汽車新能源與節(jié)能技術的應用問題研究

【摘 要】目前，汽車耗能和廢氣排放嚴重威脅著人們的生產(chǎn)生活和健康。據(jù)有關研究報告，2050年預計全球汽車將增加到25000億輛。如果這些汽車均用汽油和柴油驅(qū)動，廢氣污染將使人類在地球上無法生存!因此，當前人類社會要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，最迫切需要的是有一個清潔、有效、智慧、友善的地球大家園。就汽車工業(yè)而言，當務之急就是節(jié)能減排，研發(fā)新型汽車，如電動汽車(Electric Vehicles，EVs)、混合電動汽車(Hybrid Electric Vehicles，HEVs)和燃料電池汽車(Fuel cell Electric Vehicles，F(xiàn)CVs)等。本文就當前汽車新能源與節(jié)能技術的發(fā)展和應用進行了簡要的探討。

【關鍵詞】節(jié)能環(huán)保;汽車新能源;節(jié)能技術;應用研究

0.引言

新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源，或者是使用常規(guī)的車用燃料采用新型車載動力裝置，綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車包括混合動力汽車、純電動汽車（BEV，包括太陽能汽車）、燃料電池電動汽車（FCEV）、氫發(fā)動機汽車、其他新能源（如高效儲能器）汽車等。

在能源緊缺、環(huán)境污染越來越嚴重的今天，新能源汽車已成為汽車產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的趨勢。我國政府也高度重視，發(fā)展新能源汽車已上升至國家戰(zhàn)略高度。

1.我國新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀

我國汽車工業(yè)走節(jié)能環(huán)保發(fā)展道路，降低汽車排放污染、擺脫對石油依賴，保障國家能源安全、培育后金融危機時代新經(jīng)濟增長點和新型產(chǎn)業(yè)共同決定了發(fā)展新能源汽車的必要性和意義。

我國新能源汽車技術的發(fā)展歷史可追溯到上世紀90年代初。2001年，我國啟動了“863”計劃電動汽車重大專項，涉及的電動汽車包括3類：純電動、混合動力和燃料電池汽車，并以這3類電動汽車為“三縱”，多能源動力總成控制、驅(qū)動電機、動力蓄電池為“三橫”，建立“三縱三橫”的開發(fā)布局。基本跟上了全球的步伐，大體與世界站在同一“起跑線”。

目前，我國已具備發(fā)展新能源汽車的產(chǎn)業(yè)基礎。經(jīng)過多年的開發(fā)，新能源汽車研發(fā)能力由弱變強，3類新能源汽車分別完成了功能樣車、性能樣車和產(chǎn)品樣車試制。在新能源汽車用動力蓄電池、驅(qū)動電機、燃料電池發(fā)動機等關鍵零部件技術、電子控制技術和系統(tǒng)集成技術上取得了較大進展，已初步形成新能源汽車關鍵零部件配套產(chǎn)業(yè)鏈。

同時，國家和地方兩層面的政策共同促進新能源汽車發(fā)展；主要整車企業(yè)也逐步重視電動汽車的發(fā)展，不斷加快電動汽車研制開發(fā)，將電動汽車納入企業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃，積極著手進行產(chǎn)業(yè)化布局和能力建設；相關產(chǎn)品標準、法規(guī)、管理體系已初步建立，為產(chǎn)業(yè)化奠定了基礎；公眾對新能源汽車的認知度也顯著提升。這使得我國具備了相對好的新能源汽車政策環(huán)境。

2.汽車節(jié)能技術

2.1汽車混合動力技術

汽車混合動力技術是當前汽車新能源與節(jié)能技術中發(fā)展較為成熟的一項技術，也是人們較為熟悉的技術。在汽車混合動力技術方面，豐田作為先行者憑借混合動力的環(huán)保理念取得了極好的成級。目前所采用的汽車混合動力技術，有汽油機與電動機混合、柴油機與電動機混合兩種。實際上，混合動力技術主要是應用電動機和發(fā)動機相配合，以獲得加速成和爬坡等工況下所需要的爆發(fā)力，而在汽車高速巡航狀態(tài)時，則減少發(fā)動機出力，從而減少發(fā)動機的油耗。此外，混合動力技術還有能量回收技術的應用，在汽車制動情況下，可以將制動所產(chǎn)生的熱量進行轉(zhuǎn)變，提供給電動機作為能量。通常情況下，混合動力汽車可以選擇單獨使用電動機驅(qū)動。從電機輸出功率在整個混合動力系統(tǒng)功率中所占的比重來看，可分為混合動力系統(tǒng)、輕混合動力系統(tǒng)、中混合動力系統(tǒng)、完全混合動力系統(tǒng)。第一種混合動力系統(tǒng)所采用的混合動力，是在內(nèi)燃機上增加啟動電機的方是所獲取的，所采用的啟動電機是發(fā)電啟動一體式電動機，以此為基礎控制發(fā)動機啟動和停止。輕混合動力系統(tǒng)則采用集成啟動電機，這一第汽車減速成和制動時，能夠吸收部分能量，而在汽車行駛過程中發(fā)動機則等速運轉(zhuǎn)。中混合動力系統(tǒng)采用高電壓電機，當汽車在加入或大負荷狀態(tài)時，電機輔助驅(qū)動以補充發(fā)動機自身功率的不足。完全混合動力系統(tǒng)采用高壓啟動電機，其混合程度可達50%以上，是當前混合動力技術發(fā)展的主要方向。

2.2藍驅(qū)技術

藍驅(qū)技術是在原發(fā)動機和車型基礎上進行優(yōu)化，以降低汽車燃油消耗的節(jié)能技術。相較于普通車型，應用藍驅(qū)技術的車型調(diào)整了變速箱3 擋到5 擋的傳動比，使汽車在高速成巡航狀態(tài)下能夠更省油。同巔，藍驅(qū)技術還從空氣動力學原理出發(fā)，對車身設計進行了優(yōu)化，如底盤高度、風阻系數(shù)、胎壓、滾動阻力等。

2.3汽車壓燃技術

目前汽車所采用的往復式內(nèi)燃機，所采用的燃料主要為汽油和柴油，汽油采用火花塞點火，柴油采用活塞壓燃方式點火，點火方式的不同使得紫油機壓縮比比汽油機更高，燃油效率相對較高，但汽油機所采用的火花塞點火方式，使其發(fā)動機工作震動小，噪音小。汽車壓燃技術則是將兩種技術進行融合所產(chǎn)生的新技術，采用汽車壓燃技術的發(fā)動機，其技術結(jié)構(gòu)相較于普通發(fā)動機更為復雜，其壓縮比更高，燃料能在同一時間燃燒，從而提高了燃油使用率，同時由于采用了稀薄的混合氣壓縮點燃， 能有直接通過調(diào)節(jié)噴油量來調(diào)節(jié)扭矩而不用節(jié)氣門。此外，由于采用壓燃技術，發(fā)動機燃燒溫度極低，能有效減少輻射熱傳遞，且燃燒周期短，其燃燒過程更多是化學反應，在目前污車節(jié)能技術中發(fā)展相對成熟。

新能源汽車發(fā)展建議

3.新能源汽車技術發(fā)展所遇問題的建議

3.1 繼續(xù)加強對傳統(tǒng)汽車產(chǎn)品的開發(fā)、改進工作

我國在傳統(tǒng)汽車，特別是關鍵零部件總成方面的開發(fā)、制造等方面還遠落后于歐美日等汽車強國。新能源汽車主要是對傳統(tǒng)汽車的動力系統(tǒng)進行更新改進，傳統(tǒng)汽車搞不好，將來新能源汽車產(chǎn)品也會落后于汽車發(fā)達國家。因此，中國汽車工業(yè)還需繼續(xù)加強對傳統(tǒng)汽車產(chǎn)品的開發(fā)、改進工作，真正理解汽車的理念。應實行推廣新能源汽車和改造傳統(tǒng)汽車產(chǎn)品“兩手抓”的政策，共同促進我國汽車工業(yè)的進步。

3.2 鼓勵并加強國內(nèi)自主研發(fā)、自主創(chuàng)新，掌握核心技術

發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)，投資巨大且短期內(nèi)難以收到回報，單個企業(yè)難以承受沉重負擔，需要國家的支持。面對發(fā)展新能源汽車的巨大投入以及未來的不確定性，政府要起到主導作用，貫徹產(chǎn)、學、研聯(lián)合攻關的方針，通過整合國內(nèi)科技、資金和人力資源，集中有限的資金和科研人員，利益共享、風險共擔，直接投入資金鼓勵研發(fā)新能源汽車關鍵的零部件、動力總成，如電池、電動機等，形成標準化和產(chǎn)業(yè)化[1-3]。一定要在汽車節(jié)能、環(huán)保技術上面取得突破，掌握核心技術，避免步傳統(tǒng)汽車發(fā)展被動老路：引進-落后-再引進-再落后。

同時，要加大知識產(chǎn)權(quán)保護力度，在堅持自主創(chuàng)新的前提下，鼓勵企業(yè)到海外注冊專利和購買外圍專利，增強產(chǎn)品的技術創(chuàng)新和競爭力。政府還應重視新能源汽車基礎科研投入，因為基礎科研能力強的國家，即使起步晚，發(fā)展也可能后來居上。

4.結(jié)語

發(fā)展新能源汽車對于我國汽車工業(yè)來說是千載難逢的機遇，讓我國汽車工業(yè)可通過對全新領域的探索，跨越傳統(tǒng)汽車領域技術壁壘，而與世界汽車強國站在同一起跑線上。應充分調(diào)動社會各方面的力量，發(fā)揮政策和市場的雙重推動作用，優(yōu)化新能源汽車產(chǎn)業(yè)技術和產(chǎn)業(yè)化資源配置，從而促進新能源汽車技術水平和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展水平的提高，朝新能源汽車強國邁進。

【參考文獻】

［1］史永基，高雅利，王宇炎.新能源汽車節(jié)能減排技術研究進展[J].傳感器世界，2011（07）.

［2］李志達，望義熙，周世權(quán).太陽能車機電控制系統(tǒng)的研究[J].汽車電器，2010（11）.

［3］李大勝，呂明，石懷榮.徑向嵌套式濕式雙離合器設計方法的研究[J].湖南工程學院學報，2011（02）.