劉一鶚

【摘 要】新能源汽車(chē)的種類(lèi)及其特點(diǎn)：天然氣汽車(chē)和液化石油氣汽車(chē)，醇類(lèi)汽車(chē)，氫燃料汽車(chē)，二甲醚汽車(chē)，氣動(dòng)汽車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)，以植物油為燃料的汽車(chē)。

【關(guān)鍵詞】能源 汽車(chē)

隨著世界能源危機(jī)和環(huán)保問(wèn)題日益突出，汽車(chē)工業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。20世紀(jì)末以來(lái)世界各國(guó)和各大汽車(chē)公司以及國(guó)內(nèi)各大科研機(jī)構(gòu)和高等院校紛紛致力于開(kāi)發(fā)清潔節(jié)能汽車(chē)，新能源汽車(chē)獲得了長(zhǎng)足發(fā)展。汽油和柴油是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的能源，利用除此以外的能源提供汽動(dòng)力的汽車(chē)均可稱(chēng)為新能源汽車(chē)。目前正在開(kāi)發(fā)的新能源包括天然氣、液化石油氣、醇類(lèi)、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(chē)的種類(lèi)及其特點(diǎn)：

1.天然氣汽車(chē)和液化石油氣汽車(chē)

天然氣汽車(chē)又被稱(chēng)為“藍(lán)色動(dòng)力”汽車(chē)，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(jiàn)的是壓縮天然氣汽車(chē)（CNGV）。液化石油氣汽車(chē)（LPGV）是以液化石油氣（LPG）為燃料。CNG和LPG是理想的點(diǎn)燃式發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，燃?xì)獬煞謫我?、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?xún)?yōu)越，低溫起動(dòng)及低溫運(yùn)轉(zhuǎn)性能好。其缺點(diǎn)是儲(chǔ)運(yùn)性能比液體燃料差、發(fā)動(dòng)機(jī)的容積效率較低、著火延遲期較長(zhǎng)。這兩類(lèi)汽車(chē)多采用雙燃料系統(tǒng)，即一個(gè)汽油或柴油燃料系統(tǒng)和一個(gè)壓縮天然氣或液化石油氣系統(tǒng)，汽車(chē)可由其中任意一個(gè)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，并能容易地由一個(gè)系統(tǒng)過(guò)渡到另一個(gè)系統(tǒng)。

2.醇類(lèi)汽車(chē)

醇類(lèi)汽車(chē)就是以甲醇、乙醇等醇類(lèi)物質(zhì)為燃料的汽車(chē)，使用比較廣泛的是乙醇，乙醇來(lái)源廣泛，制取技術(shù)成熟，最新的一種利用纖維素原料生產(chǎn)乙醇的技術(shù)其可利用的原料幾乎包括了所有的農(nóng)林廢棄物、城市生活有機(jī)垃圾和工業(yè)有機(jī)廢棄物。目前醇類(lèi)汽車(chē)多使用乙醇與汽油或柴油以任意比例摻和的靈活燃料驅(qū)動(dòng)，既不需要改造發(fā)動(dòng)機(jī)，又起到良好的節(jié)能、降污效果，但這種摻和燃料要獲得與汽油或柴油相當(dāng)?shù)墓β?，必須加大燃油噴射量，?dāng)摻醇率大于15%—20%時(shí)，應(yīng)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比和點(diǎn)火提前角。乙醇燃料理論空燃比低，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)要求不高，有較高的抗爆性，揮發(fā)性好，混合氣分布均勻，熱效率較高，汽車(chē)尾氣污染可減少30%以上。

3.氫燃料汽車(chē)

氫是清潔燃料，采用氫氣作燃料，只需略加改動(dòng)常規(guī)火花塞點(diǎn)火式發(fā)動(dòng)機(jī)，其燃燒效率比汽油高，混合氣可以較大程度地變稀，所需點(diǎn)火能量小，有利于節(jié)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(zhì)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(chǔ)存和安全問(wèn)題。寶馬公司一直致力于氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)研制，開(kāi)發(fā)了多款氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)，其裝有V12氫發(fā)動(dòng)機(jī)的7系列轎車(chē)是世界上首批量產(chǎn)的氫發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)可使用氫氣和汽油兩種燃料。

4.二甲醚汽車(chē)

二甲醚（DME）是一種無(wú)色無(wú)味的氣體，具有優(yōu)良的燃燒性能，清潔、十六烷值高、動(dòng)力性能好、污染少，稍加壓即為液體，非常適合作為壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的代用能源，使用該燃料的車(chē)輛可達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)。二甲醚汽車(chē)（DMEV）不會(huì)排放黑色氣體污染環(huán)境，產(chǎn)生的NOX比柴油少20%。

5.氣動(dòng)汽車(chē)

以壓縮空氣、液態(tài)空氣、液氮等為介質(zhì)，通過(guò)吸熱膨脹做功供給驅(qū)動(dòng)能量的汽車(chē)稱(chēng)為氣動(dòng)汽車(chē)，氣動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)不發(fā)生燃燒或其他化學(xué)反應(yīng)，排放的是無(wú)污染物輻射的空氣或氮?dú)猓嬲龑?shí)現(xiàn)了零污染。目前開(kāi)發(fā)比較成功的是壓縮空氣動(dòng)力汽車(chē)（APV），工作原理類(lèi)似于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)，只不過(guò)驅(qū)動(dòng)活塞連桿機(jī)構(gòu)的能量來(lái)源于高壓空氣。APV介質(zhì)來(lái)源方便、清潔，社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)費(fèi)用不高，較容易建造。無(wú)燃料燃燒過(guò)程，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)材料要求低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可借鑒現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)技術(shù)因而研發(fā)周期短，設(shè)計(jì)和制造容易。但目前APV能量密度和能量轉(zhuǎn)換率還不夠高，續(xù)駛里程短。

6.電動(dòng)汽車(chē)

電動(dòng)汽車(chē)的一個(gè)共同特點(diǎn)是汽車(chē)完全或部分由電力通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)低排放和零排放。蓄電池電動(dòng)汽車(chē)是最早出現(xiàn)的電動(dòng)汽車(chē)。使用鉛酸電池的汽車(chē)整車(chē)動(dòng)力性、續(xù)駛里程與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)有較大的差距，而使用高性能鎳氫電池或者鋰電池又會(huì)使成本大大增加。燃料電池具有近65%的能量利用率，能夠?qū)崿F(xiàn)零排放、低噪聲，國(guó)外最新開(kāi)發(fā)的高性能燃料電池已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)幾乎與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)相當(dāng)?shù)膭?dòng)力性能，發(fā)展前景很好，但成本卻是制約其產(chǎn)業(yè)化的瓶頸。

混合動(dòng)力汽車(chē)融合了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了兩者的缺點(diǎn)，近年來(lái)獲得了飛速發(fā)展，并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化。目前我國(guó)自主品牌——比亞迪，在這領(lǐng)域占有一席之地。其代表作E6，F(xiàn)3DM就是采用電動(dòng)的混合動(dòng)力。

7.以植物油為燃料的汽車(chē)

為了尋找可代替石油的新能源，科學(xué)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(nèi)燃機(jī)油?？茖W(xué)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(lái)可作為柴油的替代品大量用于卡車(chē)和輪船。生物柴油中不含硫，因此不會(huì)對(duì)環(huán)境造成酸雨威脅。為生產(chǎn)生物柴油，化學(xué)家們正在對(duì)植物油進(jìn)行酯化加工，使之變成甲基酯化合物，燃燒起來(lái)更干凈，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)殘留物也較少。

總之，在未來(lái)的20年內(nèi)，汽油和柴油仍是汽車(chē)主要的能量來(lái)源，但代用燃料會(huì)得到迅速運(yùn)用，天然氣汽車(chē)和乙醇汽車(chē)會(huì)率先大規(guī)模投入使用，二甲醚和合成燃料會(huì)逐步擴(kuò)大應(yīng)用。混合動(dòng)力系統(tǒng)會(huì)得到快速發(fā)展和應(yīng)用，混合動(dòng)力汽車(chē)將至少在30年內(nèi)都是汽車(chē)工業(yè)最切實(shí)可行的解決能源問(wèn)題和污染問(wèn)題的途徑。因此應(yīng)當(dāng)整合資源加速混合動(dòng)力汽車(chē)的開(kāi)發(fā)，搶占汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的新高地。endprint