淺談汽車新能源與節能技術的應用

劉勝男

中科院沈陽計算技術研究所 遼寧省沈陽市 110000

隨著科技的進步，人們的生活水平越來越高，汽車這種便捷的交通工具也被越來越多的人所擁有，汽車的數量也在飛速增長，但是隨之而來的是能源危機和環境污染給人們的生活和生存環境帶來的威脅，由于石油資源的大量開采和使用，不可再生能源越來越少，面臨枯竭，能源出現了危機，而且汽車在不斷地排放溫室氣體和有毒有害氣體，污染了地球大氣層，影響了人們居住的家園。所以，當前迫在眉睫的是研究出新能源以及節能技術來對這些問題進行解決，研制出新能源汽車取代原有的燃油汽車來對環境污染進行遏制，當前研制新能源汽車也成為了汽車領域的一個比較熱門的方向，汽車的動力從之前的汽油柴油向汽油天然氣等混合動力轉變，后又向電能清潔能源轉變，本文主要討論了汽車領域的新能源的發展和應用。

1 我國新能源汽車發展現狀

新能源汽車是指不使用傳統的汽油柴油等作為動力來源的汽車，或者是采用汽油柴油作為動力，采用新型的車用動力裝置的汽車，新能源汽車的動力控制和驅動均是采用的當前最為先進的技術，總的來說，新能源汽車是原理先進、采用新型的技術、使用新結構的汽車。目前市面上有的新能源汽車有混合動力汽車、電動汽車、燃料電池汽車、氫能源汽車和其他能源汽車等。

如今汽油柴油汽車數量飛速增長，環境污染日趨嚴重，所以新能源汽車已經成為了汽車領域一個必需的方向，我國當前也很重視新能源的發展，大力支持發展新能源汽車。

我國的汽車工業越來越重視資源節約型和環境友好型這個特點，主要是要求汽車必須減少污染氣體的排放、不再過度依賴石油資源，這樣第一可以將國家的自然資源能夠最大程度地保護，而且還可以發展國家的新型產業。

我國的新能源汽車的發展是從上個世紀90年代開始的，在2001年，我國的863計劃將電動汽車的發展列為了專項，這里的電動汽車主要是純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車這三類汽車，而且將這三類汽車稱為三個縱向計劃，另外還有三個橫向計劃，它們是汽車的多能源集成控制、汽車的驅動電機設計、汽車的蓄電池技術，橫向計劃和縱向計劃綜合發展，目前在該領域的研究能夠緊隨世界上的新能源汽車的發展步伐。

關于新能源汽車的發展，無論是國家還是地方政府都高度重視，而且出臺了很多關于新能源汽車發展的政策，汽車企業也高度重視新能源汽車的發展，組建研究小組研制新能源汽車，將類似于電動汽車在內的新能源汽車列入自己內部的企業產品規劃。另外關于新能源汽車的相關標準和法律也逐漸制定，這使得新能源汽車產業化成為可能。人們對于新能源汽車的認知也逐漸深入，很多人都支持研制新能源汽車。這些條件和因素使得我國具備了良好的環境來進行新能源汽車的研發，它在我國具備良好的前景。

2 汽車節能技術

2.1 汽車混合動力技術

汽車混合動力技術是當前新能源汽車發展過程中使用的一項發展比較成熟的節能技術，這項技術是指在汽車中使用混合動力，當前如豐田公司就在這方面做的很出色，主要采用的技術是發動機和電動機的混合，這種技術主要的好處是當電動機和發動機配合使用的時候可以具備強大的動力，在爬坡等類似于需要動力的場合適合發動機和電動機同時提供動力，這樣可以具備強大的動力，在汽車正常行駛的時候則減少發動機的出力，這樣可以減少發動機的氣體排放量，一定程度保護環境，當發動機發熱以及汽車制動的時候產生的能量還可以轉換為電能儲存起來供給電動機使用。

混合動力系統可分為以下幾類，第一是混合動力系統，這種是在發動機上增設電動機，這種是很常見的，電動機又具有啟動內燃機的功能又具備發電的功能；第二種是輕混合動力系統，這種是電動機的數量增多，采用電動機集成的形式，當汽車剎車或者制動的時候可以吸收能量，其余狀態則發電；第三種是中混合動力系統，這種采用的是高電壓電機，當汽車動力不足的情況下靠電動機提供動力進行運行；第四種是完全混合動力系統，由于混合程度已經超過一半，所以這種類型是當前研究的熱門，也是混合動力技術汽車發展的方向。

2.2 藍驅技術

藍驅技術是對發動機和車的外型進行優化，一定程度達到省油的目的。對于一般的普通車，藍驅技術調整了發動機變速箱的3檔到5檔的傳動比，這樣可以在汽車進行高速行駛的時候更加節能。此外該技術也包含對汽車的外型進行改進，比如研究空氣流體力學，采用調整汽車底盤的高度等參數來提升汽車的性能。

2.3 汽車壓燃技術

汽車壓燃技術是主要針對污染物排放量大的車進行設計的，它是在原有發動機點火方式的基礎之上發展的。發動機分為汽油機和柴油機，汽油機的點火方式是火花塞點火，這種方式汽油的壓縮程度低，點火產生的熱量大，噪聲低，柴油機采用的是壓縮空氣點火，這種方式使得柴油機的壓縮程度高，燃油的效率也高。汽車壓燃技術就是將這兩種發動機的點火方式結合的新技術，這種發動機的結構復雜，壓縮比更高，燃料燃燒充分，而且能夠通過調節噴油嘴的噴油量來調節發動機的扭矩，采用壓燃技術可以繼承柴油機壓燃技術的優點，發動機運行的時候產生的熱量少，減少了熱的傳遞，保護了汽車。

3 汽車新能源

汽車的新能源種類比較多，最常見的三種新能源在此介紹，第一是氫能源技術，第二是電力驅動技術，第三是燃料電池技術，分別如下。

3.1 氫動力技術

氫動力技術是指采用氫氣作為能源的汽車動力技術，目前寶馬和本田品牌汽車研制的比較成功。氫氣的儲存環境必須是零下250攝氏度，只有在這種環境之下氫氣才能保持液態，液態氫氣存儲于金屬罐之中，金屬罐為了達到保溫效果采用了真空外殼設計，設計了厚度達3mm的真空殼壁，這樣可以達到絕熱的作用，使氫氣保存在儲氣罐之中。這樣的設計可以節省很多空間，因為并不需要冷卻裝置所以不用采用多與的機械裝置了，氫動力其實并不全是氫氣提供能源，絕大多數車還是采用汽油和氫氣的混合能源。

在氫動力汽車形式的時候由于氫氣和汽油的燃燒效果相差太大所以在進行氫氣和汽油的燃料切換的時候很容易產生振動和噪聲，最主要的是動力會得到恢復，所以針對氫氣和汽油這兩種燃料進行了分析，改變動力曲線，使得汽車發動機的動力得到一定程度的限制，讓兩種能源在進行切換的時候乘客感受到舒適。

3.2 電力驅動技術

電力驅動技術是指將原來的汽油和柴油發動機完全取代，換成電動機，電動機的能量由電池供給，這種汽車的輸出扭矩也比較大，能滿足正常行駛的要求，完全無污染，但是這種車的難點在于電池的續航能力差，而且電池的更換比較麻煩，所以針對這種技術，最主要的還是解決電池的問題，電池技術目前也是研究的一個新興技術，電池的安全性、輕量化是不得不解決的問題。

3.3 燃料電池技術

燃料電池的種類非常多，最常用的是氫氣-甲醇燃料電池，目前已經在福特、豐田和通用汽車品牌中應用，這種燃料電池是氫氣和甲醇發生化學反應產生電能提供給電動機，這種燃料電池非常環保，不會產生有害物質，但是這種電池的動力小，需要成組使用才能滿足動力需求。

4 結語

當前全球都面臨著能源問題，主要表現為能源儲量不足、能源利用效率低、現有能源結構污染嚴重等方向。需要積極研究新能源作為替代，開發新的節能技術，從而降低汽車的能源消耗與環境污染，促進人類社會的持續發展。發展新能源汽車對于我國汽車工業來說是千載難逢的機遇，讓我國汽車工業可通過對全新領域的探索，跨越傳統汽車領域技術壁壘，而與世界汽車強國站在同一起跑線上。應充分調動社會各方面的力量，發揮政策和市場的雙重推動作用，優化新能源汽車產業技術和產業化資源配置，從而促進新能源汽車技術水平和產業化發展水平的提高，朝新能源汽車強國邁進。