要进行革命性的变革，发展新能源汽车已经成为世界各国的共识，我国更是将其列入七大战略性新兴产业之中。中央政府对其陆续出台了各种扶持培育政策，为新能源汽车的发展营造良好的政策环境。目前，我国新能源汽车市场规模正在不断扩大，新能源汽车凭借其在节能与环保方面的优势，逐渐成为各大汽车公司研究与开发的热点。

（1）全球新能源汽车现状

世界上主要汽车生产国在新能源汽车发展战略上均有不同的发展方向。

欧盟的新能源汽车发展战略核心是清洁柴油车，其消费市场中柴油车份额的不断增加也充分表现了这一点，如图1-11、图1-12所示，但是近年来，柴油车在欧洲的销量及其占有的市场份额却呈现减少趋势，主要是因为随着欧洲汽车尾气排放法规的加严，欧洲主要车企开始试水混合动力汽车市场。有数据显示，截至2011年底，欧洲混合动力汽车累计销量超过45万辆；2013年欧洲市场上新增混合动力汽车214237辆，在2012年149814辆的基础上，同比增长43％。可见，混合动力汽车在欧洲市场显现出了良好的发展态势。

美国作为全球最大的汽车市场之一，同时还是极力鼓励发展电动汽车的主要国家之一。世界上主要国家2011年纯电动汽车销量如图1-13所示，其中，2011年美国纯电动汽车销量为2万辆，位居全球第一。美国也是全球混合动力汽车最成熟和最大的市场之一。为了降低石油依赖、确保能源安全，美国政府提出到2015年实现100万辆插电式混合动力汽车上路的目标（已实现），并出台了一系列扶持和激励政策：在个人消费领域，美国联邦政府可为购买电动车的消费者减免7500美元的赋税，同时地方政府也都有配套的免税措施，如加利福尼亚州政府在联邦政府的基础上再补贴5000美元。这样，一辆电动汽车的售价实际上并没有比同型号的传统汽车高很多，而车辆的使用成本又比传统汽车低很多。

美国还是全球混合动力商业化最早的市场之一。2001年，丰田普锐斯混合动力汽车第一代开始在美国销售；2003年被第二代车型取代；2009年又被第三代车型取代；2010年，普锐斯在美国销量达到14万辆，占当年该混合动力汽车销量总量27万辆的一半以上；2011年7月普锐斯混合动力汽车在美国累计销售103万辆，超过所有混合动力汽车总销量的一半；2013年美国最畅销的混合动力汽车依然是丰田普锐斯系列，销量为218508辆；截至2014年，丰田在美国的销量累计已经达到237万辆。丰田旗下的其他混合动力汽车也在美国实现畅销，譬如雷克萨斯混合动力汽车，累计在美国销售有5款车型。其中，雷克萨斯RX400h于2005年开始在美国销售，之后分别在2006年、2007年、2009年和2011年引入了GS450h、LS600h L、HS250h、CT200h车型。从趋势上看，混合动力雷克萨斯车型向低端方向发展。截至2014年2月，雷克萨斯销量已经飙升到188559辆。混合动力版凯美瑞2006年开始在美国销售，2007年销量达到5.4万辆，截至2011年7月总计销售17.5万辆。另外，美国的本土车企，譬如通用汽车公司，近年来也在大力发展混合动力汽车，截至2013年2月，通用汽车公司生产的混合动力汽车全球累计销量已经突破320万辆。

日本的新能源汽车发展战略核心是混合动力汽车，其在锂电池和混合动力汽车领域，无论从技术还是产量方面，都是全球的领导者。将汽车和锂电池结合起来一直是日本企业的努力方向。据不完全统计，当前国际混合动力汽车市场累计销量已经突破1000万辆。其中，仅丰田一家公司在全球各地的销量累计，已经超过700万辆。图1-14为丰田公司2000年至2014年混合动力汽车的销量变化。可以看出，丰田混合动力汽车销量以每年100万辆左右的速度增长，截至2014年年底已突破700万辆，其中约50％为普锐斯车型。另外，截至2012年9月，日本本田汽车公司生产的混合动力汽车，在全球各地销售累计也超过100万辆。

全球范围来看，近年来日系车企市场份额不断增加，日本在混合动力领域处于领先地位；美国则是混合动力与燃料电池技术并重，但是由于燃料电池成本过高，目前各厂商正纷纷倾向于开发混合动力汽车。欧洲各车企由于柴油机技术水平较高，一直以来偏重于采取清洁柴油技术及柴油混合动力技术；但其在将清洁燃油战略推广到全球时遭遇阻力，效果不甚理想，虽然在燃料电池领域的技术积累丰富，但同样受制于高昂成本，短期内燃料电池汽车量产可能性不大。

（2）我国新能源汽车现状

我国新能源汽车起步于21世纪初。“十五”和“十一五”规划期间，国家先后制定了多项新能源汽车发展规划。其中，2001年，我国启动“863”电动汽车重大专项计划，使新能源汽车的研发投入大大增加；而且科技部在“十五”期间投资9.5亿元人民币，组织实施国家“863”电动汽车专项计划，还包括国家科技攻关计划“清洁汽车关键技术研究与示范应用”专项。涉及的电动汽车包括三类：纯电动汽车、混合动力汽车以及燃料电池电动汽车。将这三类电动汽车称为“三纵”；而把电池（燃料电池和动力蓄电池）及超级电容技术、动力总成控制（电机、电机传动和发动机）及共性技术（新材料、新部件、共性技术和基础设施相关技术）称为“三横”，建立“三纵三横”的开发布局，如图1-15所示。

在“863”等国家项目的大力支持下，国家先后投入多达20亿元的研发经费到200多家相关企业、大专院校和科研院所。2010年10月，国务院正式发布了《关于加快培育发展战略性新兴产业的决定》，重点培育发展战略性新兴产业之一的新能源汽车产业，将重点突破动力电池、驱动电机和电子控制领域的关键核心技术，推进新能源汽车（如插电式混合动力汽车和纯电动汽车）的推广应用和产业化。而国家的此项重大决定标志着发展新能源汽车已上升到国家战略层次。为响应国家号召，各地此后均出台地方性新能源汽车产能规划，如表1-2所示。

根据中国汽车工业协会《节能与新能源汽车规划》的构想：2011～2015年，是节能与新能源汽车产业的培育期；2016～2020年为发展期，届时我国节能与新能源汽车整体技术将达到国际先进水平，产业规模位居世界前列。在国家产业政策及财政补贴政策的鼓励下，到2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量达到50万辆以上，并实现新能源汽车销量占乘用车销售总量的5％左右的规划目标（目标已实现）；到2020年累计产销节能与新能源汽车超过500万辆。伴随“十城千辆”示范项目的实施，节能与新能源汽车产业在我国出现了快速上升的势头。国内各大车企均相继提出其产能规划，如表1-3所示。