探討汽車新能源與節能技術應用的研究

李騰 王永

（商丘職業技術學院 河南商丘 476000）

進入21 世紀，社會邁入了一個高速發展的時期，很多行業都發生了較大的變化，但在高速發展的背后，其能源消耗和環境污染問題日益突出，已經不得不引起人們重視。汽車燃油消耗和廢氣排放是能源危機和環境污染的主要誘因，而且這幾年汽車的普及率明顯上升，人們對汽車的使用頻率也越來越高，也進一步增加了能源消耗率和廢氣排放量，對于我國可持續發展造成不利影響。傳統的汽車燃料主要以石油為主，石油燃燒之后產生的產物會對環境造成污染。為了緩解能源危機和環境污染，亟需在汽車相關產業中應用新能源和節能技術，這也是未來汽車行業發展的主要方向。汽車行業作為我國一大主體行業，對于我國經濟發展起著重要作用，但是背后存在的問題也不得不重視，需要做好整體規劃工作，加大汽車新能源和新技術的應用力度，從而有效推動我國的可持續發展。

1 汽車新能源發展現狀分析

我國汽車有著一定的發展歷史，在之前的很長一段時間內，汽車燃料基本都是以汽油和柴油為主，這兩種燃料對于汽車運行也是不可或缺的。在這幾年發展中，我國經濟水平提升，全國汽車使用量急劇提升，汽車越來越普及；與此同時，對于燃料的需求也與日俱增。汽車所使用的燃料存在一定的局限性，而且具有不可再生性。燃料燃燒時會產生部分污染物質，當車輛數量比較少的時候，這種污染物質對環境不會造成明顯的影響，而當汽車數量非常龐大的情況下，所排放的污染物質成倍增長，超出了環境凈化的負荷標準，對生態環境會造成非常不好的影響，近年也可以明顯感受到生態環境在逐漸變差。為了改善這一問題，很多汽車公司做出了不少努力，優化汽車結構、積極開發汽車新能源［1］、應用節能技術等，從而達到一個相對理想的管控效果。

我國汽車新能源技術最早可以追溯到20 世紀90年代，已經具有汽車新能源產業基礎，在汽車新能源技術方面取得了較大突破。從生態角度來講，汽車新能源和節能技術的應用有利于生態環境的穩定，降低汽車污染指標。在這幾年發展中，我國汽車普及數量越來越大，汽車尾氣排放量也越來越大，對生態環境造成了不利影響。汽車尾氣排放量過大，造成的影響也是多方面的，這些尾氣如果被人體吸收，會損害人們的身體健康，還會引起霧霾天氣，增加溫室效應，所以對于汽車新能源和節能技術的應用是非常有必要的。從我國發展角度來看，通過汽車新能源和節能技術的應用，能夠降低我國對石油產品的依賴程度，緩解石油進口壓力，使能源能夠得到充分利用，促進我國社會的穩定發展［2］。

2 汽車節能技術應用分析

2.1 汽車混合動力技術

隨著現代化進程的加快，汽車廣泛普及，我國也越來越重視汽車節能技術的應用。混合動力就是目前常用的節能技術之一，主要通過發動機與發電機有效銜接，通過能量轉化的方式達到節能目的。混合動力具有一定的分化性，可以劃分為3類，分別是增程式混合動力、并聯式混合動力、混聯式混合動力，不同混合類別具有不同的性能優勢，作用范圍也有所區別。

在增程式混合動力技術中，其主要以發動機功能體現為主。發動機有著發電的功能，但是并不會直接作用于車體運行，這種技術具有一定的串聯性，所以也被稱為串聯式混合動力技術。這種技術目前還沒有大范圍應用，只在雪佛蘭車系的個別車型中有所體現，但其應用效果相對來說比較理想。增程式混合動力技術優點也明顯，只要在車內存有一定的燃料，燃料會帶動電動機運行，從而解決電池電量問題，應用這種技術的車輛與直接使用汽油供能的汽車不同，當缺乏能量的時候，可以采用充電方式對電池進行充能，實現了充能多樣化，不僅可以使用汽油，也可以使用電能。增程式混合動力技術能夠使發動機處于一個相對平衡的運行狀態，有效降低其能耗。當然，增程式混合動力也存在一定的應用局限性，這種技術對能源需要進行二次轉化，從而達到有效利用，能源轉化期間中間會存在一定損耗［3］。同時，這種技術具有一定的針對性，只適合電動機進行驅動，對電動機的功率要求比較高，只有發動機各個方面的指標尤其是電池和輸出功率都達到標準，才能保證續航。

并聯式混合動力具有一定的分化性，在這種技術應用下，可以提高發動機的能效，使發動機有著雙重性能指標，既可以進行發電，又附帶著一定的驅動性能，并聯式混合動力在比亞的部分車型有所體現［4］。這種混合動力技術的應用優點也比較明顯，應用成本預算相對來說偏低，具有很好的扭矩性能，在車輛行駛過程中穩定性比較好。當然，也存在一定的應用缺點，就是發動機和電動機所能保持的運行時間并不長，對于車輛的長期運行是有影響的，車輛行駛的過程中，發動機和電動機并不是同時運行，一般只有發動機運行，所以節能效果相對來說一般。

混聯式混合動力技術有著很好的調控性，具有多功能屬性特點，不僅有著發電性能，還有著驅動性能，在凱美瑞的個別車型中有所體現。這種技術綜合了并聯式混合動力和增程式混合動力兩者的優點，通過動力分割的方式，實現驅動力分化，將發動機的功動力進行分化處理，使之可以作用在不同層面，一部分動力轉化到車輪驅動，另一部分動力進行發電，將能量進行層級轉化，使電動機能夠發電驅動［5］。混聯式混合動力技術打破了充電條件限制，使電動機和發動機能夠同時運轉，實現了高效低耗運行需求。但是，這種技術目前還不完善，有不少需要優化的地方，且其成本預算較高，加上設備的聯動性特點，會增加車輛主體重量。

2.2 藍驅技術

藍驅技術是在原有的發動機基礎上進一步優化完善，從而降低汽車燃油能耗的一種節能技術。與大多數車型相對比，通過應用藍驅技術的車型，對變速箱的調控率更高，變速箱3 擋到5 擋的傳動比得到了控制，在長時間高速運轉的狀態下更省油。通過運行過程中能量的回收利用，將能量進行收集，達到一個最優化使用，減少能耗的同時降低廢氣排放。同時，這種技術結合了空氣動力學原理，從車身的主體結構出發進行了優化，使各項指標都能達到一個相對節能狀態，包括底盤高度、風阻系數、滾動阻力等。

2.3 汽車壓燃技術

從目前的情況來看，很多汽車基本都使用復式內燃機，這種內燃機的主要燃料為汽油和柴油。不同燃料所采用的點火方式有所區別，汽油以火花塞點火為主，柴油以活塞壓燃點火為主，不同的點火方式其耗能指標不同。柴油機壓縮指標比汽油機更高，所以燃燒效率會更高；汽油所采用的火花塞點火具有一定辨別性，點火不會有過大的震動感，發動機震動感不強，而且噪聲不大［6］。汽車壓燃技術則是整合了兩個方式的綜合優勢，從而演變形成的新技術，通過汽車壓燃的發動機，在結構上更為復雜，由多個組成構件形成，壓縮比得到了提升，能夠實現燃料的同步燃燒，使得燃油效率提升，降低了其能耗指標。采用稀薄的混合氣壓進行點燃，壓力指標處于可控狀態，能夠對噴油量進行控制，實現對扭矩的動態控制，而不需要使用到節氣門。使用壓燃技術有著多方面的應用優勢，通過對發動機壓力指標調控，控制內部燃燒溫度，降低輻射熱傳遞指標，本身的燃燒周期比較短，在這個過程中不會產生過多的污染物質，能夠實現能耗和環保的雙重需求，具有一定的現實應用意義。

3 汽車新能源應用分析

3.1 氫動力燃料技術

隨著我國現代化進程加快，汽車行業飛速發展，汽車規模逐漸擴大化，對于能源的使用率也越來越高。傳統燃料使用存在諸多方面的局限性，排放的廢氣對環境造成非常不好的影響，為了我國的可持續發展，需要加大汽車新能源開發利用。氫動力是一種新型能源，從目前的應用情況來看，氫動力主要應用在寶馬和本田兩個汽車品牌中。氫動力具有一定的性能指標，在寶馬汽車中，融合了專門的儲氣系統，儲氣系統的隔熱性能良好，采用多層復合的金屬材質，阻隔性比較好，內部設有3mm 的中空設計，可以將內槽溫度控制在一個相對合理的范圍，保持在零下250℃左右，在低溫狀態下，可以使氫氣維持在一個液態范圍，從而達到有效利用［7］。儲氣系統的體積雖然比較大，但是可以有效代替冷卻機，從而節省了冷卻機的安裝空間，提高使用效率的同時，還能降低成本預算，不用過多增加其他類型的機械結構。氫動力燃料技術在設計之初，并不是單純全部采用氫氣作為燃料動力，而是將汽油和氫氣混合的方式，以不同燃料提供能量。以氫氣作為主燃料，燃料性質與汽油有著一定差異性，如果采用氫氣和汽油混合的方式，會極大程度上影響燃燒效果，無法達到一個理想狀態，兩者切換使用的時候動力差比較明顯，也正因如此，在實際使用過程中，對兩者的運行指標進行了限制，確保乘客切換使用的時候不會有明顯的動力落差。

3.2 電力驅動技術

電力驅動可以從字面上進行理解，主要就是采用電能對汽車進行驅動，將汽油發動機和柴油發動機替換為電動機，以電能作為供能主體。電力驅動所使用的燃料為電能，不會產生污染，輸出扭矩比較大，使用到汽車中，能夠創造較高的經濟效益，對生態環境也可以起到一個保護作用。但是電力驅動技術也存在一定局限性，主要問題則是在于充電問題，還有就是汽車電能續航等，雖然目前電動車已經批量生產，但是充電和續航問題始終沒有得到有效解決。為了確保電動車的穩定續航，人們將目光轉向了電池方面，通過提高電池指標延長電車續航時間，可以從驅動電機系統、電動空調、電動轉向多個方面入手，做好相關協調工作。

3.3 燃料電池技術

燃料電池技術主要是通過對氫氣和甲醇的綜合利用，將它們作為主要燃料，通過化學反應產生電流驅動汽車的一種新能源技術。這里的燃料電池，其主要電能產生來自氫氣和氧氣的化學反應，不是直接燃燒產生的。在這個轉化過程中，對氫氣和甲醇進行了高度調控，使之轉化為電能，期間不會產生任何污染物質，內部轉化效率比較高，環保節能效果相對來說較為理想［8］。從實際應用情況來看，每個燃料電池的容量有限，所能提供的動力指標是有范圍限制的，需要與燃料電池組進行結合，從而達到一個理想的動力狀態。燃料電池技術有著多方面的應用優勢，不足之處也可以通過其他方式進行調控解決，應用價值比較高。從目前的情況來看，福特、豐田等公司都采用了燃料電池技術，運行效果比較理想。

4 結語

隨著我國經濟的穩定增長，很多行業的發展模式均發生了較大的變化，但在高速發展的背后，其能源消耗和環境污染問題日益突出，已經不得不引起人們重視。汽車燃油消耗和廢氣排放是能源危機和環境污染的主要誘因，而且這幾年汽車的普及率明顯上升，人們對汽車的使用頻率也越來越高，也進一步增加了能源消耗率和廢氣排放量，對于我國可持續發展造成不利影響。為了緩解能源危機和環境污染，在汽車方面急需應用新能源和節能技術，這也是未來汽車行業發展的主要方向。從目前的情況來看，汽車行業發展較為快速，汽車的更迭速度也較快，但要重視汽車使用所依賴的化石燃料燃燒過程中對環境造成嚴重污染的問題。在如今全球環境形勢日益嚴峻的背景下，更要重視汽車新能源開發利用，做好節能技術的規劃利用，降低能源消耗，實現可持續發展。