簡談新能源汽車種類及其特點

【摘要】：新能源汽車的種類及其特點：天然氣汽車和液化石油氣汽車，醇類汽車，氫燃料汽車，二甲醚汽車，氣動汽車，電動汽車，以植物油為燃料的汽車。

【關鍵詞】：能源；汽車

隨著世界能源危機和環保問題日益突出，汽車工業面臨著嚴峻的挑戰。20世紀末以來世界各國和各大汽車公司以及國內各大科研機構和高等院校紛紛致力于開發清潔節能汽車，新能源汽車獲得了長足發展。汽油和柴油是傳統內燃機汽車的能源，利用除此以外的能源提供汽動力的汽車均可稱為新能源汽車。目前正在開發的新能源包括天然氣、液化石油氣、醇類、二甲醚、氫、合成燃料、生物氣、空氣以及電荷燃料電池等。下面介紹新能源汽車的種類及其特點：

1.天然氣汽車和液化石油氣汽車

天然氣汽車又被稱為“藍色動力”汽車，主要以壓縮天然氣（CNG）、液化天然氣（LNG）、吸附天然氣（ANG）為燃料，常見的是壓縮天然氣汽車（CNGV）。液化石油氣汽車（LPGV）是以液化石油氣（LPG）為燃料。CNG和LPG是理想的點燃式發動機燃料，燃氣成分單一、純度高，與空氣混合均勻，燃燒完全，CO和微粒的排放量較低，燃燒溫度低因而NOx排放較少，稀燃特性優越，低溫起動及低溫運轉性能好。其缺點是儲運性能比液體燃料差、發動機的容積效率較低、著火延遲期較長。這兩類汽車多采用雙燃料系統，即一個汽油或柴油燃料系統和一個壓縮天然氣或液化石油氣系統，汽車可由其中任意一個系統驅動，并能容易地由一個系統過渡到另一個系統。

2.醇類汽車

醇類汽車就是以甲醇、乙醇等醇類物質為燃料的汽車，使用比較廣泛的是乙醇，乙醇來源廣泛，制取技術成熟，最新的一種利用纖維素原料生產乙醇的技術其可利用的原料幾乎包括了所有的農林廢棄物、城市生活有機垃圾和工業有機廢棄物。目前醇類汽車多使用乙醇與汽油或柴油以任意比例摻和的靈活燃料驅動，既不需要改造發動機，又起到良好的節能、降污效果，但這種摻和燃料要獲得與汽油或柴油相當的功率，必須加大燃油噴射量，當摻醇率大于15%―20%時，應改變發動機的壓縮比和點火提前角。乙醇燃料理論空燃比低，對發動機進氣系統要求不高，有較高的抗爆性，揮發性好，混合氣分布均勻，熱效率較高，汽車尾氣污染可減少30%以上。

3.氫燃料汽車

氫是清潔燃料，采用氫氣作燃料，只需略加改動常規火花塞點火式發動機，其燃燒效率比汽油高，混合氣可以較大程度地變稀，所需點火能量小，有利于節約燃料。氫氣也可以加入其他燃料（如CNG）中，用于提高效率和減少N02排放。氫的質量能量密度是各種燃料中最高的一種，但體積能量密度最低，其最大的使用障礙是儲存和安全問題。寶馬公司一直致力于氫氣發動機研制，開發了多款氫發動機汽車，其裝有V12氫發動機的7系列轎車是世界上首批量產的氫發動機，該發動機可使用氫氣和汽油兩種燃料。

4.二甲醚汽車

二甲醚（DME）是一種無色無味的氣體，具有優良的燃燒性能，清潔、十六烷值高、動力性能好、污染少，稍加壓即為液體，非常適合作為壓燃式發動機的代用能源，使用該燃料的車輛可達到超低排放標準。二甲醚汽車（DMEV）不會排放黑色氣體污染環境，產生的NOX比柴油少20%。

5.氣動汽車

以壓縮空氣、液態空氣、液氮等為介質，通過吸熱膨脹做功供給驅動能量的汽車稱為氣動汽車，氣動發動機不發生燃燒或其他化學反應，排放的是無污染物輻射的空氣或氮氣，真正實現了零污染。目前開發比較成功的是壓縮空氣動力汽車（APV），工作原理類似于傳統內燃機汽車，只不過驅動活塞連桿機構的能量來源于高壓空氣。APV介質來源方便、清潔，社會基礎設施建設費用不高，較容易建造。無燃料燃燒過程，對發動機材料要求低，結構簡單，可借鑒現有內燃機技術因而研發周期短，設計和制造容易。但目前APV能量密度和能量轉換率還不夠高，續駛里程短。

6.電動汽車

電動汽車的一個共同特點是汽車完全或部分由電力通過電機驅動，能夠實現低排放和零排放。蓄電池電動汽車是最早出現的電動汽車。使用鉛酸電池的汽車整車動力性、續駛里程與傳統內燃機汽車有較大的差距，而使用高性能鎳氫電池或者鋰電池又會使成本大大增加。燃料電池具有近65%的能量利用率，能夠實現零排放、低噪聲，國外最新開發的高性能燃料電池已經能夠實現幾乎與傳統內燃機汽車相當的動力性能，發展前景很好，但成本卻是制約其產業化的瓶頸。

混合動力汽車融合了傳統內燃機汽車和電動汽車的優點，同時克服了兩者的缺點，近年來獲得了飛速發展，并已經實現了產業化和商業化。目前我國自主品牌――比亞迪，在這領域占有一席之地。其代表作E6，F3DM就是采用電動的混合動力。

7.以植物油為燃料的汽車

為了尋找可代替石油的新能源，科學家也將目光投向了植物油，正在研制以植物油如大豆油、玉米油及向日葵油為原料的內燃機油。科學家們還在研究生物柴油，這是一種以植物油為原料的燃料，將來可作為柴油的替代品大量用于卡車和輪船。生物柴油中不含硫，因此不會對環境造成酸雨威脅。為生產生物柴油，化學家們正在對植物油進行酯化加工，使之變成甲基酯化合物，燃燒起來更干凈，發動機內殘留物也較少。

總之，在未來的20年內，汽油和柴油仍是汽車主要的能量來源，但代用燃料會得到迅速運用，天然氣汽車和乙醇汽車會率先大規模投入使用，二甲醚和合成燃料會逐步擴大應用。混合動力系統會得到快速發展和應用，混合動力汽車將至少在30年內都是汽車工業最切實可行的解決能源問題和污染問題的途徑。因此應當整合資源加速混合動力汽車的開發，搶占汽車技術發展的新高地。

參考文獻：

[1]何洪文，祝嘉光，李劍；電動汽車技術發展與現狀[J]；車輛與動力技術；2014年02期

[2]王震坡，孫逢春；新能源汽車能耗分配及影響因素分析[J]；北京理工大學學報；2004年04期

[3]王震坡，姚利民，孫逢春；純電動汽車能耗經濟性評價體系初步探討[J]；北京理工大學學報；2015年06期