(貴州電子科技職業(yè)學(xué)院,貴陽市,550025) 張紅瓊
我國傳統(tǒng)汽車燃料主要來自于石油產(chǎn)品,包括汽油、柴油和液化氣,以石油產(chǎn)品作為燃料的主要弊端在于燃料燃燒后產(chǎn)生碳氧化合物和醛類,不僅給人體帶來危害,也會給大氣環(huán)境帶來污染。近年來,我國加大了環(huán)境治理力度,社會各界對汽車新能源和節(jié)能技術(shù)應(yīng)用給予了高度關(guān)注,加強汽車新能源與節(jié)能技術(shù)研究必然能夠促進我國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
我國傳統(tǒng)汽車燃料以汽油和柴油為主,這些燃料都利用石油經(jīng)過加工和提煉而成。我國是能源消耗大國,工業(yè)生產(chǎn)中對石油產(chǎn)品依賴性較高,而且,我國也是最大的石油進口國,石油對外依存度達到67%以上,僅從2017 年我國石油進口量來看,就已經(jīng)達到了3.96億噸。而且,近年來隨著汽車產(chǎn)業(yè)的不斷擴大,汽車保有量的不斷增加,這個數(shù)據(jù)也在不斷增加。預(yù)計2020年,我國石油需求總量將超過6.1億噸。
汽車新能源與節(jié)能技術(shù)研究和應(yīng)用,將降低我國汽車行業(yè)對石油產(chǎn)品的依賴,降低石油燃料的消耗。因此,汽車新能源與節(jié)能技術(shù)能夠有效緩解我國石油產(chǎn)品進口壓力,延長能源使用時間,從而促進我國社會發(fā)展。
汽車的普及加大了汽車尾氣的排放,給我國自然環(huán)境保護帶來了較大壓力。近年來,我國空氣質(zhì)量受到汽車尾氣排放影響較大,很多地區(qū)頻繁出現(xiàn)霧霾天氣,溫室效應(yīng)也較為嚴(yán)重。環(huán)境污染問題不僅受到社會各界的高度重視,同樣也受到世界的關(guān)注。加強汽車新能源和節(jié)能技術(shù)研究與應(yīng)用,將會降低環(huán)境污染,改善空氣質(zhì)量,從而提高人們生活質(zhì)量,發(fā)展新能源和節(jié)能汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為社會發(fā)展的必然趨勢[1]。
2.1.1 汽車混合動力技術(shù)
近年來,汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展加快了汽車節(jié)能技術(shù)的優(yōu)化和創(chuàng)新,混合動力技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前汽車產(chǎn)業(yè)較為先進的節(jié)能技術(shù)?;旌蟿恿夹g(shù)是利用發(fā)動機與電動機的有效組合,實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換,從而達到節(jié)能的目的?;旌蟿恿Ψ譃樵龀淌交旌蟿恿?、并聯(lián)式混合動力和混聯(lián)式混合動力。
①增程式混合動力技術(shù)
增程式混合動力主要表現(xiàn)特點為發(fā)動機只具有發(fā)電功能,不參與直接驅(qū)動,增程式混合動力技術(shù)又被稱為串聯(lián)式混合動力技術(shù)。目前,此類技術(shù)已經(jīng)在雪佛蘭車系的個別車型上得到應(yīng)用,取得了良好的應(yīng)用效果。增程式混合動力技術(shù)具有三大優(yōu)點,首先,應(yīng)用此類技術(shù)只要車內(nèi)存在燃料就能夠讓電動機工作,解決了人們對電池電量問題的擔(dān)憂;其次,應(yīng)用此類技術(shù)的車型,電池可以直接通過充電方式進行電力補償;另外,通過增程式混合動力技術(shù)在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用,能夠確保發(fā)動機在最佳狀態(tài)中工作,從而降低汽車使用中的油耗。
增程式混合動力也存在較為明顯的弊端,一方面,此類技術(shù)需要經(jīng)過兩次能源轉(zhuǎn)換,降低了工作效率;另一方面,此類技術(shù)只有電動機對車輛進行驅(qū)動,需要較大功率的電動機,而且,發(fā)動機的輸出功率以及電池都需要達到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,才能有效確保續(xù)航里程,因此,對發(fā)動機和電池的要求相對較高[2]。
②并聯(lián)式混合動力技術(shù)
并聯(lián)式混合動力在比亞迪系列部分車型中得到應(yīng)用,此類技術(shù)發(fā)動機既有發(fā)電功能又有驅(qū)動作用,車體內(nèi)部的發(fā)動機和電動機都能夠驅(qū)動車輪工作。并聯(lián)式混合動力技術(shù)具有成本低和扭矩大的優(yōu)點,車輛在駕駛中能夠產(chǎn)生強烈的推背感。但是,并聯(lián)式混合動力技術(shù)也存在較大缺點,此類技術(shù)發(fā)動機和電動機同時工作時間不會保持太長,影響到車輛的工作效率,此外,在車輛行駛中,只有發(fā)動機在運行,相比傳統(tǒng)的車輛節(jié)能效果不十分明顯。
③混聯(lián)式混合動力技術(shù)
混聯(lián)式混合動力技術(shù),發(fā)動機不但起到發(fā)電功能又起到驅(qū)動功能。目前,這種技術(shù)在凱美瑞個別車型中得到了應(yīng)用。混聯(lián)式混合動力技術(shù)將并聯(lián)式混合動力技術(shù)和增程式混合動力技術(shù)有效結(jié)合,利用動力分割機對發(fā)動機的動力進行有效分割,其中一部分作用于車輪驅(qū)動,另一部分用于發(fā)電,實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換,用于對電動機進行驅(qū)動?;炻?lián)式混合動力技術(shù)在車體上的應(yīng)用,可以擺脫充電條件的限制,能夠?qū)崿F(xiàn)電動機和發(fā)動機同時運轉(zhuǎn)?;炻?lián)式混合動力技術(shù)的應(yīng)用提高了車輛生產(chǎn)成本,同時也增加了車輛自身重量。
2.1.2 藍驅(qū)技術(shù)
藍驅(qū)技術(shù)以經(jīng)過優(yōu)化改進的TDI發(fā)動機技術(shù)作為核心技術(shù),利用能量回收技術(shù)提高汽車的駕駛性能,減少燃油消耗,降低車輛排放。目前,這種技術(shù)被大眾汽車所運用,藍驅(qū)POLO 成為此類技術(shù)的典型車型,通過藍驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用,能夠讓車輛駕駛效果得到充分體現(xiàn),燃油消耗實現(xiàn)最低化,成為領(lǐng)先世界的先進發(fā)動機技術(shù)。
2.1.3 壓燃技術(shù)
傳統(tǒng)的汽車生產(chǎn)中,通常采用火花塞點火或者活塞壓燃點火兩種方式,汽車壓燃技術(shù)將火花塞點火與活塞壓燃點火兩種方式有效結(jié)合,能夠讓汽車燃料同時燃燒,使燃油的使用率大幅度增加。此外,利用這種技術(shù)能夠讓發(fā)動機燃燒溫度下降,燃燒周期縮短,降低輻射熱傳導(dǎo),實現(xiàn)車輛的節(jié)能。
2.1.4 汽車節(jié)能設(shè)計
汽車自身設(shè)計對能源消耗也具有較大影響。隨著汽車生產(chǎn)技術(shù)的不斷提升,一些新理念應(yīng)用到汽車節(jié)能設(shè)計中,其中可變排量設(shè)計已經(jīng)在卡迪拉克車型上得到應(yīng)用,能夠在車輛不同的駕駛狀態(tài)下調(diào)節(jié)車輛排量和發(fā)動機功率,實現(xiàn)節(jié)能效果;另外,通過車輛自重和車體外形設(shè)計,也可以在一定程度上發(fā)揮節(jié)能減排的效果。
2.2.1 氫動力燃料技術(shù)
氫動力燃料技術(shù)在當(dāng)前一些高端車型中有所應(yīng)用,寶馬車系和本田車系具有典型應(yīng)用案例。氫動力燃料是綠色環(huán)保而且高效的新型燃料,受到當(dāng)前技術(shù)限制,現(xiàn)階段采用的大多為汽油與氫氣作為雙燃料動力系統(tǒng),相較于傳統(tǒng)燃料系統(tǒng),這種技術(shù)讓車輛生產(chǎn)成本得到有效控制,此類技術(shù)還處于不斷優(yōu)化階段。
2.2.2 電力驅(qū)動系統(tǒng)
電力驅(qū)動系統(tǒng)在新能源汽車生產(chǎn)中使用較為廣泛,電力驅(qū)動系統(tǒng)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的燃料作為車輛驅(qū)動能源,電力的使用讓車輛更加清潔、環(huán)保;電力驅(qū)動增加了輸出扭矩,使車輛的工作效率和運行質(zhì)量有所提高。另外,采用電力驅(qū)動,降低了車輛對能源的消耗,提高了車輛使用的經(jīng)濟效益。但是,從目前電力驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)展來看,車輛續(xù)航能力和動力充電還需要進一步提高,需要在安全性和可靠性方面加大研發(fā)力度[3]。
2.2.3 燃料電池系統(tǒng)
燃料電池技術(shù)在豐田系列和福特系列車型中應(yīng)用較多,這種技術(shù)將氫氣和甲醇作為主要燃料,通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽瑸檐囕v行駛提供能源和動力。這種技術(shù)具有高效和清潔的特點。但是這種技術(shù)產(chǎn)生的動力有限,需要與其他技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用才能發(fā)揮出良好的應(yīng)用效果。
汽車行業(yè)發(fā)展不僅提高人們生活質(zhì)量,還帶動了更多產(chǎn)業(yè)的共同進步。在當(dāng)前環(huán)保理念下,新能源和節(jié)能技術(shù)在汽車產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用必然將帶來重大的社會變革,促進社會發(fā)展和汽車科技進步。