李志超

摘 要：隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不斷提高，人民群眾的消費(fèi)能力顯著提高，汽車不再是一部分人專有的奢侈品，而變成了很多人都能擁有的生活必需品。近年來，我國的汽車總量逐漸增加，廢氣排放量也相應(yīng)增加，致使環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，最終導(dǎo)致城市居民的生活質(zhì)量嚴(yán)重下降。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 節(jié)能環(huán)保 混合動(dòng)力技術(shù)

Analysis of the Application of New Energy and Energy-saving Technologies for Automobiles

Li Zhichao

Abstract：With the continuous improvement of China's social and economic development level， the consumption power of the people has increased significantly. Cars are no longer exclusive luxury goods for some people， but have become daily necessities that many people can have. In recent years， the total number of automobiles in China has gradually increased， and exhaust emissions have also increased correspondingly， resulting in increasingly serious environmental pollution problems， and ultimately leading to a serious decline in the quality of life of urban residents.

Key words：new energy vehicles， energy saving and environmental protection， hybrid technology

1 引言

當(dāng)前，全球范圍內(nèi)氣溫不斷上升，世界各國的生態(tài)問題和環(huán)境問題異常嚴(yán)峻。造成這種情況的主要原因之一是廢氣排放量的逐漸增加。由于廢氣中含有一氧化碳和氮氧化物等有害物質(zhì)，其長期大量排放會(huì)造成嚴(yán)重的空氣污染，不僅降低了空氣質(zhì)量，而且還降低了人們的生活質(zhì)量，已經(jīng)成為世界各國普遍關(guān)注的焦點(diǎn)問題。

2 我國新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀

新能源汽車是指不使用傳統(tǒng)的汽油和柴油作為燃料，或者雖然使用常規(guī)的汽油或柴油作為燃料，但采用新型車載動(dòng)力裝置的汽車[1]。概括來說，新能源汽車，即采用先進(jìn)的動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù)、具有現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的新型汽車。當(dāng)前市場上的新能源汽車主要包括汽油—電動(dòng)混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車、氫能汽車和其他能源汽車。如今，使用汽油和柴油的汽車數(shù)量正在迅速增加，空氣污染變得越來越嚴(yán)重，在此種情況下，新能源汽車在汽車工業(yè)中成為不可或缺的一員，地位越來越重要。目前，我國政府也高度重視新能源技術(shù)的發(fā)展，并給予大力支持。我國在汽車工業(yè)發(fā)展過程中，越來越注重節(jié)約資源和綠色環(huán)保，嚴(yán)格要求車輛必須減少尾氣排放以免對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，并且不能過多地依賴煤炭資源，務(wù)必保證生態(tài)資源可以維持在相對(duì)較高的水平，在此基礎(chǔ)上，可以發(fā)展我國的新興產(chǎn)業(yè)。我國的新能源汽車是在20世紀(jì)90年代逐漸興起并獲得發(fā)展的。2001年，我國在863計(jì)劃中進(jìn)一步明確了純電動(dòng)汽車的發(fā)展目標(biāo)，這里所說的純電動(dòng)汽車就是新能源汽車的一種。此外，該計(jì)劃中還強(qiáng)調(diào)要大力發(fā)展混合動(dòng)力汽車與燃料電池汽車，將以上三種類型新能源汽車的發(fā)展規(guī)劃設(shè)計(jì)作為垂直方案。此外，還有一個(gè)水平方案，即大力發(fā)展多能源動(dòng)力總成控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力電池，由此形成了縱橫交織的網(wǎng)狀發(fā)展規(guī)劃，成為我國新能源汽車快速崛起的技術(shù)基礎(chǔ)和政策支持。

3 新能源汽車與節(jié)能環(huán)保概述

3.1 新能源汽車

為了更好地解決機(jī)動(dòng)車尾氣排放所造成的環(huán)境污染問題，我國對(duì)新能源汽車的產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計(jì)工作給予了高度重視。新能源汽車的本質(zhì)是使用非傳統(tǒng)燃料進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的汽車，或者是使用新型動(dòng)力系統(tǒng)的專用運(yùn)輸工具[2]。具體而言，新能源汽車是指將世界頂尖技術(shù)和先進(jìn)生產(chǎn)方式整合到汽車驅(qū)動(dòng)力操縱和驅(qū)動(dòng)的各個(gè)方面，以此為基本原理進(jìn)行研發(fā)創(chuàng)新所生產(chǎn)出的包含國際前沿技術(shù)的具有現(xiàn)代結(jié)構(gòu)的新型環(huán)保汽車。

3.2 節(jié)能環(huán)保

由于我國已經(jīng)進(jìn)入了新的發(fā)展階段，國家環(huán)境保護(hù)署一直致力于以節(jié)能環(huán)保為目標(biāo)進(jìn)行汽車產(chǎn)業(yè)的科學(xué)研究和實(shí)踐活動(dòng)?；诙嗄甑墓?jié)能環(huán)?？茖W(xué)研究和實(shí)踐活動(dòng)，現(xiàn)階段我國已擁有多種環(huán)保技術(shù)，其中包括節(jié)能技術(shù)、節(jié)煤技術(shù)、節(jié)油技術(shù)、節(jié)水技術(shù)，等等。目前，節(jié)約能源和環(huán)境保護(hù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括家庭消費(fèi)、工業(yè)生產(chǎn)消耗、環(huán)境保護(hù)和節(jié)能、建筑工程中的環(huán)境保護(hù)和節(jié)能以及道路設(shè)施的環(huán)境保護(hù)和節(jié)能。

4 新能源汽車節(jié)能技術(shù)

4.1 混合動(dòng)力汽車技術(shù)

到目前為止，石油和電力的混合技術(shù)屬于最好的節(jié)能和環(huán)保技術(shù)之一。此技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵是要在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)合理結(jié)合的基礎(chǔ)上，解決單邊驅(qū)動(dòng)力不足的問題。中國目前擁有三種混合動(dòng)力技術(shù)，包括串聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)、并聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)及混聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)，這三種混合動(dòng)力技術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用都與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)密切相關(guān)[3]。下面分別對(duì)這三種技術(shù)加以具體介紹。首先是串聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)。從技術(shù)角度來講，該系列汽車包括雪佛蘭-沃蘭達(dá)等。串聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)具有三個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：第一是可以長時(shí)間行駛，第二是可以隨時(shí)為可充電電池充電，第三是具有較舒適的室內(nèi)操作空間。其次是并聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)。這種技術(shù)在中國應(yīng)用得最為普遍，這也意味著該系列汽車在中國會(huì)越來越受歡迎，這一系列汽車包括本田CR-Z、別克君越eAssist、比亞迪汽車秦（BYD Auto-Qin）國產(chǎn)汽車模型。“秦”體內(nèi)有兩種動(dòng)力裝置，分別是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)。這兩個(gè)動(dòng)力裝置都可以短時(shí)間迅速驅(qū)動(dòng)并運(yùn)行。并聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)具有運(yùn)行成本低、開發(fā)扭矩大的優(yōu)點(diǎn)。最后是混聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)。采用此種技術(shù)的汽車系列包括豐田普銳斯、凱美瑞尊瑞、雷克薩斯CT200h、比亞迪F3DM。顧名思義，混聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)是一種采用新型環(huán)保節(jié)能材料并將并行和串行兩種技術(shù)結(jié)合在一起的混合動(dòng)力技術(shù)。與前兩種混合動(dòng)力技術(shù)相比，混聯(lián)式混合動(dòng)力技術(shù)在技術(shù)方面更加先進(jìn)，其具有環(huán)保節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，可以節(jié)省大量的成本。

4.2 車輛壓縮點(diǎn)火技術(shù)

目前中國大多數(shù)車輛仍在使用傳統(tǒng)點(diǎn)火方法，而在傳統(tǒng)點(diǎn)火方法中還有兩種較常見的方法，包括點(diǎn)火線圈點(diǎn)火和活塞桿壓縮點(diǎn)火[4]。與點(diǎn)火線圈點(diǎn)火相比，活塞桿壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比更高，但就汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲和振動(dòng)而言，它遠(yuǎn)不如點(diǎn)火線圈點(diǎn)火技術(shù)好。為了更合理地趨利避害，新能源汽車的壓縮點(diǎn)火技術(shù)吸收了兩種點(diǎn)火方法的優(yōu)點(diǎn)，摒棄了兩種點(diǎn)火方法的缺點(diǎn)。

4.3 汽車可變排量技術(shù)

可變排量技術(shù)最終被應(yīng)用于通用凱迪拉克汽車系列。作為當(dāng)時(shí)的試運(yùn)行汽車系列，它已經(jīng)開始銷售甚至逐漸脫銷，受到許多客戶的青睞。應(yīng)用到可變排量技術(shù)的汽車其發(fā)熱量也比較高，到目前為止，可變排量技術(shù)已成為最常用的節(jié)能環(huán)保技術(shù)之一。眾所周知，當(dāng)踩汽車制動(dòng)踏板，或者汽車處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，車輛的熱流會(huì)將熱量輸入到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，并用燃?xì)廨啓C(jī)將其點(diǎn)燃。由此可以合理地減小車輛的點(diǎn)火提前角，在整個(gè)收縮過程中，空氣壓縮所需的動(dòng)能還將伴隨著進(jìn)氣口相對(duì)密度的減小而持續(xù)降低。汽車可變排量技術(shù)的優(yōu)勢就是可以在不改變車輛發(fā)動(dòng)機(jī)容積的情況下合理地減小車輛點(diǎn)火提前角并使排量達(dá)到最小化。

4.4 汽車結(jié)構(gòu)節(jié)能環(huán)保技術(shù)

車輛的結(jié)構(gòu)和部件的設(shè)計(jì)與其自身的油耗有很大的關(guān)系。因此，室內(nèi)設(shè)計(jì)者試圖在設(shè)計(jì)過程中充分并高度重視車輛的結(jié)構(gòu)和部件對(duì)燃料消耗的危害，包括部件的結(jié)構(gòu)和凈重，盡可能使其符合節(jié)能環(huán)保原則。例如，更符合流體力學(xué)的流線型車身在車輛行駛時(shí)具有較小的摩擦阻力，從而實(shí)現(xiàn)了減小能耗、節(jié)能環(huán)保的目的。舉個(gè)例子，由于干燥的車輛在行駛時(shí)會(huì)直接與氣體接觸，并且氣體本身始終處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，因此氣體與車輛之間的接觸以及汽車自身的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)都會(huì)使其在行駛過程中產(chǎn)生摩擦阻力，因此設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)汽車系統(tǒng)時(shí)必須考慮所有因素，包括如何減少汽車的摩擦阻力和總迎風(fēng)面積。

5 有關(guān)新能源開發(fā)技術(shù)的科學(xué)研究

5.1 油和電混合技術(shù)

除了與節(jié)能和環(huán)保有關(guān)的研究外，還應(yīng)高度重視產(chǎn)品研發(fā)和新能源開發(fā)技術(shù)的實(shí)施。到目前為止，新能源開發(fā)技術(shù)的主要產(chǎn)品研發(fā)方向包括油電混合技術(shù)，氫能技術(shù)和燃料電池技術(shù)。目前在中國新能源汽車銷售市場上較為常見的汽車產(chǎn)品多為油電混合動(dòng)力汽車，汽車制造業(yè)在混合動(dòng)力技術(shù)應(yīng)用上的主要表現(xiàn)是發(fā)布了油電混合動(dòng)力汽車，其不僅采用電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，同時(shí)柴油機(jī)和汽油機(jī)也可以充分發(fā)揮作用，這就是當(dāng)今混合動(dòng)力名稱的由來。

5.2 氫能技術(shù)

我國的氫能技術(shù)屬于新能源開發(fā)技術(shù)相對(duì)普遍的研究內(nèi)容。氫動(dòng)力技術(shù)科學(xué)研究的關(guān)鍵體現(xiàn)在氫動(dòng)力汽車的發(fā)布和應(yīng)用中。與傳統(tǒng)的駕駛車輛相比，氫動(dòng)力車輛不會(huì)排放有害的廢氣，這在實(shí)際意義上保證了“零排放”的定義。氫能技術(shù)是目前最常見的新能源開發(fā)技術(shù)之一，它為新能源汽車的產(chǎn)品開發(fā)和制造奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。氫電雖然有益于環(huán)境，但是這項(xiàng)技術(shù)也有很大的缺點(diǎn)，例如科研費(fèi)用較高。與傳統(tǒng)汽車的技術(shù)成本相比，氫動(dòng)力汽車的技術(shù)成本要高出20%。但是，作為未來重要的產(chǎn)品研發(fā)方向，氫動(dòng)力的技術(shù)性可能是“利大于弊”。首先，氫能技術(shù)的轉(zhuǎn)化率很高，是普通新能源開發(fā)技術(shù)的2—3倍。其次，在可充電電池運(yùn)行期間，氫動(dòng)力技術(shù)沒有化學(xué)變化，具有零能耗和低噪音的優(yōu)點(diǎn)。

5.3 燃料電池技術(shù)

實(shí)際上，燃料電池汽車也可以被視為一種純電動(dòng)汽車。盡管如此，燃料電池汽車和普通的純電動(dòng)汽車之間仍然存在差異。例如，燃料電池汽車的電池可持續(xù)發(fā)電。當(dāng)發(fā)生功耗欠壓保護(hù)條件時(shí)，普通電池必須充滿電，與普通充電電池的性能相比，燃料電池具有自填充能量的特性，無需持續(xù)為電池充電。通常，燃料電池與普通充電電池相比具有許多優(yōu)點(diǎn)，到目前為止，最突出的優(yōu)點(diǎn)包括以下六個(gè)：一是零排放，二是提升車輛引擎點(diǎn)火效率，三是隔音效果非常好，四是燃料范圍廣，五是比能量高，六是更加可靠。通過對(duì)該領(lǐng)域燃料電池技術(shù)的深入分析，燃料電池呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢。

6 結(jié)語

總體而言，現(xiàn)階段中國市場上已經(jīng)有多種環(huán)保節(jié)能方法，這表明中國擁有較為完善的電氣設(shè)計(jì)和制造管理體系，各界人士對(duì)此都非常重視。新能源汽車的產(chǎn)品開發(fā)和實(shí)踐活動(dòng)在當(dāng)今汽車制造業(yè)得到了高度重視，并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)關(guān)注環(huán)保節(jié)能技術(shù)的發(fā)展趨勢和實(shí)際應(yīng)用，以確保民眾生活質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境效益相互促進(jìn)，保證可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)可以在我國盡快實(shí)現(xiàn)。

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