新能源汽車節能技術應用模式

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摘要：改革開放以來我國經濟建設水平不斷提高，城鄉居民的收入也不再只為滿足溫飽而是開始追求物質與精神生活滿足，因而汽車也逐漸變成了許多居民的生活必需消費品。伴隨著從2010年到2020年之間汽車保有量從7619萬輛到26150萬輛的變化，汽車尾氣的排放量也不斷提高，在愈發強調保護生態環境的今天，限制汽車保有量的方式是不合理的，提倡新能源汽車以及提高節能技術水平便有其必要性了。

關鍵詞：新能源汽車；節能環保；混合動力技術

汽車的動力來源在剛入21世紀的時候主要是兩種，分別是傳統石油能源的衍生物汽油和柴油，但作為化學衍生物的傳統能源一旦不充分燃燒，便會釋放出除二氧化碳之外有害氣體如一氧化碳、二氧化硫等。其中二氧化碳作為溫室氣體的主要成分，當二氧化碳的濃度隨汽車保有量的快速增加且仍使用傳統能源燃燒而大量釋放，這樣便會加速溫室效應的誕生。而不充分燃燒所造成的有害氣體雖然少量但同樣也會對環境造成十分嚴重的傷害，這對于世界生態環保所強調的可持續發展是十分巨大的阻礙。綠水青山就是金山銀山，跨入新世紀生態環境保護的問題在國內外都受到了社會各界的廣泛關注，因此，為保障生態環境以及提高居民生活幸福感，國家大力推動新能源汽車的技術革新以及電池等相關產業革新換代，扶持新能源車企以及補貼車型等等措施得到了國家的大力支持，這不僅極大地激發了國內車企在新能源車型上的變革速度，有利于國內新能源汽車開發道路，同時有效地提高了保護環境水平。

1我國新能源汽車的發展現狀

新能源汽車指不以或不單純以傳統的汽油和柴油燃料為能源，即若采用傳統汽油與柴油為能源則在動力裝置上采用全新技術作為動力源的汽車。簡單而言，新能源汽車與傳統汽車不同的全新概念在于以下三點：基于全新技術的動力裝置、全新的驅動裝置和新型的現代結構。新能源汽車目前國內的動力類型主要有油電混合、純電動、燃料電池、氫能和其他類型的新能源汽車。新世紀以來，我國在提高重視科技創新的同時，也極度重視相關的新能源技術類型，同時在政策以及行政等方面為新能源技術企業創新保駕護航。與此同時，在提倡新能源汽車的發展過程中，對于傳統能源汽車的發展提出了更高要求與標準，所有車輛的尾氣排放必須滿足相應規格的檢測，并對不同規格類型的傳統汽車提出不同的要求，比如推出地方行政法規等方式提高對新能源車型的大眾接受度以推廣新能源汽車，且同時可以促進傳統老牌汽車大廠向新能源車企進行轉變，這樣才能更加快速地滿足新能源汽車發展速度。2001年，國務院發布863計劃，并在此提出了純電動汽車的未來規劃，從2009年開始，政府實施新能源汽車購置補貼政策；從2014年開始，政府實施新能源汽車免征車輛購置稅政策。2017年12月底，財政部、稅務總局、工業和信息化部、科技部等四部委發布《關于免征新能源汽車車輛購置稅的公告》，規定：自2018年1月1日至2020年12月31日，對購置的新能源汽車免征車輛購置稅。隨著居民生活水平的不斷提高，在政府的呼吁下社會各界關于環保、節能的可持續發展理念不斷提升，節能技術的進一步推動創新是汽車工業的發展趨勢，節能以及提高能源利用率都是新能源的發展趨勢。在國家政策的鼓勵下，新能源節能技術搭配智能網聯與電控系統的更新是在不斷創新與不斷進步的，研發更有效的節能技術是新能源汽車的核心部分之一。

2新能源汽車與節能環保概述

隨著居民生活水平的不斷提高，在政府的呼吁下社會各界關于環保、節能的可持續發展理念不斷提升，節能技術的進一步推動創新是汽車工業的發展趨勢，節能以及提高能源利用率都是新能源的發展趨勢。發展新能源技術以及節能技術有以下幾點發展優勢。第一，新能源汽車的推出的本質問題便是要注重環境保護問題，在另一個層面上有利于對于已經造成的污染的環境起到緩慢的修復作用。電動汽車的研發進入到滿足市場使用要求后，通過完善充電裝置的配置與布局并逐步實現燃油汽車到純電汽車的整體過渡，必將有利于我國長久未來的生態安全與生態恢復，大幅降低汽車尾氣的排放以及隨之而來的傷害。伴隨著中國特色社會主義事業的不斷發展而來的是我國經濟發展的突飛猛進，且科技創新能力水平的提高使得我國在利用各種可循環與不可循環資源的發電以及電力應用方面均有了極大地提高。電力能源相關技術的開發利用極大地降低了我國電力使用成本，但是在新能源電動汽車的研發與推廣使用過程中伴隨而來的便是一些技術缺陷，如因為電機缺陷導致的動力問題。因此在新能源汽車的發展過程中，關于其附加工業產品的研發一樣應該受到重視。第二，新能源汽車節能技術不僅僅是汽車技術先進的體現，以電能驅動為例，在電驅汽車上其節能技術更是電控技術以及能源回收等技術的先進體現。在國家政策的鼓勵下，新能源節能技術搭配智能網聯與電控系統的更新是在不斷創新與不斷進步的，研發更有效的節能技術是新能源汽車的核心部分之一。

3新能源動力節能技術

3.1油電混合技術

以目前的新能源汽車的發展方向，新能源汽車的主要動力技術方向包括油電混合技術、純電技術、氫能技術和燃料電池技術。在中國的新能源汽車主要以油電混合動力以及純電技術為主，其中油電混合動力汽車便是其主要表現。油電混合動力顧名思義，在采用電機作為驅動的同時采用汽油柴油等傳統能源配合內燃機驅動。油電混合動力汽車又被細分為插電混動與不插電混動，其主要區別在于對于電池充電方式，插電混動技術在除靠電能回饋的方式補充電池電量之外，同時還可額外使用充電樁對電池充電。其兩者進行節能的原理大致相同：以電機驅動的方式汽車在低中速起步的方式搭配內燃機的高速工態進行配合以達到降低能耗的目的。

3.2氫能技術

氫能作為最干凈清潔能源之一，其燃燒可以起到和汽油等傳統能源的類似效果，且無有害氣體排放，在原理上是最適合作為汽車動力的物質之一。物質均有兩面性，在它能提供能量滿足使用且對環境無傷害的同時，它最大的缺點便是成本高，其中包括但不限于科研費用與氫氣的制造與存儲以及安全性。在解決相關氫能的利用問題之后，可以嘗試推廣相比于傳統能源汽車制造成本高出20%的氫能源汽車。氫能作為最清潔能源之一，其的開發利用有獨特的優點，第一，以氫氣為燃料，其能量轉換效率是其余新能源利用效率的2-3倍。第二，在正常工作狀態下，擁有比較低的噪音產生。

3.3燃料電池技術

燃料電池技術在新能源汽車上的表現方式為以燃料電池的方式發電并驅動電動機以實現為汽車提供驅動力的方式，其本質上是以不同類型的能源實現電能轉換。燃料電池技術為電池提供了可持續發電的功能也即擁有了不同于普通新能源的優勢存。當電池出現低欠壓保護時，若采用普通電池便需要尋找充電設備為電池充電，而燃料電池便可以實現除人為為電池充電的方式之外自動充電的功能，這是燃料電池的自填充性的體現。燃料電池除了具有零排放的優點之外還具有良好的噪聲控制以及可使用的燃料來源廣泛且更加可靠以及方便長期存儲等優點。燃料電池的來源廣泛的特點決定了其多元化發展的現狀但同時出現了燃料供應不統一的缺點，無法大規模推廣。

3.4太陽能汽車

作為無處不在的二次能源的太陽能更是取之不盡用之不竭的，因此太陽能汽車的研發也是新能源汽車的一個發展方向。其主要原理便是通過太陽能電池板的作用將太陽能轉換成穩定的電能用于電動機的驅動能源。太陽能汽車主要通過兩種形式來實現對太陽能的利用，一是以太陽能轉換出的電能直接經過穩壓處理后作為電動機的直接驅動能源；二是將太陽能轉換為電能后將其除滿足汽車電機驅動之外的電能存儲與車載電池內以供備用。作為可再生的太陽能本身并不擁有對環境造成污染的物質，在太陽能向電能轉換的過程中也不會造成其余污染，同時也是實現了對太陽能的最大限度使用，降低對石油能源等的使用進而實現節能環保的作用。不同于傳統能源汽車，太陽能汽車需要對太陽能電池板等的安裝排布位置進行優化以實現在不同地區電池板擁有不同角度進而實現對太陽能的高效轉換，故而需要對太陽能汽車的形狀等進行優化與設計。但是太陽能汽車的缺點也尤其明顯，便是在于太陽能電池板的轉換效率，轉換效率比較高的同時意味著更高的電池板成本以及在汽車維修與更換時的更高成本，限制于電池板的技術層面與消費者的消費能力，太陽能汽車的研發以及量產均有較大難度，但若是可以解決電池板材料問題，這將是車企未來的主流研發趨勢。

4新能源汽車節能技術

4.1混合動力汽車技術

綜合考慮現有的相關技術水平與成本，油電混合動力技術與純電技術是最滿足與當前需求的新能源驅動方式。油電混合技術的應用最重要的一點便是發動機與電動機之間的互相搭配以及驅動方式的相互轉換，搭配車機電腦的控制算法以實現完美的無感銜接與切換?；旌蟿恿夹g主要分為三種表現形式，各有各的優缺點。串聯式混合動力技術：由內燃機驅動發電機進而給電池充電通過電池的電能實現對電動機的驅動。使用該種技術形式的汽車型號有雪佛蘭-沃蘭達具有長時間行駛與電池充電無限制等優點。并聯式混合動力技術：并聯主要體現在發動機與電動機分別擁有其驅動能源，兩者共同作用以提供驅動力。兩種動力驅動采用相對獨立的安裝方式，當出現其中一種動力供應消失的同時另一種動力仍可處于正產工態。其在出現一種能源耗盡時擁有更實用的功能，因此在國內更廣泛的被各大車企使用，包括本田CR-Z、比亞迪秦等。布局結構示意如圖1。混聯式混合動力技術：便是上述串聯式混合動力技術與并聯式混合動力技術的結合方式，不僅發動機與電動機分別擁有其驅動能源，兩者共同作用以提供驅動力（并聯混合），也可以由內燃機驅動發電機進而給電池充電通過電池的電能實現對電動機的驅動（串聯混合），結構示意圖如圖2。因此，該系統中有電機、發動機和發電機存在。采用此種技術的汽車系列包括豐田普銳斯、比亞迪F3DM等?；炻撌交旌蟿恿夹g更加具有技術水平高以及環保節能的優點，但成本略高。

4.2車輛壓縮點火技術

傳統汽車點火方式以點火線圈點火和活塞桿壓縮點火為主。提高傳統燃油車的燃料燃燒效率的關鍵因素便在于發動機的壓縮比，為優化傳統兩種點火方式的優缺點，合理采用適合的車輛壓縮點火方式在降低噪聲污染的同時提高了燃燒效率起到節能的作用。這項技術的使用可以將燃油經濟性提高20%~30%之巨。

4.3汽車可變排量技術

通用性節能技術的誕生意味著所有車型均可適用于該技術，可變排量技術，也稱為閉缸、停缸技術，便是其中廣泛使用的節能技術。其原理便是在汽車處于待機以及剎車制動等狀態時，根據實際行駛需要，對多缸發動機進行有針對的停缸，使實際參與做功的排量小于發動機排量，其工作原理示意圖如圖3所示。其優點在于不改變汽車發動機容積以實現不同工況下冗余燃料的使用，以達到節能減排的目的。

4.4汽車結構節能環保技術

車輛本身的結構也是決定車輛能源消耗的一大因素，對于同等類型的車，在不同負載的情況下會出現不同的能耗，故而在車輛本身結構上實現滿足現實形式條件下的盡可能的輕量化設計也是節能的方式。除此之外，需要盡可能地降低由于汽車外形所造成的的風阻等因素，以降低汽車能耗。比如設計更加符合流體力學的車輛外形以降低風阻系數等方式，同時考慮車輛的行駛環境采用更加適合的車輛噴涂等方式。綜上所述，對于新能源汽車的節能方式而言，現在我國已經擁有各種已實現的技術以及未來在等待繼續研究的全新技術，且政府對于新能源汽車的相關政策表明全力支持新能源汽車節能技術研發。新能源汽車環保技術的研發與應用將使我國對于未來全球汽車市場擁有更強的話語權，且新技術的研發可以進一步降低對生態環境的損害，提高居民的生活質量進而提升居民幸福感，進一步靠近可持續發展戰略。

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作者：趙潔 單位：山西工程科技職業大學