新能源汽车动力电池实训报告

2023年11月19日发(作者：二手别克商务车)

新能源汽车动力电池实训报告

近几年石油的消耗量不断增加，而地球上的原油总量却是固定

的。专家预计到了2050年世界石油将会用尽，那是一切以石油为能

源的工具都将无法使用，只里面就包含汽车。所以，新能源汽车就成

了人类的不二选择。

一、分类

（一）、混合动力汽车

混合动力是指那些采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来

改善低速动力输出和燃油消耗的车型。按照燃料种类的不同，主要又

可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。混合动力汽车的优点在

于需要大功率燃机功率不足时，由电池来补充；负荷少时，富余的功

率可发电给电池充电，由于燃机可持续工作，电池又可以不断得到充

电，故其行程和普通汽车一样。而且其技术含量与其他种类的新能源

汽车相比相对较低，所以混合动力汽车是目前较为常见的混合动力汽

车类型。但他也有很明显的缺点:长距离高速行驶基本不能省油。这

也注定它会逐渐被淘汰。

（二）、纯电动汽车

电动汽车顾名思义就是主要采用电力驱动的汽车，大部分车辆直

接采用电机驱动，有一部分车辆把电动机装在发动机舱，也有一部分

直接以车轮作为四台电动机的转子。电动汽车的优点就是完全不消耗

化石燃料，且现在电动机技术也日趋成熟，所以电动汽车现在也很成

熟。但电动汽车的弊端在于电力储存技术和电池使用寿命，而且电动

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车无法快速加速也是一个不可忽略的问题。

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.

（三）、燃料电池汽车

燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料，通过化学反应产生电

流，依靠电机驱动的汽车。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燃

机要高2～3倍，因此从能源的利用和环境保护方面，燃料电池汽车

是一种理想的车辆。尤其是氢气燃料电池汽车，反应产物只有水，堪

称最清洁能源。但是气体的储存技术现在还不够成熟，尤其是极易爆

炸的氢气，更是需要小心储存。所以现在这类汽车还很少见。但燃料

电池汽车无疑是前景最客观的新能源汽车种类之一。

（四）、生物乙醇汽车

顾名思义，生物乙醇汽车就是以乙醇为燃料的汽车。生物乙醇燃

料的显著优点就是反应产物无污染，且易于获取。但其弊端就在于成

本——乙醇的成本较汽油高了很多，这也就导致生物乙醇汽车无法普

及。

（五）、太阳能汽车

太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。相比传统热机驱动的

汽车，太阳能汽车是真正的零排放。正因为其环保的特点，太阳能汽

车被诸多所提倡，太阳能汽车产业的发展也日益蓬勃，太阳能汽车也

必将在未来大放光彩。目前太阳能汽车普及的最大障碍就是太阳能电

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池板的效率问题，如何在光照面积有限的情况下收集到足够汽车行驶

的光能决定着太阳能汽车的未来。由于太阳能汽车技术难度过大，只

有少数世界大汽车集团对此有兴趣，目前研发太阳能汽车的组织主要

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.还是世界著名大学以及一些科学爱好者。

二、各国政策与发展速度

（一）、中国

中国在新能源汽车方面起步较晚，所以采取了很多优惠政策来鼓

励新能源汽车发展。除了向研发单位给予大量资金技术和人员支持

外，中国政府对新能源汽车的普及也下了大力气，从大量建设新能源

汽车能量补给站之外，还对新能源汽车的交易实行免购车税的政策，

这些政策都大大的促进了中国新能源汽车产业的发展。

在政府的支持下，中国的新能源汽车产业蓬勃发展，以一汽，东

风，上汽为首的中国汽车公司或独立开发，或与国外企业合作，纷纷

在新能源汽车领域取得成就。中国在新能源汽车方面虽起步晚，但这

几年也不断缩小了与国外汽车企业之间的差距，迈入世界先进行列。

（二）、美国

早在1993年，美国总统克林顿批准了一个《总体技术措施计划》，

计划在2003年把美国的汽车油耗降低1/3，从那时起，美国就开始

研究新能源汽车。在那之后，美国向新能源汽车领域投入了大量资金，

以支持新能源汽车发展。同时，美国也通过规定汽车和卡车平均燃油

效率（从目前的每加仑25英里提高到2015年的每加仑31.6英里），

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购车税收回扣以及抓紧建设充电站的基础设施来鼓励民众购买新能

源汽车。美国三大汽车厂商福特、通用和克莱斯勒都推出了新能源汽

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.车，其用旗下品牌雪佛兰更是推出了一款纯电动车。起步早，

人才多，再加上政府资金支持，美国成为了现在世界上新能源汽车领

域的领头羊。

（三）、日本

早在1965年，日本就开始研究电动车了。1971年，日本多次向

新能源领域投入总共数百亿日元。开发时间早决定了日本在新能源汽

车领域的领先地位，日本也被认为是在新能源汽车领域唯一能和美国

媲美的。日本在新能源汽车的普及方面做的也毫不逊色。2009年4

月1日，日本开始实施“绿色税制”，其适用对象包括纯电动汽车、

混合动力车、清洁柴油车、天然气车以及获得认定的低排放且燃油消

耗量低的车辆。前三类车被日本政府定义为“下一代汽车”，购买这

类车可享受免除多种税负优惠。

（四）、欧盟

欧盟地区新能源汽车技术当以德法英意四国为最。这四国政府在

发展新能源汽车技术方面，无非也是大量的投入金钱并培养相关方面

的人才。但在新能源汽车的普及上，欧盟远非世界上其他和地区能比。

欧盟堪称是世界上最注重环保和清洁的地区，欧盟各国政府在普及新

能源汽车上也花了大力气，从和各国环保组织建立友好合作关系到从

小教育新能源汽车好处，再到各项法律法规（包括汽车尾气排放规定

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以及政府公车全部换成新能源汽车的规定），这些措施促使欧洲成为

新能源汽车最普及的地区。

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.（五）、其他和地区

世界上其他和地区不像上述四个有极大地人力、物力和财力，所

以这些在新能源汽车的技术研发上要落后于这四个和地区。但他们在

新能源汽车的普及上做的很令人刮目相看，其中最值得一提的就是韩

国与巴西。韩国向新能源汽车销售行业投入大量资金为购买者提供优

惠，以此换来了新能源汽车的普及。而巴西依靠其地理位置与环境特

殊。大量制造生物乙醇，所以在生物乙醇汽车或是汽油乙醇混合动力

汽车随处可见。

三、各大汽车厂商研发与投放市场情况

（一）、一汽

一汽在新能源汽车发面现已掌握国领先的技术，并以设计出两种

车型——奔腾插电式混合动力轿车和奔腾纯电动轿车。2011年8月

22日，一汽首批新能源汽车下线。目前，一汽生产线生产能力为年

产新能源汽车10000辆。中国一汽将新能源汽车的商品化分为两个阶

段：第一阶段，到“十二五”中期，结合新能源汽车私人购车试点、

十城千辆等鼓励政策，加快纯电动、插电式、深度混合动力技术的用

户使用试验，推进商品化进程。建立一汽新能源汽车技术平台和核心

零部件供应商体系，建立关键技术标准体系，掌握关键总成、部件的

制造技术。第二阶段，到“十二五”末期，按照商品化模式，建立起

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适应新能源汽车生产、销售 页脚

.及售后服务的运营体系，使新能源汽车在性能价格上，具备与

跨国公司同类产品竞争的实力，形成覆盖从A 00级到C级的新能源

汽车商品体系。而太阳能汽车一汽还没有大规模研发。

（二）、东风汽车集团

东非汽车目前掌握的新能源汽车技术水平也是国领先。早在2010

年11月5日，第二十五届世界电动车大会暨展览会上，东风集团就

有十款新能源车亮相展览会，其中的东风裕隆纳智捷更是号称“世界

第一部智慧电动概念车”，起技术水平可想而知。为了追赶国际汽车

企业，未来5年东风汽车公司将陆续投入30亿元专项资金，用于节

能与新能源汽车的产品技术开发和产业化建设。东风汽车宣布，至

2015年，东风汽车中重混合动力汽车保有量达到10万辆，并形成5

万辆纯电动汽车的产销规模，节能与新能源汽车的产销量占东风品牌

乘用车的20%。到2020年，东风新能源汽车市场保有量达到80万辆。

东风也没有插足太阳能汽车产业。

（三）、上海汽车集团

作为中国综合实力最强的汽车公司，上海汽车集团在新能源汽车

上的成就堪称国第一。在2011年上海国际车展，上海汽车一举展出

了其自主研发的五款新能源汽车以及一系列新能源零部件；在第十一

届必比登挑战赛（全球规模最大、页脚

.水平最高的清洁、环保、节能汽车技术的比赛）上，上海汽车

集团总分位列第三，仅次于丰田和奥迪。上海汽车的技术实力由此可

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见。在下一个五年发展期，上汽将推动新能源产业化，第一个阶段性

的突破目标已经完成，经过公测荣威750中混新能源车型的节油效果

达到20%以上，纳入了“25城千车”计划的围，并可获得每辆车3.2

万元的补贴，第二个阶段性的突破目标，是在明年10月份正式上市

上海汽车纯电动汽车，与此同时，上海汽车研发近五年的首款强混插

电式新能源车也将正式推出。目前，上汽联合通用开发动力总成，并

在全球共享知识产权；与宝钢签署“汽车用钢轻量化战略合作框架协

议”在汽车轻量化领域开展技术合作；与航天合资组建电动系统公司，

开拓新能源汽车电机及控制系统等。同样，在新能源汽车的核心技术

上，上汽与美国A123公司合作，建立了捷新公司研发电池系统；电

机方面，上汽与博世及林泉等知名企业已展开了积极合作。此外，上

汽集团在上海世博会上展出了概念车“叶子”， “叶子”概念车以

电能为主要动力来源，运用自然能源转换技术，包括光电转换、风电

转换、二氧化碳吸附和转换。上汽在太阳能汽车上的成就由此可见。

（四）、吉利汽车

吉利汽车集团是中国十大汽车集团之一，在其收购了沃尔沃之后

吉利更是如日中天，扬名海外。在2011年上海新能源汽车展，吉利

汽车展出了基于熊猫平台打造的纯电动车型和基于帝豪平台打造的

插电式混合动力车型，并表示这两种车型2012年就会上市。至于太

阳能汽车，吉利在2010年就推出了其首款太阳能汽车——IG。这辆

太阳能汽车成本仅有一万元，长度也仅有三米，技术含量还 页脚

.不高，只是吉利的一次尝试，没有什么太高的技术水平。

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（五）、奇瑞汽车

在的支持下，奇瑞汽车首款电动汽车S18已经下线，最快年底就

能上市。S18已经属于国较为成熟的电动车，据奇瑞公司提供的资料，

S18电动汽车搭载了336V 40Kw电驱动系统，采用40Ah磷酸铁锂电

池。最高车速可以达到每小时120公里，一次充电续驶里程可以达到

每小时120公里～150公里。S18采用插入式充电系统，可在220V民

用电源上进行充电，充电时间一般为4～6小时。快速充电模式下半

个小时可充满80%电池电量。此外，奇瑞首款高速纯电动汽车瑞麒

M1-EV将于11月5日在正式上市。在氢动力汽车方面，早在2009年

7月，奇瑞副总裁袁涛就表示奇瑞将力争在3年推出氢能源车，今年

就是其约定的最后一年，相信奇瑞一定会给汽车行业一个惊喜。

（六）、比亚迪汽车

比亚迪目前已有包括E6在的数款电动汽车上市，且销量很好，

但这多半是由于价格低廉，其技术含量其实仅是国先进。至于太阳能

汽车方面，比亚迪确实推出了一款安有太阳能电池板的汽车，但这款

车主要还是靠充电，仅在开车时少量吸收和利用太阳能，并不是真正

意义上的“太阳能汽车”。比亚迪刚刚完成大裁员，进入“三年调整

时期”，在此期间其科研能力也受到影响，几年恐怕难以在新能源汽

车领域有所作为。

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.（七）、美国通用

作为世界最大的汽车公司，通用汽车公司在新能源汽车上的决心

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与投入都很大。目前，通用在电动车上的成就已是世界顶尖水平，而

且已经在氢动力汽车上取得了一定成就。2011年1月的底特律车展

上，美国通用汽车公司首席执行官丹·阿克尔森曾高调宣称，希望通

用汽车能研制出纯电动汽车，以使该公司在雪佛兰沃蓝达混合动力车

之外拥有更多节能概念车系。同年8月通用公司宣布将在2013年开

售纯电动的雪佛兰斯帕可概念车系。通用汽车虽没有涉足太阳能汽车

产业，但他们用另一种方式利用太阳能——通用公司建设了大量太阳

能停车场，利用停车场顶棚吸收的太阳能来给电动汽车充电。

（八）、美国福特

作为不弱与通用的世界级汽车公司，福特在新能源汽车上的成果

同样惊人。福特早在2005年就推出了混合动力型汽车“福特翼虎”，

并迅速占领市场。2011年11月，另一款纯电动车“福克斯纯电动版”

也开始发售。福特宣布：到2012年，福特北美的电动车产量将比目

前产量提升两倍，超过十万台，而今年上市的C-MAX混合动力车和

C-MAX Energi插电式混合动力车是完成这一计划的主要推动车型。

此外，福特自2007年就开始研发氢动力燃机，目前已推出几个车型，

其中福特插电式燃料电池混合动力概念车Edge采用氢燃料电池与锂

离子电池驱动车辆，在短距离行驶中使用电力，远距离行驶时才使用

氢气，用5分钟充入氢气可使车辆行驶320至480公里；另一种为纯

氢动力汽车E—450，此车型目前只投放了30辆左右，在美国和加拿

大作行驶，并时刻受到福特公司的关注。此外，美国福特汽车公司日

前与Sunpower太阳能公司合作，研发利用太阳能驱动 页脚

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.电动汽车。

（九）、美国克莱斯勒

作为世界第三大汽车公司，克莱斯勒在新能源汽车的技术研发上

出手也很早。早在2000年，克莱斯勒就就成立了全球电动汽车公司，

目前该公司已成长为全球低速电动汽车行业领跑者，这也为克莱斯勒

全面进军电动车领域打下坚实的基础。克莱斯勒在与菲亚特结成联盟

后发布的未来5年规划中提出，将在未来动力传动系统上进行毫不妥

协的改进，其中包括一个渐进的车辆电气化策略。目前，克莱斯勒已

有两款电动车产品列入批量上市计划。值得一提的是克莱斯勒公司的

GEMe4电动车成为2009年意大利G8峰会首脑参会用车。在氢动力汽

车上，克莱斯勒早在2008年就在北美车展上展出了其首款氢动力汽

车——EcoVoyager概念车。

（十）、日本丰田

身为日本第一大汽车集团，丰田掌握日本最先进的新能源汽车技

术。目前世界混合动力车市场，丰田集团所占份额最大，所以丰田在

市场方面主打“混合动力”牌，但其在氢动力以及纯电动车上的技术

实力也非同小可。当今世界氢燃料电池技术“三巨头”中丰田就占有

一席（另外两家为通用和奔驰），可见丰田在氢动力汽车上的实力。

2010年，丰田公司表示由于燃料电池成本下降了百分之九十，加上

其技术突破，丰田将于2015年推出其首款氢动力汽车，售价仅五万

美元。丰田还是世界上极少数对太阳能汽车感兴趣的大集团之一。丰

田早在20世 页脚

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.纪九十年代就研制出了太阳能赛车，最近还有媒体报道丰田汽

车公司正在研制一种单靠太阳能作动力的汽车。

（十一）、日本本田

本田目前的新能源汽车技术水平要略差与世界顶尖汽车企业有

所差距。本田的电动车主要还是电动自行车和电动摩托车，在电动汽

车方面还没有较为成型的产品。在氢动力汽车上，本田公司投入重金，

成功推出世界上首辆商品化氢动力车——FCX。本田对太阳能的研究，

近体现在其再太阳能电池板上的成就，并将其应用于建设电动汽车太

阳能充电站（见于上文美国通用公司），并未研究太阳能汽车。

（十二）、德国大众

德国大众是德国乃至欧洲最大的汽车集团。大众汽车在对外发布

该公司在新能源汽车方面的战略项计划，大众计划在2012年混合动

力版捷达，并随后在2013年推出全电动版的高尔夫或者UP城市车。

大众汽车首席执行官马丁文德恩表示，力争到2018年之前，大众新

能源车型的销量能够占到该公司全球销量的份额的3%。大众的氢动

力汽车主要在中国（上海大众）研发，继2004年大众公司发布了氢

动力途安车型之后，大众的工程师们又将他们的氢燃料电池技术应用

到了大众的新款城市紧凑型SUV——Tiguan的身上。

（十三）、法国标致

作为法国汽车巨头，标致的电动汽车技术极为成熟，甚至可以说

是欧洲第一。 页脚

.目前世界上最先进的纯电动车，有着“梦幻中的电动跑车”之

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称的EX1就是标致公司出品的。至于氢动力汽车，标致集团自2006

年以来一直致力于开发下一代燃料电池汽车，标致雪铁龙集团2009

年12月8号在法国里昂的发布会上推出了基于标致307CC的燃料电

池汽车,用于展示“未来氢能源”的环保技术理念。在上海世博会上，

标致还展出了其自主研发的太阳能汽车。该车广受好评，被称为最具

未来派色彩的太阳能概念车。

四、各大高校及研究机构研究成果

（一）、清华大学

作为中国工科龙头老大，清华大学对于新能源汽车自然非常重

视。清华大学配有电动汽车实验室，并配有专业研究人员，专门研究

电动汽车问题。同时，清华大学还与江特电机、中英华科等企业合作

研发，与黑豹、祥龙和齐鲁客车等厂家合作生产电动车，力求将成果

用于生产。同时通过多年努力，清华大学已经突破了部分氢动力汽车

核心技术，并自主设计并制造了几辆氢动力客车。至于太阳能汽车，

清华大学的研发还仅限于初级阶段，设计出的几辆太阳能汽车还有包

括能量转换率低、外形不美观和功率和速度不高等不足。

（二）、大学

在2011年全国大学排行榜中，浙大力压北大清华位列榜首，从

中可见浙大科研实力之惊人。早在2006年。大学就与001集团合作

研发出了节能自发电电 页脚

.动自行车，并在2010年投入生产。而在电动汽车发面，大学与

众泰集团已于2011年签署协议，合作研发电动汽车。在氢动力汽车

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发面，大学分别用（MmCaCu）（NiA1）5增压型贮氢合金、MINi4.5 Mn0.5

合金分别开发了两种氢气固定装置。此外，在2008年大学就已经与

001集团合作研发出了一台太阳能汽车，并将之在第29届中国国际

自行车电动车展上展出。

（三）、上海交通大学

在传统的电动车上，上海交大取得了国领先的成就。2011年，

上海交大与上海紫竹新兴产业技术研究院合作研发出了国领先的电

动大巴车，其驱动系统不仅体积小、重量轻，而且变速与电驱一体化

集成，取代了传统变速箱，系统解决了目前国电动类公交车动力系统

遭遇的一些“瓶颈”，其动力性能、节油性能和排放性能均能达到国

领先水平。在氢动力汽车上，上海交大主要成就在于氢储存技术。大

学津洋,王新华,鹏飞,永志等人联合巨化集团公司工程有限公司和斯

林达安科新技术有限公司共同完成了“70MPa高压气态储氢系统关键

技术及应用”，为电动汽车用储氢瓶设计提供了新的标准，已经为

2010年上海世博会的燃料电池电动汽车提供了产品，并安全运行至

今，且该成就获得2010年教育部科技进步一等奖。至于太阳能汽车，

上海交大未取得重要突破，但为了鼓励学生攻克太阳能汽车相关技术

难题，上海交大举办“创新杯“太阳能车设计赛，吸引大量学生设计

太阳能汽车。

（四）、麻省理工学院

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.作为世界第一工学大学，麻省理工在新能源汽车上的成就堪称

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巨大。麻省理工不仅突破了一系列技术难题，还成功出品了一系列电

动车型和零件，如城市电动车以及能折叠的电动车。而且麻省理工在

太阳能汽车上的成就也很不凡。麻省理工在太阳能电池上取得了一系

列成就，包括太阳能吸收薄膜以及不怕折叠的太阳能电池，此外该校

还自主设计并制造了一台太阳能汽车，其时速能达90英里每小时，

堪称世界先进。

（五）、斯坦福大学

斯坦福大学早在几年前就已经设计出了经济适用电动车，并将之

推向市场。目前，斯坦福大学极富创意的正在研究电动车专用高速公

路，以实现电动车“边行驶边充电”的梦想。此外，目前斯坦福大学

教授，著名未来学家保罗·萨福正在研制名为M—400的氢动力汽车，

并已经取得一定成就。斯坦福大学在太阳能汽车上的成就同样很高—

—在2011年世界太阳能汽车挑战赛上，斯坦福大学的Xenith一举夺

魁，同时打破太阳能汽车速度记录，成为世界上速度最快的太阳能汽

车。

五、新能源汽车关键技术及发展现状

混合动力汽车堪称是最易实现的新能源汽车，所以目前人们在混

合动力汽车方面取得的成就是最大的，混合动力车也是最普及的，比

如在中国，很多车辆都开始使用乙醇汽油作为燃料。但目前大多数混

合动力汽车都以汽油或柴油作为一 页脚

.种燃料，说明混合动力汽车只是减缓了化石燃料的消耗，并不

能完全停止使用化石能源，所以混和动力汽车虽然已普及并几乎不存

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在较大技术难题，但其还是要逐渐被淘汰。

电动汽车也是目前较为成熟的新能源车种，但其目前仍有几个技

术难题需要攻克。例如电池技术——充电电池是有一定寿命的，且一

定体积的充电电池能储存的电能也是有限的，所以长寿命且储能高、

充电快的充电电池是电动汽车普及的关键。此外，电动汽车消耗的是

电能，故怎样获得廉价且清洁的电能就成为一个问题，好在目前已有

机构开始研究太阳能电动车充电站（利用充电站顶棚吸收太阳能来为

电动车充电）以及电动车专用公路（能吸收太阳能并给正在行驶中的

电动车充电的电动车专用公路）。最后一个难题就是电动机的输出问

题——电动机都有最高功率，这也就决定电动汽车的最高速度以及加

速度都有界限，如何提高电动机最大功率也就成了一个难题。如果能

解决这些问题，电动机普及也就畅通无阻了。

氢动力汽车作为前景极佳的无污染新能源汽车，其研发却是阻碍

重重。首要问题就是氢制取问题——电解制氢一类的方法无疑成本过

高。目前最受青睐的方法就是光解海水制氢，但其中的技术困难还未

被完全突破。另一问题就是氢气安全存储问题——氢气爆炸的围是

4%到75%，可见氢气是一种极易爆炸的气体，必须被妥善存储，但安

全与大量存储很难同时实现。目前，在氢储存上取得的成果主要有金

属氢化物储氢法以及多孔洞物质吸附法，但这两种方法的效果还是不

能达到实际需求。但相信日后这几个问题定会被解决，氢动力汽车也

一定会大放异彩。

太阳能汽车利用的是取之不尽用之不竭的太阳能，其清洁程度甚

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至甚于氢动 页脚

.力汽车，但其技术难度实在太高，所以现在很少有人研究。首

先，汽车的表面积是有限的，自然接受光照的面积有限，要想收集足

够的光能，太阳能电池板的能量转换率就成了关键。目前能量转换率

最高的太阳能电池为美国特拉华大学生产的超高效太阳能电池，转换

效率达到了42.8%，但这也远远不够。各大设计组织大多选择增加汽

车表面积，这也就导致迄今为止所有太阳能汽车都“奇形怪状”。如

果能突破太阳能电池能量转换率低的问题，太阳能汽车就能在短时间

走进千家万户了。

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