汽車新能源與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究

閉宗勝

關(guān)鍵詞：汽車;新能源;節(jié)能技術(shù);應(yīng)用研究

傳統(tǒng)汽車由于燃料的燃燒會(huì)對(duì)空氣和環(huán)境造成較大的污染，不利于營(yíng)造一個(gè)良好的生態(tài)環(huán)境。為確保未來我國(guó)可持續(xù)發(fā)展道路的正常進(jìn)行，新能源汽車開始被研發(fā)，汽車的新能源與節(jié)能技術(shù)的使用是整個(gè)汽車制造過程中重要的部分”。

為了更好地提升新能源汽車的整體性能，有必要對(duì)新能源和節(jié)能技術(shù)的具體應(yīng)用進(jìn)行研究。本文將從這兩個(gè)技術(shù)角度出發(fā)，探討具體應(yīng)用技術(shù)，為廣大學(xué)者提供技術(shù)參考。

1汽車新能源和節(jié)能技術(shù)概述

傳統(tǒng)燃油汽車需要在汽油和柴油的支撐之下才能行駛，這兩種資源的燃燒給空氣帶來了一定的污染，過多的尾氣排放使得溫室效應(yīng)等環(huán)境問題日益嚴(yán)重。為了解決這些問題，很多國(guó)家對(duì)車輛的新能源和節(jié)能方面進(jìn)行了大量研究，并促進(jìn)了新能源汽車的快速發(fā)展。

新能源汽車主要是將新型車載動(dòng)力裝置設(shè)備作為動(dòng)力來源，與傳統(tǒng)的汽車行駛的速度大致相同，并且對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染較小。新能源汽車是將車輛動(dòng)力控制技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)等相互整合和制造，并擁有先進(jìn)技術(shù)、創(chuàng)新性理念、創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)的汽車。

2汽車新能源與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

我國(guó)經(jīng)濟(jì)在發(fā)展的過程中汽車數(shù)量也隨之增加，傳統(tǒng)的汽車運(yùn)行需要耗費(fèi)大量的資源，這些燃料的燃燒對(duì)于人體和環(huán)境帶來的傷害是不可逆的，嚴(yán)重影響到了人們的生活質(zhì)量。我國(guó)早在多年前就開始了汽車新能源與節(jié)能技術(shù)的研發(fā)工作，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相較還存在較大的差距，我國(guó)汽車新能源與節(jié)能技術(shù)在使用過程中還存在以下幾方面的問題。

2.1節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用分析

當(dāng)前，在汽車領(lǐng)域使用的節(jié)能技術(shù)主要包括混合動(dòng)力技術(shù)、汽車壓燃技術(shù)等。這些技術(shù)的使用都能較好地解決傳統(tǒng)汽車燃料燃燒的問題，但是有的技術(shù)水平還有待提升。

2.1.1混合動(dòng)力技術(shù)

混合動(dòng)力技術(shù)主要是對(duì)原動(dòng)力總成的改變，利用現(xiàn)有的批量變速器產(chǎn)品，降低新產(chǎn)品開發(fā)費(fèi)用。其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，適合小批量混合動(dòng)力或者高端汽車，由于自動(dòng)變速器變化較少，這類變速器產(chǎn)品可以歸納在傳統(tǒng)自動(dòng)變速器里。混合動(dòng)力技術(shù)能夠直接與發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合形成混合動(dòng)力系統(tǒng)，內(nèi)部的結(jié)構(gòu)得到了相應(yīng)的簡(jiǎn)化，能夠有效地提升集成度，實(shí)現(xiàn)模塊化。

當(dāng)前我國(guó)的混合動(dòng)力技術(shù)主要分為增程類型、并聯(lián)類型和混聯(lián)類型三種。

a.增程類型。增程類型主要是在傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù)上將電路中的各種線路進(jìn)行串聯(lián)起來，達(dá)到共同運(yùn)作的目的，這種類型在運(yùn)行的過程中主要依靠的是動(dòng)力功能，在燃料充足的前提下就能正常運(yùn)行。同時(shí)當(dāng)新能源汽車中的電池含量不夠充足的情況下還能給予其進(jìn)行充電服務(wù)，是一款性能較好的節(jié)能技術(shù)。

b.并聯(lián)類型。并聯(lián)類型是我國(guó)汽車新能源節(jié)能技術(shù)發(fā)展最長(zhǎng)的一款技術(shù)，同時(shí)也是混合技術(shù)中最常使用的一種，能夠直接將車輛中的動(dòng)力源設(shè)置成兩個(gè)動(dòng)力源，共同作用于汽車的直接驅(qū)動(dòng)力。并聯(lián)類型的性價(jià)比較高，具有較好的實(shí)際運(yùn)用的功能。

c.混聯(lián)類型。從字面上來看，主要就是將增程類型和并聯(lián)類型兩者進(jìn)行結(jié)合起來使用的一種節(jié)能技術(shù)，這種技術(shù)的使用技能效果更好，成本的控制也能在預(yù)計(jì)的范圍之內(nèi)，是當(dāng)前節(jié)能技術(shù)中常使用的一種。

2.1.2汽車壓燃技術(shù)

汽車壓燃技術(shù)在使用的同時(shí)可以直接幫助整車的運(yùn)行起到較好的運(yùn)行效果，利用壓燃形成火花，使得核心設(shè)備能夠順利運(yùn)轉(zhuǎn)。壓燃技術(shù)的使用在我國(guó)的汽車領(lǐng)域發(fā)展時(shí)間并不長(zhǎng)，和火花塞點(diǎn)火相比，活塞壓燃點(diǎn)火技術(shù)能夠提升壓縮比，但會(huì)產(chǎn)生比火花塞點(diǎn)火大很多的噪聲和振動(dòng)。這種技術(shù)的使用能夠直接解決傳統(tǒng)技術(shù)中存在的不足，達(dá)到互相優(yōu)化的目的，而馬自達(dá)就在自己的技術(shù)中添加了壓燃技術(shù)，直接使用了均質(zhì)壓燃（HCCI）和火花控制壓燃點(diǎn)火（SPCCI）技術(shù)實(shí)現(xiàn)了汽油版壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)。

2.1.3結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)

汽車在設(shè)計(jì)的同時(shí)，如果其內(nèi)部的構(gòu)造越簡(jiǎn)單，零部件的構(gòu)成越少，那么汽車在運(yùn)行的同時(shí)也能更好地解決耗流量多的問題。因此，在新能源汽車設(shè)計(jì)的同時(shí)，絕大部分的設(shè)計(jì)師都是從簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)方式的基礎(chǔ)出發(fā)，簡(jiǎn)化內(nèi)部構(gòu)造的同時(shí)減少耗流量的增加。

例如，很多設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)主要采用通過空氣動(dòng)力學(xué)的方式與車身進(jìn)行融合，這樣車身在行駛的過程中就能夠直接達(dá)到節(jié)能減排的效果，其耗費(fèi)的能量也能直接控制在有效的范圍之內(nèi)。這一設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)還能直接綜合行駛過程中與空氣產(chǎn)生接觸所帶來的問題，因?yàn)榭諝庵斜旧泶嬖诘挠坞x物質(zhì)較多，車身在行駛的過程中可能會(huì)受到這些物質(zhì)的影響，出現(xiàn)接觸不均勻的問題。因此，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)也需要將這些因素考慮在內(nèi)，減少因汽車與空氣接觸產(chǎn)生的巨大阻力，同時(shí)還需要結(jié)合車輛本身的質(zhì)量，將汽車燃料消耗的特點(diǎn)綜合性地考慮在內(nèi)，從而制定出較為科學(xué)合理的方案。

2.2新能源技術(shù)的應(yīng)用分析

當(dāng)前我國(guó)研發(fā)和使用的新能源技術(shù)主要有混合動(dòng)力、氫動(dòng)力等形式。

2.2.1混合動(dòng)力方面的技術(shù)

混合動(dòng)力系統(tǒng)主要是將傳統(tǒng)的能源損耗系統(tǒng)與電動(dòng)系統(tǒng)相結(jié)合的一種新技術(shù)。當(dāng)能源損耗耗盡之后就能夠直接將電能作為續(xù)能的動(dòng)力，其內(nèi)部構(gòu)造如圖1所示。混合動(dòng)力系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)動(dòng)力能夠直接以動(dòng)能的形式進(jìn)行輸出，同時(shí)還能夠改善傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)汽車的油耗以及提高駕駛性能，例如利用電動(dòng)機(jī)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn)，改善自動(dòng)變速器換擋性能，擁堵時(shí)電驅(qū)動(dòng)爬行等優(yōu)勢(shì)。當(dāng)前我國(guó)的新能源技術(shù)的應(yīng)用主要是以電能和油能兩種相結(jié)合的方式，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

2.2.2氫動(dòng)力方面的技術(shù)

氫動(dòng)力的發(fā)展已經(jīng)有較長(zhǎng)的時(shí)間，早在很多年前就有相關(guān)的研究學(xué)者將其運(yùn)用在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域。隨著這種技術(shù)的使用人們開始將其強(qiáng)化，前景非常廣，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展目標(biāo)的一種主要途徑之一。

氫動(dòng)力在新能源汽車運(yùn)行的過程中，其尾氣的排放不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，當(dāng)前很多城市的公交車輛使用的新能源汽車主要是以氫動(dòng)能為主。氫動(dòng)力技術(shù)的使用雖然相比較其他的節(jié)能技術(shù)的成本較高，但是對(duì)空氣產(chǎn)生的污染少、能源轉(zhuǎn)換率高、運(yùn)行的噪音小等優(yōu)勢(shì)能夠直接彌補(bǔ)成本高的問題。例如，當(dāng)前我國(guó)絕大部分城市的公交車所使用的新能源汽車都是以氫能為主。

2.2.3燃料電池相關(guān)技術(shù)

新能源汽車中主要的一種節(jié)能技術(shù)就是使用燃料電池，燃料電池也是當(dāng)前電動(dòng)汽車的一種類型，但是相較傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車還存在一定的差異。例如傳統(tǒng)的電動(dòng)汽車主要是通過用車載電源作為動(dòng)力源，也存在一定的行駛距離短、成本和充電時(shí)間等問題，無(wú)法做到對(duì)大多數(shù)傳統(tǒng)汽車的完全替代。而燃料電池技術(shù)的使用能夠優(yōu)化傳統(tǒng)電動(dòng)汽車存在的這些問題，不需要反復(fù)充電，不僅能夠達(dá)到節(jié)能減排的目的，同時(shí)還能有效節(jié)省成本。

3汽車新能源與節(jié)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

3.1太陽(yáng)能技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)

太陽(yáng)能技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展時(shí)間已經(jīng)較長(zhǎng)，尤其是太陽(yáng)能發(fā)電和發(fā)熱行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)非常成熟。將太陽(yáng)能技術(shù)直接應(yīng)用在新能源汽車的電池安裝方面，在汽車行駛期間可以和內(nèi)燃機(jī)共同產(chǎn)生作用，有利于汽車的良好行駛，是當(dāng)前很多設(shè)計(jì)師重點(diǎn)考慮的一個(gè)方向。

太陽(yáng)能技術(shù)的應(yīng)用能夠直接結(jié)合當(dāng)時(shí)的天氣和交通狀況的發(fā)展形勢(shì)等進(jìn)行綜合性的判斷，選擇適宜的模式進(jìn)行處理。例如，汽車在行駛的過程中，如果在平坦的道路上行駛，可以直接使用太陽(yáng)能進(jìn)行供能;在爬坡期間，混合應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)設(shè)備為汽車提供充足的動(dòng)力。太陽(yáng)能技術(shù)的應(yīng)用能夠直接降低整個(gè)汽車運(yùn)行的成本，對(duì)于空氣和環(huán)境造成的污染較小，且投入成本低，是很多新能源用戶首選的一種新能源和節(jié)能技術(shù)。

此外，太陽(yáng)能技術(shù)在使用的同時(shí)不會(huì)受到白天或者黑夜的影響，因?yàn)樵诎滋礻?yáng)光充足的條件下太陽(yáng)能技術(shù)會(huì)根據(jù)太陽(yáng)能的存儲(chǔ)，自動(dòng)地充足自己的能量，不必?fù)?dān)心能量缺失造成車輛無(wú)法行駛。

3.2增壓技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)

增壓技術(shù)主要是對(duì)空氣進(jìn)行壓縮與增壓處理以后，在同一個(gè)時(shí)間段內(nèi)所使用的能源消耗更少，同時(shí)還能減少對(duì)空氣的污染。當(dāng)前我國(guó)主要使用機(jī)械增壓、雙增壓與渦輪增壓三種增壓技術(shù)。這些增壓技術(shù)的使用都能確保整個(gè)汽車運(yùn)行的穩(wěn)定性，包括汽車運(yùn)行的時(shí)間和速度。

3.3可燃冰技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)

根據(jù)相關(guān)學(xué)者和媒體的分析，可燃冰技術(shù)有望逐漸替代煤和石油，成為中國(guó)新能源的主要組成部分，BBC則引用專家的話指出：“保守的估計(jì)，可燃冰中的天然氣含量是頁(yè)巖中的10倍”“以目前的消費(fèi)速度，可燃冰儲(chǔ)量可以滿足80至800年的全球天然氣需求?！比绱她嫶蟮目扇急鶖?shù)量，如將其利用在汽車新能源與節(jié)能技術(shù)中能夠減少對(duì)于環(huán)境的污染。但是就當(dāng)前的發(fā)展形勢(shì)來看，將可燃冰利用在新能源汽車中還有待開發(fā)。相關(guān)的研究學(xué)者應(yīng)當(dāng)從這個(gè)角度出發(fā)，在確保可燃冰正確利用的基礎(chǔ)上不斷地研發(fā)出新的技術(shù)，為我國(guó)汽車節(jié)能提供有效的保障。

4結(jié)語(yǔ)

我國(guó)汽車新能源與節(jié)能技術(shù)已經(jīng)取得了一定的成效，但是在實(shí)際的運(yùn)用過程中還存在一些問題，各汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)當(dāng)正確認(rèn)識(shí)自身發(fā)展過程中存在問題，制定相應(yīng)的處理方案，幫助尋求更好的市場(chǎng)。為研發(fā)出新的節(jié)能技術(shù)創(chuàng)造有力的動(dòng)力，同時(shí)還需要在現(xiàn)階段使用的各種節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷地優(yōu)化，利用先進(jìn)的能源和技術(shù)，創(chuàng)新自己的設(shè)計(jì)，減少汽車運(yùn)行所產(chǎn)生的污染，為人類的生活環(huán)境營(yíng)造良好的氛圍，促進(jìn)我國(guó)汽車新能源與節(jié)能技術(shù)不斷進(jìn)步。