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        淺析新能源技術(shù)在汽車(chē)排放控制中的應(yīng)用

        2016-04-25 05:51:26王麗麗
        中國(guó)科技博覽 2016年9期
        關(guān)鍵詞:排放新能源汽車(chē)

        王麗麗

        [摘 要]隨著經(jīng)濟(jì)條件的迅猛發(fā)展,汽車(chē)在全國(guó)范圍內(nèi)已越來(lái)越普及,在人們交通越來(lái)越便利的同時(shí),汽車(chē)排放污染越來(lái)越成為威脅人們賴(lài)以生存的環(huán)境的主要危害之一。因此,積極地研究汽車(chē)排放控制技術(shù),研制環(huán)保型,低排放汽車(chē),是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的需要。本文主要從汽車(chē)新能源方面來(lái)講述汽車(chē)排放控制技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展。

        [關(guān)鍵詞]汽車(chē) 排放 新能源

        中圖分類(lèi)號(hào):U469.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2016)09-0358-01

        一、汽車(chē)排放污染物對(duì)人體的傷害

        汽車(chē)排放污染物中含有大量的一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物(NOx)、二氧化硫、鋁、碳微粒和其他雜質(zhì)粉塵等,這些物質(zhì)對(duì)人類(lèi)和整個(gè)生態(tài)環(huán)境危害極大。

        一氧化碳(CO)與人體血液中的血紅素有很強(qiáng)的親和力,使血液?jiǎn)适?duì)氧的輸送能力而產(chǎn)生缺氧中毒。當(dāng)環(huán)境中CO的濃度超過(guò)100?pm(100×10-6)時(shí),人體就會(huì)產(chǎn)生頭暈、乏力等不適感;隨著CO濃度的增加,會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生頭痛、嘔吐、昏迷等癥狀;當(dāng)CO濃度超過(guò)600?pm

        時(shí),短期內(nèi)會(huì)引起窒息死亡。汽車(chē)廢氣中排出多種氮氧化物(NOx),其中一氧化氮(NO)與人體血液中血紅素的親和力比CO還強(qiáng),兩者結(jié)合后會(huì)產(chǎn)生與CO相似的癥狀,一般情況下對(duì)人體的眼睛、鼻子、咽喉、支氣管和肺部等會(huì)帶來(lái)更大的損害,嚴(yán)重時(shí)至人于死地。碳?xì)浠衔铮℉C)為燃油未經(jīng)完全燃燒后排出的氣體,具有一定的毒性和易燃易爆的特性,其中的苯類(lèi)物質(zhì)又具有致癌作用。HC與NOx在陽(yáng)光下極易發(fā)生光化學(xué)反應(yīng),形成以臭氧(O3)和以醛類(lèi)為主的光化學(xué)煙霧。當(dāng)O3達(dá)到一定濃度時(shí),會(huì)令生物在短期內(nèi)發(fā)生高溫氧化而脫水死亡;醛類(lèi)有機(jī)物帶有毒性,對(duì)眼睛和呼吸系統(tǒng)有強(qiáng)烈的刺激作用,嚴(yán)生的會(huì)導(dǎo)致中毒死亡。二氧化硫(SO2)為燃油中的硫燃燒后的生成物,人體吸入SO2后,即產(chǎn)生咳嗽、咽喉腫痛呼吸困難、胸悶、四肢乏力,進(jìn)一步會(huì)引起支氣管炎、肺炎和心臟病等,嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致人畜死亡。SO2還極易與大氣中的水蒸氣結(jié)合生成亞硫酸煙霧,達(dá)到一定積聚量后便形成酸雨,使水土酸化,破壞林木、植物的。故此,應(yīng)盡量減少燃油中的含硫量。鉛(Pb)為一種有毒的金屬,它由燃油中的鉛化物添加劑(如四乙鉛)經(jīng)高溫燃燒后還原而成的鉛微粒。鉛與血液中的血紅素結(jié)合后,使血紅素產(chǎn)生異變。當(dāng)血液中的鉛含量達(dá)到一定的程度時(shí),會(huì)積聚于肝、腎、大腦和脊髓中,嚴(yán)重地破壞人體的神經(jīng)系統(tǒng)和造血功能。碳微粒和其他雜質(zhì)粉塵是柴油機(jī)的主要排放物,由于其粒徑極小,約為0.01~0.2um,能長(zhǎng)期懸浮于空氣中,易于通過(guò)呼吸系統(tǒng)而沉積于肺泡內(nèi),極具致癌作用。

        二、新能源汽車(chē)對(duì)汽車(chē)排放的影響

        新能源汽車(chē)是指采用非常規(guī)車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源(或使用常規(guī)車(chē)用燃料、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置),綜合車(chē)輛的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù),形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車(chē)。新能源汽車(chē)包括混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)(BEV,包括太陽(yáng)能汽車(chē))、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)(FCEV)、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)、其他新能源(如高效儲(chǔ)能器)汽車(chē)等。在能源緊缺,環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重的今天,新能源汽車(chē)已成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

        1.混合動(dòng)力汽車(chē)

        混合動(dòng)力是指那些采用傳統(tǒng)燃料的,同時(shí)配以電動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)改善低速動(dòng)力輸出和燃油消耗的車(chē)型。按照燃料種類(lèi)的不同,主要又可以分為汽油混合動(dòng)力和柴油混合動(dòng)力兩種。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上,混合動(dòng)力車(chē)輛的主流都是汽油混合動(dòng)力,而國(guó)際市場(chǎng)上柴油混合動(dòng)力車(chē)型發(fā)展也很快。

        優(yōu)點(diǎn):(1)采用混合動(dòng)力后可按平均需用的功率來(lái)確定內(nèi)燃機(jī)的最大功率,此時(shí)處于油耗低、污染少的最優(yōu)工況下工作。需要大功率內(nèi)燃機(jī)功率不足時(shí),由電池來(lái)補(bǔ)充;負(fù)荷少時(shí),富余的功率可發(fā)電給電池充電,由于內(nèi)燃機(jī)可持續(xù)工作,電池又可以不斷得到充電,故其行程和普通汽車(chē)一樣。

        (2)因?yàn)橛辛穗姵兀梢允址奖愕鼗厥罩苿?dòng)時(shí)、下坡時(shí)、怠速時(shí)的能量。

        (3)在繁華市區(qū),可關(guān)停內(nèi)燃機(jī),由電池單獨(dú)驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)“零”排放。

        (4)有了內(nèi)燃機(jī)可以十分方便地解決耗能大的空調(diào)、取暖、除霜等純電動(dòng)汽車(chē)遇到的難題。

        (5)可以利用現(xiàn)有的加油站加油,不必再投資。

        (6)可讓電池保持在良好的工作狀態(tài),不發(fā)生過(guò)充、過(guò)放,延長(zhǎng)其使用壽命,降低成本。

        缺點(diǎn):長(zhǎng)距離高速行駛基本不能省油。

        2.純電動(dòng)汽車(chē)

        電動(dòng)汽車(chē)顧名思義就是主要采用電力驅(qū)動(dòng)的汽車(chē),大部分車(chē)輛直接采用電機(jī)驅(qū)動(dòng),有一部分車(chē)輛把電動(dòng)機(jī)裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi),也有一部分直接以車(chē)輪作為四臺(tái)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子,其難點(diǎn)在于電力儲(chǔ)存技術(shù)。由于電力可以從多種一次能源獲得,如煤、核能、水力、風(fēng)力、光、熱等,解除人們對(duì)石油資源日見(jiàn)枯竭的擔(dān)心。電動(dòng)汽車(chē)還可以充分利用晚間用電低谷時(shí)富余的電力充電,使發(fā)電設(shè)備日夜都能充分利用,大大提高其經(jīng)濟(jì)效益。有關(guān)研究表明,同樣的原油經(jīng)過(guò)粗煉,送至電廠發(fā)電,經(jīng)充入電池,再由電池驅(qū)動(dòng)汽車(chē),其能量利用效率比經(jīng)過(guò)精煉變?yōu)槠停俳?jīng)汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)高,因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量,正是這些優(yōu)點(diǎn),使電動(dòng)汽車(chē)的研究和應(yīng)用成為汽車(chē)工業(yè)的一個(gè)“熱點(diǎn)”。有專(zhuān)家認(rèn)為,對(duì)于電動(dòng)車(chē)而言,最大的障礙就是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及價(jià)格影響了產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程,與混合動(dòng)力相比,電動(dòng)車(chē)更需要基礎(chǔ)設(shè)施的配套,而這不是一家企業(yè)能解決的,需要各企業(yè)聯(lián)合起來(lái)與當(dāng)?shù)卣块T(mén)一起建設(shè),才會(huì)有大規(guī)模推廣的機(jī)會(huì)。

        優(yōu)點(diǎn):技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單成熟,只要有電力供應(yīng)的地方都能夠充電。

        缺點(diǎn):蓄電池單位重量?jī)?chǔ)存的能量太少,還因電動(dòng)車(chē)的電池較貴,又沒(méi)形成經(jīng)濟(jì)規(guī)模,故購(gòu)買(mǎi)價(jià)格較貴,至于使用成本,有些試用結(jié)果比汽車(chē)貴,有些結(jié)果僅為汽車(chē)的1/3,這主要取決于電池的壽命及當(dāng)?shù)氐挠汀㈦妰r(jià)格。

        結(jié)論

        目前環(huán)境污染帶來(lái)的問(wèn)題日漸嚴(yán)重,城市空氣質(zhì)量的惡化,全球大氣變暖,這些與我們密切相關(guān)的環(huán)境狀況使我們憂(yōu)慮,經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生活環(huán)境惡化之間的矛盾日漸突出。目前減少汽車(chē)排放污染的主要手段是提高燃油的質(zhì)量和對(duì)尾氣排放進(jìn)行控制,推行汽油無(wú)鉛化和使用代用燃料。但僅僅這些還是不夠的,還應(yīng)制訂適合我國(guó)國(guó)情的汽車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn),建立完善的汽車(chē)排放控制管理系統(tǒng),對(duì)汽車(chē)排氣污染進(jìn)行深入全面的控制,同時(shí)廣泛地對(duì)汽車(chē)尾氣污染的危害進(jìn)行宣傳,督促車(chē)主對(duì)車(chē)輛實(shí)行妥善的維修和保養(yǎng),改善車(chē)輛的使用狀況,以達(dá)到減少尾氣排放的目的。擁有一個(gè)清潔舒適安全的自然環(huán)境,是全人類(lèi)共同的心愿。采取有效的措施對(duì)汽車(chē)排放進(jìn)行控制,減少汽車(chē)排放對(duì)大氣造成的污染,需要大家共同的努力。

        參考文獻(xiàn)

        [1]鮑衛(wèi)寧等.汽車(chē)排放污染物控制技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J].自然科學(xué)報(bào),2004,32(3).

        [2]康愛(ài)琴.汽車(chē)排放污染物控制技術(shù)研究 [J].大眾汽車(chē),2001.

        [3]胡淑英.淺析新能源環(huán)衛(wèi)車(chē)輛在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀與前瞻[J].科學(xué)導(dǎo)報(bào),2014,27.

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