新能源汽车发展与示范工作新能源汽车发展与示范工作

20102010 年年 99 月月

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目 录

第一部分 汽车能源

第二部分 新能源汽车发展背景

第三部分 新能源汽车技术

第四部分 混合动力、纯电动、燃料电池客车

第五部分 苏州市“十城千辆”示范工程

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常规能源：煤、石油、天然气、水能、生物能 能源 新能源：核能、地热、海洋能、太阳能、风能

传统能源：汽油、柴油

汽车能源 替代能源：乙醇、天然气、甲醇、生物燃料

新能源：混合动力、纯电动、燃料电池、氢内燃机

一 汽车能源

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汽车能源发展方向

传统能源 越来越紧缺、昂贵和污染、 依赖节油技术

替代能源 煤和天然气是不可再生资源，而且也是重要的化工原料。如果大量转向这类代用燃

料，就必然造成新的紧缺，而且依然存在资源枯竭的阴影。 生物燃料固然是一种绿色产业，但是人口膨胀所带来的粮食危机，使我们不得不在

能源与生存间慎重选择。

新能源 混合动力、纯电动、燃料电池、氢内燃机

我们必然的选择

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二 新能源汽车发展背景1 石油资源紧缺 石油资源紧缺，价格高企; 车用燃油逐年递增，中国石油进口依赖加剧，2009年中国进口石油依存度超过52%

6

7

8

机动车尾气排放分担率（ 2005 年）

63%74%

46%

86%96%

56%

CO HC NOX

北京

上海中心区

2 节能减排 城市机动车尾气排放已经取代传统工业成为主要的污染源

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空气质量级别 污染指数

五级五级

四级四级

三级三级

二级二级

一级一级

对健康的影响评语污染物浓度达到这样的危险水平时，所有人都应当呆在家里，减少体力活动。

污染物浓度达到这种极不利于健康的水平时，任何人都应当避免户外活动，敏感的人，特别是有心脏病或肺病的人，应呆在室内

污染物浓度达到这种极不利于健康的水平时，所有的，包括健康成人和儿童，都应该避免剧烈的户外运动，敏感的人，特别是有心脏病或肺病的人，应呆在室内

污染物浓度达到这种极不利于健康的水平时，所有的，包括健康成人和儿童，都应该避免长时间剧烈的户外运动，敏感的人，特别是有心脏病或肺病的人，应避免户外活动

达到这种不利于健康的水平时，敏感的人，如有心脏病或肺病的人，应减少户外活动。

良

优

500500

200200

100100

00

5050

138138

数据：国家环保总局

9%

56%35%

二级三级劣三级

改善空气质量刻不容缓

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3 政府鼓励和发展新能源汽车的政策与举措

• 2009 年 1月，科技部和财政部共同启动“十城千辆”电动车示范项目。财政部科技部联合发出了《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》和《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》

• 09 年 6月 17 日 , 颁布《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》• 2010 年 6月政府宣布 2010 年“十城千辆”示范城市在增加 7个，达

到 20个城市。• 2010 年汽车产业规划计划 2011 年新能源汽车将达到年产 50万辆• 2010 年 8月底“十城千辆”示范城市再增加沈阳、成都、呼和浩特、

南通、襄樊 5 个，达到 25个城市。

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节能与新能源汽车类型 节油率

最大电功率比

BSG 车型 10%~20% 20%~30% 30%~100%

混合动力电动汽车

5%~10%0.4

―― ―― ――

10%~20% 2.8 3.2 ――

20%~30% ―― 3.2 3.6 4.2

30%~40% ―― ―― 4.2 4.5

40% 以上 ―― ―― ―― 5.0

纯电动汽车 100% ―― ―― ―― 6.0

燃料电池汽车 100% ―― ―― ―― 25.0

公共服务用乘用车和轻型商用车示范推广补助标准（单位：万 /辆）

财政部、科技部补贴标准

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节能与新能源汽车类型 节油率 使用铅酸电池

的混合动力系统

使用镍氢电池、锂离子电池 /超级电容器的混合动力系统

最大电功率比20%-50%

最大电功率比50% 以上

混合动力电动汽车

10%~20% 5 20 ――

20%~30% 7 25 30

30%~40% 8 30 36

40% 以上 ―― 35 42

纯电动汽车 100% ―― ―― 50

燃料电池汽车 100% ―― ―― 60

十米以上城市公交客车示范推广补助标准 （单位：万 /辆）

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“十城千辆”示范工程发展迅速至 2010 年 9月的统计数据（客车）

序号 城市 进展1 北京 自 08奥运以来混合动力、纯电动公交迅速发展，目前保有量混合动力

800 辆，纯电动 50辆2 上海 世博会为上海新能源公交发展带来契机，世博园有 120 辆纯电动，外

围有 100 辆混合动力客车3 深圳 深圳前期试运行 80辆混合动力客车，目前正加快混合动力和纯电动的

批量试用4 杭州 目前已经保有 300 辆混合动力客车5 大连 目前已经保有 150 辆混合动力客车和少量纯电动客车6 长春 目前已经保有 250 辆混合动力客车和少量纯电动客车7 武汉 目前已经保有 300 辆混合动力客车8 南昌 51辆混合动力客车9 昆明 120 辆混合动力客车10 济南 以全运会为契机，到目前已经保有 200 辆混合动力客车11 长沙 以长株潭国家城乡一体化试点为发力点，已经保有 300 辆混合动力客

车

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12 重庆 80辆混合动力客车13 合肥 混合动力客车 30辆，纯电动 30辆14 天津 混合动力客车 50辆15 海口 海格 3辆混合动力客车试运行16 郑州 120 辆混合动力客车17 厦门 30辆混合动力客车18 苏州 18辆混合动力客车、 2辆纯电动客车19 唐山 20辆混合动力客车， 10辆纯电动客车20 广州 以亚运会为契机全面发展新能源客车，已经保有混合动力客车 120 辆，

计划亚运会期间发展混合动力客车 200 辆，纯电动客车 100 辆21 沈阳 混合动力试运行22 成都 计划 62辆混合动力客车23 呼和浩特24 南通 签订 100 辆纯电动协议25 襄樊 近 10 辆试运行

续上表

自十城千辆示范工程开展以来，全国已经有 5000 辆以上新能源车辆运行

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三 新能源汽车技术 1897年伦敦就出现过电动出租车，上世纪 30 年代在内燃机的基础上发展了燃气汽车。随着石油的大量开采和内燃机技术的飞速发展，受当时电池、电机等技术的限制，内燃机汽车很快就完全取代了电动汽车。目前汽车动力仍然是汽、柴油独步天下。

通用 Electric Car, 1914

宝马氢内燃机 Hydrogen 7 , 2008

海格燃料电池客车 , 2008

福特 Electric Car, 1984

通用 Electric bus, 2003

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国内新能源汽车技术路线

• 三纵 纯电动、混合动力、燃料电池汽车

• 三横 多能源动力总成控制、驱动电机、动力蓄电池

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几种新能源汽车比较类别 优 点 缺 点 应用实例 技术成熟度

混合动力电动汽车

1）基础设施不改变2 ）技术性能相对成熟3 ）污染小4 ）噪声低5 ）操作简单6 ）成本稍高，但改装简单

1 ）成本是传统汽车的 1.8倍2 ）电池的耐用性、使用寿命有待提高

丰田 Prius、伊顿动力系统、国内城市公交

成熟

纯电动汽车

1）不消耗石油资源2）零排放3）平稳、低噪声、震动小4 ）操作简单5 ）制动摩擦小

1 ）需要基础设施建设2 ）价格高3 ）续驶里程少4）车身重量重5）电池寿命短

没有普遍应用实例，各国都在进行示范使用，比较成功的是北京奥运、上海世博会大规模示范

较成熟

燃料电池电动汽车

1）能量转换高（是普通汽车的 2～ 3倍）2）污染小3 ）噪声低4 ）运动部件少

1）生产成本高，是普通汽车的 10倍以上2）总体安全性差3 ）瞬时响应特性差4 ）大批量生产技术不成熟5 ）寿命短6 ）重量重

不成熟

氢内燃机汽车应用实例目前只有 BMW（宝马）的 Hydrogen 7 ，所以没有列入

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新能源汽车关键技术动力电池及管理系统 主要几种动力电池比较

电池 功率密度 循环次数 环境要求 安全性 污染 价格

铅酸电池 低 差 低 高 有 低廉

锂电池 高 1000 以上 高 低 无 昂贵

镍氢电池 较高 1000 以上 一般 较高 无 贵

动力电池不同于一般蓄电池要求比能量高、循环寿命长、宽的充电功率范围、倍率放电性能好等，此外，苛刻的工作环境要求动力电池耐高低温、耐冲击。

目前动力电池的主流是镍氢电池、锂电池。镍氢电池的比能量不如锂电池，所以锂电池是最具发展潜力的电池之一。根据专家预测，今后 5 年锂电池将逐步取代镍氢电池。

近年来，锰酸锂和磷酸铁锂电池的安全性已经有了很大提高，完全可以应用在汽车上。

丰田 prius 采用的镍氢电池，奥运示范车辆采用的是锂电池。

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不同电机技术比较 电机技术已比较成熟，国内不同类型电机的生产企业比较多。

类型 功率密度

转矩转速特性

转速范围

可靠性 成本 尺寸 质量 控制性 综合性能

DCM（直流） 差 一般 小 差 高 大 重

好 差

IM（感应电机） 一般 好 一般 好 低 一般 一般 好 一般

PMBLM （永磁无刷） 好 好 大 一般 高 小 轻 好 最好

SRM（开关磁阻） 一般 好 最大 好 较高 小 轻 一般 好

电机技术

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整车控制器

整车控制器（多能源动力总成控制器）是新能源汽车的大脑。整车运行中电池工作状态、制动与滑行中能量回收、电机（发动机）的工作状态、车辆附件的工作状态、故障诊断和报警功能等都由整车的控制器来进行控制的。

整车控制器是新能源汽车的核心。每个车型的控制器不同，决定了汽车的性能。掌握了控制器就可以自主的选择电池与电机，实现功能的最佳搭配。

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电池工作状态

系统学习功能

电源转换

系统报警 故障诊断

能量回收

附件（转向、制动、空调）

发动机工作状态

电机工作状态

整车控制器

整车控制器的系统功能

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为客户提供环保的产品和服务，促进人、车、环境的和谐发展。

坚持绿色环保观，为保护地球环境，预防环境污染，尽最大的可能减少资源消耗，减少有害物的排放，减轻对环境的影响，使人、企业、社会与环境和谐共生。

海格客车环境方针

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海格新能源客车发展规划 1、完全掌握新能源汽车的核心技术 ——整车控制器的研发与制造 2、2010年完成苏州海格新能源产学研基地规划 3、2010年争取在上海、昆明、深圳、苏州、澳门、新加坡等十个城市（国家）推广100台纯电

动和混合动力新能源汽车示范运行 4、2015年力争达产新能源公交车3000台，占公交车产量的50%，销售额20至30亿元。

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海格新能源客车历程

纯电动

混合动力 燃料电池

燃料电池

混合动力

1999

2002 2006

2008

2009

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混合动力电动客车

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NOX （ g/100Km）

PM （ g/100Km）

CO （ g/100Km）

常规 12.5 0.7 8.7

混合动力 1 14.75 0.21 5.49

混合动力 2 10.56 0.65 5.93

某单位对 12米客车的实验结果

混合动力车辆可以减少污染物的排放，具有很好的环保效应，能够明显改善城市的环境状况。

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混合动力的节油原理

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串联方式

1 串联方式由动力转化 为电能，再由电能转 化为动能，效率低2 串联方式不能适应公 交客车频繁加速及启 动的要求；3 电池组多，重量大容 易超重；

并联方式 1 配装较小发动机，硬件成 本低，在高效低排放区工作2 起步和加减速时电动机参 与工作，优势互补； 3 能适应公交客车频繁加速 及启动的要求，实现能量 回收，有效提高燃油经济 性；

混联方式

1 技术难度大

2 处于研发阶段， 暂不能应用

串联、并联、混联技术路线对比

考虑到城市客车的可靠性要求，不能因故障而造成交通拥堵；混合动力客车所采用总成的成熟性、组装、发动机 start/stop、再生制动、控制复杂程度以及换档同步性、成本（制造、运行、保养）等多种因素

海格混合动力客车选择并联方案

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串联结构

发电机发电机 电动机 /控制器

电动机 /控制器

蓄电池组蓄电池组

转矩合成器转矩合成器

蓄电池组蓄电池组

变速器变速器

电动机 /控制器

电动机 /控制器

并联结构

电连接

机械连接

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混联结构

转矩合成器转矩合成器

蓄电池组蓄电池组

动力复合变速器

动力复合变速器

电动机电动机

控 制 器控 制 器

发电机发电机

电器连接 机械连接

驱动桥

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KLQ6129GHE1 混合动力客车

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电动机 /控制器电动机 /控制器

蓄电池组蓄电池组

海格混合动力客车同轴并联型式方案

发动机 变速器

电控自动离合器

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高压开关盒

1＃电池箱

2＃电池箱

3＃电池箱

4＃电池箱

ABC ＋—

＋

—

＋

—＋

—

＋—

混合动力系统

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35

实现以下功能

1 电动起步

2 电动助力（起步、加速）

3 制动能量回馈

4 纯发动机驱动

5 怠速熄火自动起停机

6 停车熄火后油门踏板快速起步

7 智能充电

8 电机启动发动机

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混合动力客车的节能环保效益

不同燃料的二氧化碳排放量

燃料类型 二氧化碳排放量

石油 2.4 kg

LPG 1.6 kg

柴油 2.7 kg

减少排放 一辆 12米混合动力客车在使用期内排放水平在采用欧Ⅲ发动机的基础上，

CO2 减少 243吨， NOX减少约 40％， PM减少约 30％，整车达到或接近欧Ⅳ同等水平。

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节约燃油

按 12m/220hp城市客车百公里平均油耗 42～ 45L，按平均节油 2

5％核定。城市客车平均使用年限 8 年，城市客车年均运行日为 365x

95％＝ 346 日，城市客车日均运行 230～ 250 km计算（年行驶 8~9

万 km），共计节油：

（ 230～ 250 ） x (42～ 45)/100 x 25% x 346 x 8＝ 66847.

2～ 77850(L)

0＃柴油价格按 6.0元 /L不变计算，可获得经济性：

66847.2～ 77850x 6.0 ＝ 40.1～ 46.7 (万元 )

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12 米混合动力客车使用期车辆成本构成（万元）

混合动力客车 普通柴油客车

车辆采购成本 75～ 85 45

财政部补贴 25 0

地方政府补贴 5 0

维修费用 ( 含电池更换 ) 15 （新增电器） 0（假定为 0）

节约燃油费用 40～ 46 0

总成本 15 45

海格 12米混合动力客车采用并联方式，最大电功率比 34% ，节油 20-25%；按财政部文件规定可进入国家补贴 25万元一档。

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混合动力公交车与普通燃油客车的比较优点

1 节油 20% 以上，收回成本快。随着燃油价格的不断上涨，运营的经济效益日益提高。

2 制动时电机自动以缓速器模式工作，减少制动系统、制动蹄片的磨损和更换次数，降低维护、使用费用。

3 采用二代混合动力系统时不用踩离合器，驾驶轻便，降低驾驶人员劳动强度，提高了主动安全性。

4 可电动起步、电子风扇，噪声污染小。行驶噪声低，早晚班对周边居民影响小。

5 只加注柴油，毋需辅助设备，可靠性好，车辆出勤率高。6 使用欧Ⅲ发动机即可达到或接近欧Ⅳ排放。节能减排，提升企业良好的社会形象。

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纯电动客车

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1 纯电动车原理

电动机 /控制器

电动机 /控制器蓄电储存装置蓄电储存装置

电连接

AMT

蓄电储存装置型式：

电池

超级电容

电池 + 超级电容 机械连接

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试运行的纯电动客车

2009 年东莞 2 辆

2010 年苏州新区公交

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2 技术方案

KLQ6129GEV纯电动城市客车是在奥运基础上新开发的。1、采用先进的锂离子动力电池组2 、分散式充电快速更换方案3 、无离合器三挡机械自动变速电驱动系统4、电动涡旋式一体化冷暖空调5 、率先采用大功率永磁同步电机

3 纯电动车运行方案 集中快速更换

分散式充电柱

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快换充电站

快充电站

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燃料电池客车燃料电池：燃料经过化学变化直接变为电能并能通过持续补充燃料获得连 续的电能

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1 燃料电池电动车原理

电动机/控制

器

电动机/控制

器燃料电池燃料电池

电连接

AMT蓄电池蓄电池

燃料箱燃料箱

机械连接

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电池与代号　　

氢氧碱电池　　 AFC　

　

氢氧磷酸电池　　 PAFC　

　质子交换膜氢氧电池

PEMFC　　熔融碳酸盐电池

MCFC　　固体电解质电池

SOFC　　

工作温度 60~120 180~210　　 80~100　　 600~700　　 900~1000　　

燃料　　 高纯 H2　　 H2　　 H2　　 H2-CO CH4　　 H2-CO CH4　　

氧化剂　　 高纯 O2　　 空气　　 空气　　 空气 +CO2　　 空气　　

电解质　　 KOH 　　 H3PO4　　 质子交换膜　　 (K,Li)2CO3　　 Y2O3,ZrO2　　阳极催化剂

　　 Pt　　 Pt　　 Pt　　 Ni　　 Ni, ZrO2　　

阴极催化剂　　 Pt　　 Pt　　 Pt　　 NiO　　 La-Sr-MnO2

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KLQ6129GQH2氢燃料低地板城市客车

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车内布置

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五 苏州市新能源汽车示范工程

1 苏州市政府重视

•09 年 9月市领导支持科技、交通、财政经信委等多部门联合申报苏州市十城千辆示范工程• 09 年 10 月《苏州市实施国家“十城千辆”计划规划方案》制定完成• 09 年至 10 年市领导多次召集新能源汽车发展会议• 10 年 1月第一批新能源客车在苏州试运行• 10 年 3月省市领导视察苏州金龙海格新能源客车• 10 年 6月苏州市进入第二批示范城市

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苏州试验运行车辆

公交 1路

公交 100路

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2 重大意义

苏州是著名的历史文化名城和重要的风景旅游城市。 2008 年，苏州人均 GDP已经超过 10000美元，城市化进程步入以提升质量

为主的跃升阶段。 1 ） 文化保护 苏州古城区是吴文化的重要载体，因此古城区的保护不仅仅是环境保护，更重要的是对文化的传承和遗产保护

2 ） 带动产业升级转型 苏州有良好的电子、机械、新材料、汽车及零部件工业基础。 节能与新能源汽车的发展涉及化工、机械、新材料、微电子、电力电子、

自动控制、新型电源等诸多产业。发展节能与新能源汽车，可带动和促进轻质材料、高效电池和储能电容等产业的发展。

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3） 节能减排 保护环境 苏州市的环境保护已经取得了巨大成就。但是汽车排放尾气对大气污染的影响值仍在不断加大。市区 09年酸雨发生频率比上年增加13.78个百分点。因此，发展节能与新能源汽车、降低汽车二氧化碳排放是苏州控制温室气体排放的重要途径之一。

指 标 单台纯电动公交车 单台混合动力公交车节油率 100% 15% 20%

日节油量（升） 80 12 16

日减少 CO2 排量（千克） 210 31.6 42.1

年减少 CO2 排量（吨） 63 9.48 12.6

年节油量（升） 2.4×104 3.6×103 4.8×103

汽柴油生产 CO2 减排 ( 吨 ) 21 3.2 4.2

百公里电耗（千瓦时） 120 / /

年耗电量生产的 CO2 排放（吨） 36 / /

综合年 CO2 减排（吨） 48 12.68 16.8

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苏州机动车保有量达到 193万辆列全国第三，其中公交客车约 5200 辆（含昆山等市县）。

针对公交客车 全部用纯电动客车替代，可达年 CO2 减排 24.96万吨、节油 12480万升；

全部用混合动力（节油率 20％）来计算可达年 CO2 减排 8.73万吨、节油 2496万升。

4） 新的能源服务与能源管理模式 能源管理 租赁 承包 服务

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3 举措

1 城市公交系统率先示范、继而在专用车辆、厂包车行业、旅游景区专用车、城市物流配送、车辆租赁商务模式等方面逐步推广应用新能源汽车，计划到2012 年，发展以混合动力为主的各类新能源汽车 1000 辆以上，其中中心城区新能源公交车占比达 50% 以上，并探索形成多种能源供给模式和与之相适应的基础设施

2 列入《苏州市国民经济和社会发展“十二五”规划纲要》；市财政将设立专项资金，经信委、科技局、环保局将在节能减排专项资金、自主创新专项资金、环保减排专项补贴中安排一定额度予以支持推进；

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祝各位身体健康，工作顺利！