汽車新能源與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

魯守卿

摘 要 現(xiàn)如今，人們的生活質(zhì)量顯著提高，汽車保有量也隨之上升。若汽車依然使用汽油和柴油，則會(huì)加重溫室效應(yīng)，加重污染人類賴以生存的自然環(huán)境。因此新能源汽車應(yīng)運(yùn)而生。汽車新能源和節(jié)能技術(shù)可有效減少汽車行駛中所消耗的資源，極大地推動(dòng)了汽車產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

關(guān)鍵詞 汽車產(chǎn)業(yè);新能源;節(jié)能技術(shù);自然環(huán)境

現(xiàn)如今，我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷完善，汽車成為了人們?nèi)粘３鲂械谋貍浣煌üぞ?，但同時(shí)也帶來(lái)了較大的能源消耗，甚至出現(xiàn)了嚴(yán)重的資源和能源危機(jī)。對(duì)此，應(yīng)積極研究新能源汽車，并在汽車生產(chǎn)中應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，以推動(dòng)汽車新能源技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。

1 汽車新能源與節(jié)能技術(shù)開發(fā)的意義

1.1 緩解能源供應(yīng)矛盾

燃料是汽車驅(qū)動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，汽油和柴油是最為常用的汽車燃料，而石油是汽油和柴油的主要來(lái)源。現(xiàn)階段，汽車數(shù)量持續(xù)走高，隨之而來(lái)的是石油儲(chǔ)量的銳減。我國(guó)石油總量的3成全部用于汽車燃料，如無(wú)法及時(shí)改變現(xiàn)狀，則會(huì)消耗大量石油資源，甚至引發(fā)資源枯竭。因此應(yīng)積極開發(fā)新能源，減少石油能源的消耗，解決新能源供求矛盾。現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展中，各國(guó)十分重視環(huán)境保護(hù)，在節(jié)能的同時(shí)還要保護(hù)生態(tài)環(huán)境，控制污染氣體的排放，減輕環(huán)境污染。

1.2 順應(yīng)社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)十分重視可持續(xù)發(fā)展，且人們的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，環(huán)境保護(hù)成為了社會(huì)發(fā)展的重要任務(wù)。新能源汽車能夠滿足上述要求，故而發(fā)展新能源汽車成為了國(guó)家、政府和人民的共同愿望。但新能源發(fā)展道路曲折，需要投入更多的精力，相關(guān)部門需加大力度研究新能源技術(shù)，促進(jìn)社會(huì)的穩(wěn)步前行。

2 節(jié)能技術(shù)研究

2.1 混合動(dòng)力技術(shù)

（1）增程式混合動(dòng)力技術(shù)

該技術(shù)也被人們稱為串聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)，該技術(shù)只需燃料支持，無(wú)需擔(dān)心電量不足，汽車電池支持充電，可保持在最佳轉(zhuǎn)速，降低了汽車的油耗。但是其也存在著一定的不足。如能源需經(jīng)兩次轉(zhuǎn)換，效率較低。電動(dòng)機(jī)是車輛驅(qū)動(dòng)力的主要來(lái)源，因此電機(jī)功率較大，為確保電動(dòng)機(jī)的續(xù)航滿足車輛運(yùn)行要求，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和電池容量要求十分嚴(yán)格。

（2）并聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)

該技術(shù)成本較低，僅需在車內(nèi)設(shè)置電動(dòng)機(jī)和電池，同時(shí)其起步扭矩較大，推背感較強(qiáng)。但是該技術(shù)的缺點(diǎn)也十分明顯。比如，電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)工作的時(shí)間較短，無(wú)法保證長(zhǎng)時(shí)間的高扭矩狀態(tài)，且在正常行駛時(shí)電動(dòng)機(jī)不工作，發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)自運(yùn)轉(zhuǎn)，汽車油耗較大。

（3）混聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)

該技術(shù)融合了增程混合動(dòng)力技術(shù)和并聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)的特征?；炻?lián)式混合動(dòng)力技術(shù)中，動(dòng)力分割機(jī)分割了發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，一部分動(dòng)力用于車輪啟動(dòng)，一部分動(dòng)力用于電機(jī)發(fā)電，電能可用于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)。電動(dòng)機(jī)應(yīng)用的頻率更高。該技術(shù)打破了充電樁的限制，可維持電動(dòng)機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜度高，需要投入較高的成本，汽車的自重較大。

2.2 壓燃技術(shù)

傳統(tǒng)的汽車點(diǎn)火方式主要有火花塞點(diǎn)火及活塞壓燃點(diǎn)火。其中，活塞壓燃點(diǎn)火的壓縮比較高，火花塞點(diǎn)火方式發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的噪音和振動(dòng)幅度較小。將兩種點(diǎn)火方式充分結(jié)合，適度提高發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比，可確保更多燃料同時(shí)燃燒，減少汽車的油耗。壓燃技術(shù)可有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度，減少熱傳遞，且燃燒的時(shí)間較短，真正實(shí)現(xiàn)了節(jié)約能源的目的。

2.3 可變排量技術(shù)

可變排梁技術(shù)也被人們稱為切缸工作循環(huán)，該技術(shù)結(jié)合空氣的熱脹冷縮原理，汽車剎車或減速時(shí)，汽車熱氣管道向發(fā)動(dòng)機(jī)中輸入熱空氣，減少了內(nèi)燃機(jī)燃燒中的能源消耗。再者，空氣密度下降也使其空燃比處于理想狀態(tài)，減少了噴油量，進(jìn)氣密度也隨之下降。壓縮進(jìn)程中，壓縮空氣所需要的能量也有所下降，若發(fā)動(dòng)機(jī)體積不發(fā)生明顯的變化，則汽車在剎車和怠速時(shí)也可降低發(fā)電機(jī)的功率，從而減少噴油，降低排放量。

2.4 結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)

（1）車身設(shè)計(jì)節(jié)能

汽車運(yùn)行中空氣也在不斷運(yùn)動(dòng)，汽車與空氣之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)引發(fā)較大的阻力。汽車與空氣間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速率較高，若要降低空氣阻力，一方面需采取有效措施減小汽車空氣阻力系數(shù)，另一方面也可縮小汽車的迎風(fēng)面積。

（2）車輛自重節(jié)能

車輛的自重越大，車輛的油耗就越高，所以，嚴(yán)格控制車輛的自重也是降低油耗的有效措施。采用鎂合金、鋁合金等材料制造汽車，能夠有效降低汽車的自重。

3 新能源技術(shù)分析

3.1 汽車氫動(dòng)力技術(shù)

氫氣動(dòng)力技術(shù)在本田和寶馬汽車中得到廣泛應(yīng)用。該技術(shù)主要采用多層復(fù)合金屬材料，采用中空技術(shù)，其厚度僅為3mm，同時(shí)，槽內(nèi)的溫度不得超過250℃，為汽車提供動(dòng)力。該技術(shù)以氫氣為燃料，利用液體氫氣來(lái)保證汽車的穩(wěn)定運(yùn)行。該系統(tǒng)體積較大，省去了冷卻機(jī)安裝所需的空間，降低了工程的生產(chǎn)成本。在保證體積一定的條件下，不改變機(jī)械結(jié)構(gòu)。但是該技術(shù)主要采用氫氣和汽油為原材料，成為了限制技術(shù)推廣的主要因素。若采用氫氣，氫氣燃燒后所產(chǎn)生的氣體性質(zhì)不同于汽油燃燒后所產(chǎn)生的氣體。在混合氫氣和汽油混合燃料時(shí)，無(wú)法保證氣體完全燃燒，這使得汽車動(dòng)力的差距較大，兩種燃料的動(dòng)力曲線也在一定程度上受到了限制，控制了動(dòng)力落差的負(fù)面影響。

3.2 電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)是將汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)變?yōu)殡妱?dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)釋放的電能可為汽車運(yùn)行提供動(dòng)力來(lái)源。電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)具有較大的經(jīng)濟(jì)效益，但是其充電難度較大，汽車在運(yùn)行時(shí)會(huì)耗盡電能。電力驅(qū)動(dòng)汽車雖然取得了一定的進(jìn)步，但是充電困難和電能耗盡問題尚未解決。電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)在汽車新能源發(fā)展中是研究的重點(diǎn)。如今，汽車產(chǎn)業(yè)十分重視電池的安全性、可靠性和輕便性。因此，我國(guó)也將電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和電動(dòng)機(jī)專項(xiàng)及制動(dòng)作為研究的重點(diǎn)內(nèi)容，當(dāng)前純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車駕駛速度尚未超過一百公里。驅(qū)動(dòng)成本控制和驅(qū)動(dòng)能力均需不斷改進(jìn)。

3.3 燃料電池

燃料電池技術(shù)以氫氣和甲醇為燃料，氫氣和甲醇反應(yīng)后可轉(zhuǎn)化為電能，反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染物，但是其反應(yīng)能量較大，是現(xiàn)階段效果最好的燃料，環(huán)境污染最小。此外，受到動(dòng)力因素的影響，應(yīng)將燃料電池融入其中，為汽車行駛提供動(dòng)力，該技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，具有極高的使用價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，汽車行業(yè)飛速發(fā)展，能源消耗也有所增加，我國(guó)石油資源短缺現(xiàn)象日益加劇。為此，在汽車行業(yè)發(fā)展中應(yīng)當(dāng)積極開發(fā)新能源，不斷推廣和應(yīng)用節(jié)能技術(shù)，從而促進(jìn)汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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