摘 要：綠色環(huán)保是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略要求，因此，強(qiáng)化新能源汽車的發(fā)展，進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的研究，是我國(guó)建設(shè)綠色環(huán)保型社會(huì)的必然要求，同時(shí)也是當(dāng)前時(shí)代發(fā)展中出現(xiàn)的新趨勢(shì)，更是我國(guó)綜合實(shí)力不斷提升的客觀要求。文章在研究中，聚焦這一課題，對(duì)相關(guān)工程應(yīng)用展開深入研究。

關(guān)鍵詞：汽車 新能源 節(jié)能技術(shù) 應(yīng)用研究 輕量化

1 緒論

隨著科技的進(jìn)步與發(fā)展，很多新能源產(chǎn)品被生產(chǎn)出來，不斷地替代著傳統(tǒng)能源。這些新能源不僅能夠讓汽車的出行需求得到較好的滿足，還能夠有效地減少傳統(tǒng)能源的消耗，降低或消除有害氣體，實(shí)現(xiàn)了保護(hù)環(huán)境的目標(biāo)。此外，節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步，讓汽車耗能大大降低，汽車的使用效益大幅提升。當(dāng)前，為了減少對(duì)傳統(tǒng)能源的消耗，我國(guó)正在大力推進(jìn)新能源汽車的發(fā)展，當(dāng)前的成效是比較顯著的。但是，對(duì)新能源汽車應(yīng)用格局進(jìn)行分析，不難發(fā)現(xiàn)很多地區(qū)對(duì)新能源汽車的接受度并不高，這是因?yàn)樾履茉雌囋诓糠值貐^(qū)的接受度并不高。因此，針對(duì)汽車新能源及節(jié)能技術(shù)展開研究，不斷推廣這些技術(shù)，對(duì)我國(guó)綠色環(huán)保事業(yè)的發(fā)展是極為有利的。

2 汽車新能源與節(jié)能技術(shù)的概述

汽車新能源是指以常規(guī)車用燃料之外的能源來驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行的能源。汽車新能源不僅具有污染小的優(yōu)勢(shì)，還具備可再生的特點(diǎn)，對(duì)我國(guó)當(dāng)前環(huán)境及能源領(lǐng)域的各種問題都能夠得到較好的解決。在使用新能源汽車的過程中，可以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的消耗，因此，也會(huì)減少污染氣體的排放。新能源汽車包括多種類型，例如電動(dòng)汽車、燃料電池電動(dòng)汽車等。

節(jié)能技術(shù)是能源使用之中一種高效使用能源的技術(shù)，技術(shù)應(yīng)用的目的就是提高能源利用率，降低能源消耗，立足更少的能源發(fā)揮更大的作用。汽車行業(yè)始終沒有停止對(duì)節(jié)能技術(shù)的研究，例如近年來國(guó)內(nèi)汽車領(lǐng)域研究出的藍(lán)驅(qū)技術(shù)、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)壓燃技術(shù)、汽車可變排量技術(shù)和汽車輕量化技術(shù)等節(jié)能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，達(dá)到了很好的節(jié)能效果。

3 應(yīng)用汽車新能源與節(jié)能技術(shù)的重要意義

首先，基于從環(huán)境及能源角度分析，需要盡快推進(jìn)新能源汽車的發(fā)展和節(jié)能技術(shù)的發(fā)展。傳統(tǒng)能源汽車在運(yùn)營(yíng)過程中，對(duì)于汽油和柴油的消耗是非常大的，消耗的是不可再生的石油能源，排放的尾氣中也存在很多對(duì)大氣造成污染，對(duì)人體造成傷害的氣體。因此，從環(huán)保及能源保護(hù)角度分析，研究新能源技術(shù)，找尋更多的節(jié)能技術(shù)，立足新能源對(duì)傳統(tǒng)能源進(jìn)行替代是非常重要的。不僅是減少污染的重要措施，更是民眾生活健康的重要保障[1]。

其次，在我國(guó)綜合實(shí)力提升過程中，汽車新能源及節(jié)能技術(shù)有著重要的影響。當(dāng)前背景下，綠色環(huán)保是大勢(shì)所趨。隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)健康有了更多的要求，在環(huán)保方面的認(rèn)知也不斷提高。因此，人們對(duì)汽車產(chǎn)品也有了更多的要求，除了出行功能之外，還希望汽車能夠更加環(huán)保和安全。

4 汽車新能源技術(shù)應(yīng)用分析

4.1 純電動(dòng)汽車

純電動(dòng)汽車是以電力為驅(qū)動(dòng)，配置動(dòng)力電池的汽車。目前在純電動(dòng)汽車領(lǐng)域的代表企業(yè)為特拉斯，首款電動(dòng)車為2008年上市的Roadster，如圖1所示。純電動(dòng)汽車相比傳統(tǒng)燃油車主要優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)導(dǎo)致氣體污染，減少能源消耗，降低尾氣排放，在行駛過程中聲音也很小。同時(shí)還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修便利等優(yōu)勢(shì)。但純電動(dòng)汽車目前還存在續(xù)航里程焦慮（尤其是低溫時(shí)）、充電時(shí)間長(zhǎng)、充電設(shè)施不足等劣勢(shì)。要盡快推廣電動(dòng)汽車，其一要不斷進(jìn)行動(dòng)力電池技術(shù)的研究，以更低的成本、更高的效率、更大的容量來滿足車輛運(yùn)行的需求，例如開發(fā)鋰離子電池、氫鎳電池、鋰聚合物電池等。

4.2 混合動(dòng)力汽車

混合動(dòng)力汽車是以電池和傳統(tǒng)燃油組合提供動(dòng)力的汽車，主要包括內(nèi)燃機(jī)、電動(dòng)機(jī)和動(dòng)力電池等?？煞譃榇?lián)系統(tǒng)、并聯(lián)系統(tǒng)和混聯(lián)系統(tǒng)3種動(dòng)力源組合類型，如圖2所示[2]。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力全部轉(zhuǎn)換成電能驅(qū)動(dòng)是串聯(lián)系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn)，俗稱增程式電動(dòng)汽車，代表車型為理想ONE。發(fā)動(dòng)機(jī)用于機(jī)械驅(qū)動(dòng)，電機(jī)用于能量回收和輔助驅(qū)動(dòng)是并聯(lián)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，本田IMA系統(tǒng)就是該類型的典型代表，代表車型雅閣插電混動(dòng)新能源。發(fā)動(dòng)機(jī)用于機(jī)械驅(qū)動(dòng)和電池充電，電機(jī)用于能量回收和輔助驅(qū)動(dòng)是混聯(lián)系統(tǒng)的主要技術(shù)特點(diǎn)，非常典型的混聯(lián)動(dòng)力系統(tǒng)是豐田THS系統(tǒng)和比亞迪DMi，代表車型普銳斯混合動(dòng)力轎車和比亞迪F3DM。

混合動(dòng)力汽車相對(duì)于傳統(tǒng)汽車，綜合性能更好，但是在排放方面并沒有達(dá)到零排放的目標(biāo)。但是此類車輛的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到比較完善的階段，因此，各大廠商都已經(jīng)開始大批量地生產(chǎn)此類產(chǎn)品。但是這類車輛僅僅能夠用于從油到電的過渡。

4.3 燃料電池電動(dòng)汽車

燃料電池電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)能源是燃料電池，例如天然氣、乙醇及氫氣等。而基于氫和氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)電的氫氧燃料電池是較為常見的燃料電池，其化學(xué)反應(yīng)不僅釋放電能，且產(chǎn)物為水，可最大化降低對(duì)環(huán)境的污染。世界首款量產(chǎn)氫燃料電池電動(dòng)汽車是由豐田汽車于2014年推出的Mirai汽車，如圖3所示[2]。相比時(shí)下主流的搭載動(dòng)力電池的電動(dòng)車，氫燃料電池車的最大優(yōu)勢(shì)在于，加氫跟加油一樣快速且不受氣溫影響，并且行駛過程中只排放水，同時(shí)具有高效能密度，因此在業(yè)內(nèi)有“終極環(huán)保車”之稱。然而，燃料電池電動(dòng)汽車也存在一些挑戰(zhàn)和問題。首先，氫氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。其次，燃料電池的成本較高，需要進(jìn)一步提高其性價(jià)比。此外，氫氣的生產(chǎn)和供應(yīng)設(shè)施也需要進(jìn)一步完善。

總的來說，燃料電池電動(dòng)汽車在所有的新能源汽車中，前景是非常好的，它的發(fā)展將推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)向更加環(huán)保、高效的方向發(fā)展。

4.4 太陽能汽車

太陽能汽車的驅(qū)動(dòng)能源是太陽能，此類汽車的供能是通過太陽能電池將光能轉(zhuǎn)化為電能，然后在電池中儲(chǔ)備起來，用于車輛動(dòng)力來源[3]。2022年荷蘭電動(dòng)汽車公司Lightyear推出全球首輛量產(chǎn)的太陽能汽車—Lightyear Zero（光年0號(hào)），如圖4所示。

太陽能汽車具有零排放、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，是未來可持續(xù)交通發(fā)展的重要方向之一。然而目前太陽能汽車還存在一些挑戰(zhàn)和問題，如受天氣和光照條件影響較大、太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效率不高、儲(chǔ)能電池容量有限、制造成本較高等。因此，突破和降低成本成為太陽能汽車發(fā)展的難點(diǎn)、痛點(diǎn)。

4.5 其他新能源汽車

除了以上提到的新能源汽車之外，還有可燃冰和二甲醚新能源汽車等?？扇急闹饕煞质羌淄椋淙紵当仁湍茉锤?，續(xù)航能力更高；且燃燒后產(chǎn)生的主要是二氧化碳和水，相比傳統(tǒng)燃油汽車，其排放更為環(huán)保。但是對(duì)于可燃冰技術(shù)的應(yīng)用目前還處于研究的階段，主要由于其開發(fā)的難度較高，成本高。二甲醚新能源汽車在運(yùn)行過程中，主要的驅(qū)動(dòng)燃料是二甲醚。近年來，國(guó)內(nèi)二甲醚汽車發(fā)展已經(jīng)取得一定成績(jī)，并已經(jīng)在城市公共汽車中得到了較好的發(fā)展。

5 汽車節(jié)能技術(shù)應(yīng)用分析

5.1 藍(lán)驅(qū)技術(shù)

為提高燃燒效率、減少汽車耗油量、降低排放，大眾汽車提出名為“藍(lán)驅(qū)技術(shù)”的革新計(jì)劃，主要以優(yōu)化后TDI發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)為主，包括起動(dòng)停車、再生制動(dòng)能量回收等一系列技術(shù)革新[1]。2006年，“藍(lán)驅(qū)POLO”是大眾汽車在日內(nèi)瓦車展上首次推出的帶環(huán)保標(biāo)簽——“藍(lán)驅(qū)”的車型。目前藍(lán)驅(qū)技術(shù)，已經(jīng)成為大眾車型中高質(zhì)量、低油耗車型的標(biāo)簽。

5.2 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)壓燃技術(shù)

壓燃技術(shù)，又稱作均質(zhì)充量壓縮點(diǎn)火（HCCI），汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒方式之一。其原理是在高壓縮比下，通過對(duì)燃料及空氣混合度的精準(zhǔn)控制，在壓縮沖程接近終了時(shí)，由缸內(nèi)的高溫高壓條件引發(fā)燃料的自燃，從而實(shí)現(xiàn)燃燒。壓燃技術(shù)具有高效、低排放和低噪音等優(yōu)點(diǎn)。馬自達(dá)汽車就引入了壓燃技術(shù)，在生產(chǎn)中使用均質(zhì)壓燃（HCCI）和火花控制壓燃點(diǎn)火（SPCCI）技術(shù)，從而生產(chǎn)出了汽油版壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)[4]，于2020年發(fā)布搭載全球首款汽油壓燃發(fā)動(dòng)機(jī)的MAZDA3昂克賽拉X壓燃尊榮版。在實(shí)驗(yàn)之中發(fā)現(xiàn)，引入壓燃技術(shù)之后，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率提高40%以上，燃油汽車行駛中的經(jīng)濟(jì)性也提升了20%-30%。

5.3 汽車可變排量技術(shù)

汽車可變排量技術(shù)是基于電腦控制技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行排氣量調(diào)節(jié)的技術(shù)，在當(dāng)前汽車已經(jīng)開始使用。這種技術(shù)是結(jié)合汽車實(shí)時(shí)動(dòng)力需求來對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排量進(jìn)行控制，讓做功氣缸能夠一直停留在大負(fù)荷狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標(biāo)[5]。這種技術(shù)可以提高燃油效率，減少排放，并提高駕駛性能。凱迪拉克系列轎車最早配備汽車可變排量技術(shù)，在不同的駕駛狀態(tài)下，車輛可配合調(diào)節(jié)排量和發(fā)動(dòng)機(jī)功率，使節(jié)能效果最大化。然而，由于其復(fù)雜性和成本，它通常只出現(xiàn)在高端或高性能車型上。

5.4 汽車輕量化技術(shù)

汽車輕量化技術(shù)是指通過采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念、材料和制造工藝，以降低汽車自身質(zhì)量，提高其燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能，同時(shí)保證汽車的安全性和舒適性。這種技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車工業(yè)發(fā)展的重要方向之一，整車設(shè)計(jì)過程中，將合金材料、復(fù)合材料等組合應(yīng)用，并對(duì)車輛結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行調(diào)整，可以有效地推進(jìn)整車輕量化發(fā)展。實(shí)驗(yàn)表明，如果車輛重量減少10%，則燃油效率能夠?qū)崿F(xiàn)6%-8%的提升；如果汽車的裝備能夠削減100kg，則百公里油耗可降低（0.3-0.6）L；如果車輛質(zhì)量減少1%，油耗減少0.7%[6]。因此，生產(chǎn)輕量化汽車已經(jīng)成為環(huán)保節(jié)能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要途徑之一。

6 結(jié)語

綜上所述，在我國(guó)汽車生產(chǎn)過程中，盡快引入新能源技術(shù)和節(jié)能技術(shù)，才能夠更好地推進(jìn)節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。因此，我國(guó)研究人員應(yīng)該不斷推進(jìn)這些技術(shù)的研究，爭(zhēng)取早日應(yīng)用于汽車生產(chǎn)之中。

參考文獻(xiàn)：

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