吳迪

（長沙理工大學(xué) 汽車與機(jī)械工程學(xué)院，湖南 長沙 410015）

傳統(tǒng)汽車一般都是采用內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源，汽車行駛依靠的是熱能轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能。相較于傳統(tǒng)汽車而言的純電動(dòng)汽車具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可以依靠電池所提供的能量驅(qū)動(dòng)汽車。動(dòng)力源是研究新能源汽車技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)，通過改變和替換動(dòng)力源為汽車創(chuàng)造新的可能性。新能源汽車技術(shù)在實(shí)踐中的推廣和應(yīng)用都建立在保護(hù)環(huán)境的基本原則上，加快新能源汽車技術(shù)的研發(fā)非常必要。

1 新能源汽車技術(shù)的內(nèi)容

1.1 關(guān)于純電動(dòng)汽車

純電動(dòng)汽車的出現(xiàn)將實(shí)現(xiàn)汽車驅(qū)動(dòng)的零污染以及零排放目標(biāo)。純電動(dòng)汽車是由動(dòng)力源、充電裝置、高性能的電動(dòng)機(jī)以及控制器組成。我們經(jīng)常講的動(dòng)力源則是電池，即驅(qū)動(dòng)汽車的東西。電池屬于純電動(dòng)汽車的主要能量來源，因此也是新能源汽車技術(shù)研究的重點(diǎn)。實(shí)踐當(dāng)中電池的性能是汽車技術(shù)專家們的一個(gè)主要關(guān)注點(diǎn)，由于它屬于純電動(dòng)汽車的核心裝置之一，所以要通過提高電池的性能進(jìn)而延長電池的使用壽命。充電裝置的對(duì)象是電池，所以要結(jié)合電池的能耗情況進(jìn)行，同時(shí)要結(jié)合汽車的行駛要求進(jìn)行確定?，F(xiàn)在出現(xiàn)的純電動(dòng)汽車一般都將充電裝置設(shè)計(jì)為了慢充和快充兩種?？斐淠軌驖M足現(xiàn)代人們對(duì)于高效性的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)快速獲得能量的目標(biāo)，即快充可以在半小時(shí)之內(nèi)將電池的電量充到百分之八十以上。慢充則相對(duì)較弱一些，可以是汽車所有者不急于使用汽車的情況選擇的充電方式。純電動(dòng)汽車的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要是由電動(dòng)機(jī)和控制器構(gòu)成的，純電動(dòng)汽車的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)主要是與汽車的最大車速、加速、爬坡性能相關(guān)，并且還與汽車的剎車能量回收相關(guān)。所以在研究新能源汽車的技術(shù)的時(shí)候關(guān)鍵點(diǎn)的分配非常重要。當(dāng)代的純電動(dòng)汽車研發(fā)已經(jīng)是一個(gè)系統(tǒng)化的工程了，不僅要研究汽車外觀平臺(tái)，也要對(duì)汽車內(nèi)部所應(yīng)用的先進(jìn)電子技術(shù)進(jìn)行研究。從純電動(dòng)汽車的基本情況可以看出，其中所包含的技術(shù)信息非常的多，這也就決定了純電動(dòng)汽車技術(shù)的智能化監(jiān)控和管理系統(tǒng)的設(shè)置。當(dāng)汽車上設(shè)置這種現(xiàn)代化的設(shè)備，會(huì)提高新能源汽車的使用價(jià)值。

1.2 關(guān)于混合動(dòng)力汽車

混合動(dòng)力汽車的具體技術(shù)內(nèi)容可以與純電動(dòng)汽車進(jìn)行比較，這樣可以更加清晰地看出不同動(dòng)力源下的汽車所呈現(xiàn)出不同的樣子。混合動(dòng)力汽車的動(dòng)力源相對(duì)要多一些，即兩種以上的動(dòng)力源。目前針對(duì)混合動(dòng)力汽車的研究重點(diǎn)也放在了動(dòng)力源上面，動(dòng)力源要滿足污染和排放都低的要求。從世界對(duì)混合動(dòng)力汽車研究成果可以看出，目前使用最廣泛的是油和電混合的動(dòng)力源。這兩種動(dòng)力混合而成的動(dòng)力源可以確保新能源技術(shù)理念在實(shí)踐中的落實(shí)。即當(dāng)新能源汽車保持電量充滿狀態(tài)的時(shí)候，可以將電作為主要?jiǎng)恿υ?，?qū)動(dòng)汽車。而當(dāng)汽車內(nèi)部的電能不足的時(shí)候則可以轉(zhuǎn)為利用化石燃料形成的能量進(jìn)而驅(qū)動(dòng)汽車。從這些細(xì)節(jié)上可以看出，混合動(dòng)力汽車技術(shù)的主要特點(diǎn)是集中了傳統(tǒng)汽車和電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)，并將其優(yōu)點(diǎn)放大了。在傳動(dòng)汽車和電動(dòng)汽車的結(jié)合下實(shí)現(xiàn)了降低污染排放以及降低能源消耗的目標(biāo)，同時(shí)也針對(duì)純電動(dòng)汽車在運(yùn)行過程中可能產(chǎn)生的電池容量不足問題進(jìn)行了完善。

1.3 關(guān)于燃料電池汽車

燃料電池汽車與前兩種汽車相比重點(diǎn)放在了燃料上面，即燃料電池可以將一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化成另一物質(zhì)，利用這其中產(chǎn)生的能量驅(qū)動(dòng)汽車。目前針對(duì)燃料電池汽車技術(shù)的研究已經(jīng)相對(duì)成熟了，只是在實(shí)踐中的推廣和落實(shí)還需要一定的時(shí)間。針對(duì)燃料電池汽車的動(dòng)力源即燃料，人們傾向于選擇氫氣作為燃料，而且已經(jīng)有了很大的成果。但是從各個(gè)方面的實(shí)際情況可以看出，這種燃料甚至這種方式都存在問題和不足。比如獲得燃料的方式以及存儲(chǔ)燃料的方式都不夠完善，無法在實(shí)踐中加以推廣和應(yīng)用?？梢哉f燃料電池汽車技術(shù)還存在很多缺陷，還存在很多空白區(qū)域，需要在實(shí)踐中不斷的填補(bǔ)。

2 新能源汽車技術(shù)的發(fā)展道路

2.1 大力發(fā)展混合動(dòng)力汽車

通過前文所分析的混合動(dòng)力汽車的性質(zhì)可以知道，這種汽車技術(shù)在未來的發(fā)展空間大，混合動(dòng)力汽車綜合了電動(dòng)和燃油動(dòng)力的優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)生良好的效果，能夠滿足當(dāng)前人們對(duì)于環(huán)境保護(hù)的共識(shí)。在推廣與應(yīng)用混合動(dòng)力汽車的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持循序漸進(jìn)的原則，結(jié)合我國的國情，為混合動(dòng)力汽車的發(fā)展拓寬市場(chǎng)?；旌蟿?dòng)力汽車的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1

針對(duì)混合動(dòng)力汽車的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的研究要一直保持精進(jìn)的狀態(tài)，要不斷地增強(qiáng)能源的利用率，達(dá)到降低資源損耗的目的。另外還要重視混合動(dòng)力汽車的燃油動(dòng)力結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究和發(fā)展，主要目的是將電動(dòng)力結(jié)構(gòu)逐漸完善，使其成為混合動(dòng)力汽車發(fā)展的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。要積極完善動(dòng)力電池、充電裝置的研究，要找出能夠妥善處理當(dāng)前電池蓄電缺陷的方法，為混合電動(dòng)汽車的發(fā)展掃清障礙。

2.2 純電動(dòng)汽車的發(fā)展

純電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)的是汽車的零污染以及零排放目標(biāo)，所以可算是汽車發(fā)展的一個(gè)重要目標(biāo)。我國目前針對(duì)新能源汽車技術(shù)的研究時(shí)間不長，仍然存在很多理念和技術(shù)方面的不足。但是也因?yàn)閲业闹С衷诓粩嗟剡M(jìn)步當(dāng)中。純電動(dòng)汽車技術(shù)的形成和發(fā)展都是建立在當(dāng)前傳統(tǒng)汽車技術(shù)以及混合動(dòng)力汽車技術(shù)等汽車技術(shù)的基礎(chǔ)之上，基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2

通過不斷地完善這些技術(shù)可以盡快實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)汽車技術(shù)的目標(biāo)。在實(shí)踐中要不斷地宣傳和推廣環(huán)境保護(hù)意識(shí)，為純電動(dòng)汽車未來的應(yīng)用創(chuàng)造有利條件。

2.3 提高燃料電池汽車的技術(shù)水平

燃料電池汽車發(fā)展在未來也占有一席之地，不僅因?yàn)槿剂想妱?dòng)汽車對(duì)于環(huán)境保護(hù)所產(chǎn)生的積極作用，還因?yàn)槿剂线@一塊的技術(shù)在未來也將會(huì)得到很大程度上的完善。但是就目前的情況來看，燃料電動(dòng)汽車的發(fā)展還面臨著阻力，即氫氣作為主要的燃料，不管是在存儲(chǔ)還是獲得方式上都存在很多技術(shù)上的問題。利用金屬氫化物儲(chǔ)氫，將氫氣加壓至3～6MPa，氫在高壓下進(jìn)人容器附在小顆粒上，要求儲(chǔ)氫合金在適當(dāng)?shù)臏囟确秶?00～450K）和壓力范圍（1～100atm）內(nèi)能夠儲(chǔ)存或釋放氫氣。金屬儲(chǔ)氫被認(rèn)為是最安全民用儲(chǔ)氫方式。實(shí)踐研究中要掌握這種新能源汽車技術(shù)的特點(diǎn)，同時(shí)也要掌握這種技術(shù)受限的因素，從而達(dá)到明確研究重點(diǎn)的目的，使得燃料電池汽車的阻力逐漸較小。具體來講，燃料電池汽車的技術(shù)受到的限制主要集中在研發(fā)的成本以及使用的成本上面。但是可以在技術(shù)資源都充分的情況下，實(shí)現(xiàn)推廣和應(yīng)用燃料電池汽車的目標(biāo)。

3 發(fā)展太陽能汽車

能源是汽車驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵因素。能源中太陽能屬于清潔能源，對(duì)于環(huán)境保護(hù)事業(yè)具有積極作用。太陽能屬于新型能源，可以最為汽車能源加以利用，而且也可以看作是汽車能源的有效補(bǔ)充形式之一。太陽能作為新能源與其他能源相比，它具有的特點(diǎn)是能量密度低、能量補(bǔ)充耗時(shí)長，這可以看作是太陽能源在利用時(shí)的問題和缺陷，限制了它在新能源汽車技術(shù)中的應(yīng)用。所以在實(shí)踐中應(yīng)用太陽能技術(shù)的時(shí)候可能會(huì)無法使其單獨(dú)為其汽車提供動(dòng)力。太陽能電池技術(shù)會(huì)在實(shí)踐中不斷地完善，在未來的發(fā)展過程當(dāng)中能夠成為新能源汽車的主要能量阿里元，所以在實(shí)踐中應(yīng)當(dāng)被重視。無論是哪一種新型能源都有被利用的可能性，尤其是那些具有清潔性的能源，在未來的技術(shù)支持下將會(huì)占有很大的市場(chǎng)。新能源汽車技術(shù)在未來的發(fā)展當(dāng)中，所面臨的阻力會(huì)很大，重點(diǎn)是要保持完善技術(shù)和發(fā)展技術(shù)的精神狀態(tài)。加強(qiáng)新能源技術(shù)的研究和應(yīng)用對(duì)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)都產(chǎn)生的是正面作用，所以新能源技術(shù)成為主要的研究趨勢(shì)其實(shí)是必然的也是必須的。目前我國針對(duì)太陽能電池技術(shù)所作的研究在不斷地進(jìn)步當(dāng)中，太陽能也開始作為電動(dòng)汽車的補(bǔ)充能源。

4 結(jié)語

新能源汽車已經(jīng)成為了當(dāng)前人們對(duì)于汽車發(fā)展前景的一種共識(shí)，目前需要的是在實(shí)踐中落實(shí)各項(xiàng)技術(shù)和政策，并不斷地研發(fā)出新的有效的汽車技術(shù)。環(huán)境保護(hù)是當(dāng)今世界的一個(gè)共同目標(biāo)，新能源汽車技術(shù)只是這些技術(shù)當(dāng)中的其中一項(xiàng)，但是同樣需要不斷完善，使其對(duì)環(huán)境保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生明顯的作用。