汽車新能源及節能技術探索

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摘要：隨著我國社會經濟發展水平的不斷提高，人民群眾的消費能力顯著提高，汽車不再是一部分人專有的奢侈品，而變成了很多人都能擁有的生活必需品。近年來，我國的汽車總量逐漸增加，廢氣排放量也相應增加，致使環境污染問題日益嚴重，最終導致城市居民的生活質量嚴重下降。

關鍵詞：新能源汽車；節能環保；混合動力技術

1引言

當前，全球范圍內氣溫不斷上升，世界各國的生態問題和環境問題異常嚴峻。造成這種情況的主要原因之一是廢氣排放量的逐漸增加。由于廢氣中含有一氧化碳和氮氧化物等有害物質，其長期大量排放會造成嚴重的空氣污染，不僅降低了空氣質量，而且還降低了人們的生活質量，已經成為世界各國普遍關注的焦點問題。

2我國新能源汽車的發展現狀

新能源汽車是指不使用傳統的汽油和柴油作為燃料，或者雖然使用常規的汽油或柴油作為燃料，但采用新型車載動力裝置的汽車[1]。概括來說，新能源汽車，即采用先進的動力控制和驅動技術、具有現代結構的新型汽車。當前市場上的新能源汽車主要包括汽油—電動混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車、氫能汽車和其他能源汽車。如今，使用汽油和柴油的汽車數量正在迅速增加，空氣污染變得越來越嚴重，在此種情況下，新能源汽車在汽車工業中成為不可或缺的一員，地位越來越重要。目前，我國政府也高度重視新能源技術的發展，并給予大力支持。我國在汽車工業發展過程中，越來越注重節約資源和綠色環保，嚴格要求車輛必須減少尾氣排放以免對生態環境造成嚴重污染，并且不能過多地依賴煤炭資源，務必保證生態資源可以維持在相對較高的水平，在此基礎上，可以發展我國的新興產業。我國的新能源汽車是在20世紀90年代逐漸興起并獲得發展的。2001年，我國在863計劃中進一步明確了純電動汽車的發展目標，這里所說的純電動汽車就是新能源汽車的一種。此外，該計劃中還強調要大力發展混合動力汽車與燃料電池汽車，將以上三種類型新能源汽車的發展規劃設計作為垂直方案。此外，還有一個水平方案，即大力發展多能源動力總成控制系統、驅動電機和動力電池，由此形成了縱橫交織的網狀發展規劃，成為我國新能源汽車快速崛起的技術基礎和政策支持。

3新能源汽車與節能環保概述

3.1新能源汽車

為了更好地解決機動車尾氣排放所造成的環境污染問題，我國對新能源汽車的產品開發和設計工作給予了高度重視。新能源汽車的本質是使用非傳統燃料進行驅動的汽車，或者是使用新型動力系統的專用運輸工具[2]。具體而言，新能源汽車是指將世界頂尖技術和先進生產方式整合到汽車驅動力操縱和驅動的各個方面，以此為基本原理進行研發創新所生產出的包含國際前沿技術的具有現代結構的新型環保汽車。

3.2節能環保

由于我國已經進入了新的發展階段，國家環境保護署一直致力于以節能環保為目標進行汽車產業的科學研究和實踐活動。基于多年的節能環保科學研究和實踐活動，現階段我國已擁有多種環保技術，其中包括節能技術、節煤技術、節油技術、節水技術，等等。目前，節約能源和環境保護的主要應用領域包括家庭消費、工業生產消耗、環境保護和節能、建筑工程中的環境保護和節能以及道路設施的環境保護和節能。

4新能源汽車節能技術

4.1混合動力汽車技術

到目前為止，石油和電力的混合技術屬于最好的節能和環保技術之一。此技術的應用關鍵是要在汽車發動機和電動機合理結合的基礎上，解決單邊驅動力不足的問題。中國目前擁有三種混合動力技術，包括串聯式混合動力技術、并聯式混合動力技術及混聯式混合動力技術，這三種混合動力技術在實踐中的應用都與汽車發動機和電動機密切相關[3]。下面分別對這三種技術加以具體介紹。首先是串聯式混合動力技術。從技術角度來講，該系列汽車包括雪佛蘭-沃蘭達等。串聯式混合動力技術具有三個顯著優點：第一是可以長時間行駛，第二是可以隨時為可充電電池充電，第三是具有較舒適的室內操作空間。其次是并聯式混合動力技術。這種技術在中國應用得最為普遍，這也意味著該系列汽車在中國會越來越受歡迎，這一系列汽車包括本田CR-Z、別克君越eAssist、比亞迪汽車秦（BYDAuto-Qin）國產汽車模型。“秦”體內有兩種動力裝置，分別是汽車發動機和電動機。這兩個動力裝置都可以短時間迅速驅動并運行。并聯式混合動力技術具有運行成本低、開發扭矩大的優點。最后是混聯式混合動力技術。采用此種技術的汽車系列包括豐田普銳斯、凱美瑞尊瑞、雷克薩斯CT200h、比亞迪F3DM。顧名思義，混聯式混合動力技術是一種采用新型環保節能材料并將并行和串行兩種技術結合在一起的混合動力技術。與前兩種混合動力技術相比，混聯式混合動力技術在技術方面更加先進，其具有環保節能的優點，可以節省大量的成本。

4.2車輛壓縮點火技術

目前中國大多數車輛仍在使用傳統點火方法，而在傳統點火方法中還有兩種較常見的方法，包括點火線圈點火和活塞桿壓縮點火[4]。與點火線圈點火相比，活塞桿壓縮點火發動機的壓縮比更高，但就汽車發動機的噪聲和振動而言，它遠不如點火線圈點火技術好。為了更合理地趨利避害，新能源汽車的壓縮點火技術吸收了兩種點火方法的優點，摒棄了兩種點火方法的缺點。

4.3汽車可變排量技術

可變排量技術最終被應用于通用凱迪拉克汽車系列。作為當時的試運行汽車系列，它已經開始銷售甚至逐漸脫銷，受到許多客戶的青睞。應用到可變排量技術的汽車其發熱量也比較高，到目前為止，可變排量技術已成為最常用的節能環保技術之一。眾所周知，當踩汽車制動踏板，或者汽車處于待機狀態時，車輛的熱流會將熱量輸入到汽車發動機，并用燃氣輪機將其點燃。由此可以合理地減小車輛的點火提前角，在整個收縮過程中，空氣壓縮所需的動能還將伴隨著進氣口相對密度的減小而持續降低。汽車可變排量技術的優勢就是可以在不改變車輛發動機容積的情況下合理地減小車輛點火提前角并使排量達到最小化。

4.4汽車結構節能環保技術

車輛的結構和部件的設計與其自身的油耗有很大的關系。因此，室內設計者試圖在設計過程中充分并高度重視車輛的結構和部件對燃料消耗的危害，包括部件的結構和凈重，盡可能使其符合節能環保原則。例如，更符合流體力學的流線型車身在車輛行駛時具有較小的摩擦阻力，從而實現了減小能耗、節能環保的目的。舉個例子，由于干燥的車輛在行駛時會直接與氣體接觸，并且氣體本身始終處于運動狀態，因此氣體與車輛之間的接觸以及汽車自身的不規則運動都會使其在行駛過程中產生摩擦阻力，因此設計師在設計汽車系統時必須考慮所有因素，包括如何減少汽車的摩擦阻力和總迎風面積。

5有關新能源開發技術的科學研究

5.1油和電混合技術

除了與節能和環保有關的研究外，還應高度重視產品研發和新能源開發技術的實施。到目前為止，新能源開發技術的主要產品研發方向包括油電混合技術，氫能技術和燃料電池技術。目前在中國新能源汽車銷售市場上較為常見的汽車產品多為油電混合動力汽車，汽車制造業在混合動力技術應用上的主要表現是了油電混合動力汽車，其不僅采用電動機作為動力源，同時柴油機和汽油機也可以充分發揮作用，這就是當今混合動力名稱的由來。

5.2氫能技術

我國的氫能技術屬于新能源開發技術相對普遍的研究內容。氫動力技術科學研究的關鍵體現在氫動力汽車的和應用中。與傳統的駕駛車輛相比，氫動力車輛不會排放有害的廢氣，這在實際意義上保證了“零排放”的定義。氫能技術是目前最常見的新能源開發技術之一，它為新能源汽車的產品開發和制造奠定了堅實的基礎。氫電雖然有益于環境，但是這項技術也有很大的缺點，例如科研費用較高。與傳統汽車的技術成本相比，氫動力汽車的技術成本要高出20％。但是，作為未來重要的產品研發方向，氫動力的技術性可能是“利大于弊”。首先，氫能技術的轉化率很高，是普通新能源開發技術的2—3倍。其次，在可充電電池運行期間，氫動力技術沒有化學變化，具有零能耗和低噪音的優點。

5.3燃料電池技術

實際上，燃料電池汽車也可以被視為一種純電動汽車。盡管如此，燃料電池汽車和普通的純電動汽車之間仍然存在差異。例如，燃料電池汽車的電池可持續發電。當發生功耗欠壓保護條件時，普通電池必須充滿電，與普通充電電池的性能相比，燃料電池具有自填充能量的特性，無需持續為電池充電。通常，燃料電池與普通充電電池相比具有許多優點，到目前為止，最突出的優點包括以下六個：一是零排放，二是提升車輛引擎點火效率，三是隔音效果非常好，四是燃料范圍廣，五是比能量高，六是更加可靠。通過對該領域燃料電池技術的深入分析，燃料電池呈現出多元化的發展趨勢。

6結語

總體而言，現階段中國市場上已經有多種環保節能方法，這表明中國擁有較為完善的電氣設計和制造管理體系，各界人士對此都非常重視。新能源汽車的產品開發和實踐活動在當今汽車制造業得到了高度重視，并在此基礎上繼續關注環保節能技術的發展趨勢和實際應用，以確保民眾生活質量和生態環境效益相互促進，保證可持續發展目標可以在我國盡快實現。

參考文獻：

[1]梁振華.汽車新能源與節能技術的應用分析[J].科技風，2020（14）：19，24.

[2]鄭文豪.汽車新能源以及節能技術的應用研究[J].中國新技術新產品，2020，414（08）：74-75.

[3]李平安.汽車新能源以及節能技術的應用探討[J].科技風，2020，410（06）：51-51.

[4]汽車新能源與節能技術應用研究[J].內燃機與配件，2019（12）：250-251.

作者：李志超 單位：河南經濟貿易技師學院