汽車新能源與節能技術應用研究

王京

【摘 要】隨著全球環境問題不斷的深化，新能源技術的開發被視為改善全球環境問題的必然手段之一。對于汽車工業來講，新能源開發與節能技術的應用是提高市場競爭力、經濟效益以及社會效益的有效手段。在能源緊缺、環境污染越來越嚴重的今天，新能源汽車己成為汽車產業未來發展的趨勢。我國政府也高度重視，發展新能源汽車已上升至國家戰略高度。

【關鍵詞】節能環保；汽車新能源；節能技術；應用研究

在經濟和科技高速發展的同時，能源危機和環境污染正成為影響人類生存和發展的重要問題，節能與環保正成為21世紀人類社會和諧發展的主題。汽車燃油消耗和廢氣排放，已經成為能源危機和環境污染的主要誘因，為了人類社會的可持續發展，急需在汽車工業中應用新能源與節能技術，以降低能源消耗和環境污染。研究汽車新能源與節能技術已經成為汽車發展的重要方向，汽車動力正從汽油向清潔柴油、混合動力、燃料電池等方向過渡。本文就當前汽車新能源與節能技術的發展和應用進行了簡要的探討。

1 我國新能源汽車發展現狀

車用燃料是支撐汽車工業發展的重要部分，目前絕大多數地區使用的汽車燃料多以石油產品中的汽油和柴油為主，但隨著我國經濟水平的提升，各地區車輛保有數量直線上升，對燃料的需求量急劇膨脹，同時對環境的污染問題也日益嚴重。為了進一步的改善這種現狀，各大汽車制造公司一方面采用技術改善的方式，改善汽車的結構，另一方面，也在積極尋找代替汽油和柴油的新能源，積極進行新能源開發與節能技術應用。

我國新能源汽車技術的研發工作可以追溯到上世紀90年代，經過20多年的發展，現已具備發展新能源汽車的產業基礎，并且已經分別完成了3類新能源汽車的功能性樣車試制、性能樣車試制以及產品樣車試制，可以說在新能源汽車技術的研發工作上取得了較大的突破性進展。在新能源汽車用動力蓄電池、驅動電機、燃料電池發動機等關鍵零部件技術、電子控制技術和系統集成技術上取得了較大進展，已初初形成新能源汽車關鍵零部件配套產業鏈。

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汽車新能源與節能技術中發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動機相配合，以獲得加速成和爬坡等工況下所需要的爆發力，而在汽車高速巡航狀態時，則減少發動機出力，從而減少發動機的油耗。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，可以將制動所產生的熱量進行轉變，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動。從電機輸出功率在整個混合動力系統功率中所占的比重來看，可分為混合動力系統、輕混合動力系統、中混合動力系統、完全混合動力系統。第一種混合動力系統所采用的混合動力，是在內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電啟動一體式電動機，以此為基礎控制發動機啟動和停止。輕混合動力系統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動機則等速運轉。中混合動力系統采用高電壓電機，當汽車在加入或大負荷狀態時，電機輔助驅動以補充發動機自身功率的不足。完全混合動力系統采用高壓啟動電機，其混合程度可達50%以上，是當前混合動力技術發展的主要方向。

2.2藍驅技術

藍驅技術是在原發動機和車型基礎上進行優化，以降低汽車燃油消耗的節能技術。相較于普通車型，應用藍驅技術的車型調整了變速箱3擋到5擋的傳動比，使汽車在高速成巡航狀態下能夠更省油。同巔，藍驅技術還從空氣動力學原理出發，對車身設計進行了優化，如底盤高度、風阻系數、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柴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生的新技術，采用汽車壓燃技術的發動機，其技術結構相較于普通發動機更為復雜，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，能有直接通過調節噴油量來調節扭矩而不用節氣門。此外，由于采用壓燃技術，發動機燃燒溫度極低，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，在目前汽車節能技術中發展相對成熟。

3汽車新能源

3.1氫動力技術

氫動力目前主要應用于寶馬和本田兩個汽車品牌之中。在寶馬汽車中，應用了一套絕熱能力極佳的儲氣系統，該系統采用多層復合金屬材質，采用3mm中空設計，可以有效的將槽內溫度保持在-250℃，用以儲存氣動力技術所采用氫氣燃料，能有效的將氫氣維持在液態情況下。雖然這個儲氣系統體積龐大，但能夠省卻安裝冷卻機構的空間，因此可以不增加體積和生產成本，同時不用增加機械結構。不過氫動力技術最初設計的目的，并不是純粹氫燃料動力，而是采用汽油/氫氣雙燃料，真正使用氫單一燃料的車型在首批產品中僅有5輛。

采用氫氣作為燃料，其燒燒特性同汽油并不相同，在采用汽油/氫氣雙燃料時，很難將燃燒效果最佳化，既便達到了，在進行汽油和氫氣燃料切換時，汽車動力也會產生明顯的落差。為此，在實際應用中，對兩種燃料的動力曲線進行了限制，使得汽車動車受到部分限制，以使乘客感受不到切換時動力上產生的落差。

3.2電力驅動技術

電力驅動是將汽車汽油發動機和柴油發動機替換為電動機，采用電能作為能源，為汽車行駛提供動力。這種技術所采用的燃料清潔，同時輸出扭矩大，應用在汽車中有較好的經濟效益。但是，采用電力驅動技術，其難點在于動力充電的問題，以及充電后汽車續航能力的問題，雖然目前應用電動力技術的汽車已經開始量產，但這兩個問題依然沒能得到良好的解決。實際上，電池技術是新能源汽車研究的關鍵性技術之一，目前主要集中在電池安全性、可靠性、輕量化等方面，需要重點支持驅動電機系統、電動空調、電動轉向、電動制動等能力。根據規劃，我國2015年，純電動乘用車、插電式混合動力乘用車最高車速成不低于100公里/小時，驅動能力與成本都將進一步得到改善。

3.3燃料電池技術

燃料電池技術，是采用氫氣、甲醇等作為燃料，經過化學反應產生電流驅動汽車的一種新能源技術。燃料電池的能量是由氫氣與氧氣發生化學作用所產生的，而不是經過燃燒產生的。這一過程是直接將氫氣、甲醇等轉變為電能，整個過程不會產生有害物，同時能量轉換效率比內燃機更高，是一種理想的節能環保技術。但在實際應用中，單個燃料電池所提供的動力極為有限，通常需要結合成燃料電池組，以獲得足夠的動力。

4結束語

在能源緊缺、環境污染越來越嚴重的今天，新能源汽車和節能技術己成為汽車產業未來發展的趨勢。我國政府也高度重視，發展新能源汽車和節能技術已上升至國家戰略高度。這預示著新能源汽車及其節能技術將會得到快速的發展。

參考文獻：

[1]史永基，高雅利，王宇炎.新能源汽車節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.太陽能車機電控制系統的研究[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）.

[4]邵毅明.汽車新能源與節能技術[M].人民交通出版社，2008-3-1.

（作者單位：北京新能源汽車股份有限公司黃驊分公司）