汽車新能源與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究

1、    汽車新能源與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究    馮雅青 魏高飛摘 要：當前全球都面臨著能源問題，主要表現(xiàn)為能源儲量不足、能源利用效率低、現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)污染嚴重等方向。需要積極研究新能源作為替代，開發(fā)新的節(jié)能技術(shù)，從而降低汽車的能源消耗與環(huán)境污染，促進人類社會的持續(xù)發(fā)展。關(guān)鍵詞：節(jié)能環(huán)保；汽車新能源；節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用研究1 我國新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀車用燃料是支撐汽車工業(yè)發(fā)展的重要部分，目前絕大多數(shù)地區(qū)使用的汽車燃料多以石油產(chǎn)品中的汽油和柴油為主，但隨著我國經(jīng)濟水平的提升，各地區(qū)車輛保有數(shù)量直線上升，對燃料的需求量急劇膨脹，同時對環(huán)境的污染問題也日益嚴重。為了進一步的

2、改善這種現(xiàn)狀，各大汽車制造公司一方面采用技術(shù)改善的方式，改善汽車的結(jié)構(gòu)，另一方面，也在積極尋找代替汽油和柴油的新能源，積極進行新能源開發(fā)與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用。我國新能源汽車技術(shù)的研發(fā)工作可以追溯到上世紀90年代，經(jīng)過20多年的發(fā)展，現(xiàn)已具備發(fā)展新能源汽車的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，并且已經(jīng)分別完成了3類新能源汽車的功能性樣車試制、性能樣車試制以及產(chǎn)品樣車試制，可以說在新能源汽車技術(shù)的研發(fā)工作上取得了較大的突破性進展。在新能源汽車用動力蓄電池、驅(qū)動電機、燃料電池發(fā)動機等關(guān)鍵零部件技術(shù)、電子控制技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)上取得了較大進展，已初初形成新能源汽車關(guān)鍵零部件配套產(chǎn)業(yè)鏈。2汽車節(jié)能技術(shù)2.1汽車混合動力技術(shù)汽車混合動力

3、技術(shù)是當前汽車新能源與節(jié)能技術(shù)中發(fā)展較為成熟的一項技術(shù)，也是人們較為熟悉的技術(shù)。在汽車混合動力技術(shù)方面，豐田作為先行者憑借混合動力的環(huán)保理念取得了極好的成級。目前所采用的汽車混合動力技術(shù)，有汽油機與電動機混合、柴油機與電動機混合兩種。實際上，混合動力技術(shù)主要是應(yīng)用電動機和發(fā)動機相配合，以獲得加速成和爬坡等工況下所需要的爆發(fā)力，而在汽車高速巡航狀態(tài)時，則減少發(fā)動機出力，從而減少發(fā)動機的油耗。此外，混合動力技術(shù)還有能量回收技術(shù)的應(yīng)用，在汽車制動情況下，可以將制動所產(chǎn)生的熱量進行轉(zhuǎn)變，提供給電動機作為能量。通常情況下，混合動力汽車可以選擇單獨使用電動機驅(qū)動。從電機輸出功率在整個混合動力系統(tǒng)功率中所占

4、的比重來看，可分為混合動力系統(tǒng)、輕混合動力系統(tǒng)、中混合動力系統(tǒng)、完全混合動力系統(tǒng)。第一種混合動力系統(tǒng)所采用的混合動力，是在內(nèi)燃機上增加啟動電機的方是所獲取的，所采用的啟動電機是發(fā)電啟動一體式電動機，以此為基礎(chǔ)控制發(fā)動機啟動和停止。輕混合動力系統(tǒng)則采用集成啟動電機，這一第汽車減速成和制動時，能夠吸收部分能量，而在汽車行駛過程中發(fā)動機則等速運轉(zhuǎn)。中混合動力系統(tǒng)采用高電壓電機，當汽車在加入或大負荷狀態(tài)時，電機輔助驅(qū)動以補充發(fā)動機自身功率的不足。完全混合動力系統(tǒng)采用高壓啟動電機，其混合程度可達50%以上，是當前混合動力技術(shù)發(fā)展的主要方向。2.2藍驅(qū)技術(shù)藍驅(qū)技術(shù)是在原發(fā)動機和車型基礎(chǔ)上進行優(yōu)化，以降低汽

5、車燃油消耗的節(jié)能技術(shù)。相較于普通車型，應(yīng)用藍驅(qū)技術(shù)的車型調(diào)整了變速箱3擋到5擋的傳動比，使汽車在高速成巡航狀態(tài)下能夠更省油。同巔，藍驅(qū)技術(shù)還從空氣動力學(xué)原理出發(fā)，對車身設(shè)計進行了優(yōu)化，如底盤高度、風(fēng)阻系數(shù)、胎壓、滾動阻力等。2.3汽車壓燃技術(shù)目前汽車所采用的往復(fù)式內(nèi)燃機，所采用的燃料主要為汽油和柴油，汽油采用火花塞點火，柴油采用活塞壓燃方式點火，點火方式的不同使得紫油機壓縮比比汽油機更高，燃油效率相對較高，但汽油機所采用的火花塞點火方式，使其發(fā)動機工作震動小，噪音小。汽車壓燃技術(shù)則是將兩種技術(shù)進行融合所產(chǎn)生的新技術(shù)，采用汽車壓燃技術(shù)的發(fā)動機，其技術(shù)結(jié)構(gòu)相較于普通發(fā)動機更為復(fù)雜，其壓縮比更高，燃

6、料能在同一時間燃燒，從而提高了燃油使用率，同時由于采用了稀薄的混合氣壓縮點燃，能有直接通過調(diào)節(jié)噴油量來調(diào)節(jié)扭矩而不用節(jié)氣門。此外，由于采用壓燃技術(shù)，發(fā)動機燃燒溫度極低，能有效減少輻射熱傳遞，且燃燒周期短，其燃燒過程更多是化學(xué)反應(yīng)，在目前污車節(jié)能技術(shù)中發(fā)展相對成熟。3汽車新能源3.1氫動力技術(shù)氫動力目前主要應(yīng)用于寶馬和本田兩個汽車品牌之中。在寶馬汽車中，應(yīng)用了一套絕熱能力極佳的儲氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用多層復(fù)合金屬材質(zhì)，采用3mm中空設(shè)計，可以有效的將槽內(nèi)溫度保持在-250，用以儲存氣動力技術(shù)所采用氫氣燃料，能有效的將氫氣維持在液態(tài)情況下。雖然這個儲氣系統(tǒng)體積龐大，但能夠省卻安裝冷卻機構(gòu)的空間，因此可

7、以不增加體積和生產(chǎn)成本，同時不用增加機械結(jié)構(gòu)。不過氫動力技術(shù)最初設(shè)計的目的，并不是純粹氫燃料動力，而是采用汽油/氫氣雙燃料，真正使用氫單一燃料的車型在首批產(chǎn)品中僅有5輛。采用氫氣作為燃料，其燒燒特性同汽油并不相同，在采用汽油/氫氣雙燃料時，很難將燃燒效果最佳化，既便達到了，在進行汽油和氫氣燃料切換時，汽車動力也會產(chǎn)生明顯的落差。為此，在實際應(yīng)用中，對兩種燃料的動力曲線進行了限制，使得汽車動車受到部分限制，以使乘客感受不到切換時動力上產(chǎn)生的落差。3.2電力驅(qū)動技術(shù)電力驅(qū)動是將汽車汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機替換為電動機，采用電能作為能源，為汽車行駛提供動力。這種技術(shù)所采用的燃料清潮，同時輸出扭矩大，應(yīng)

8、用在汽車中有較好的經(jīng)濟效益。但是，采用電力驅(qū)動技術(shù)，其難點在于動力充電的問題，以及充電后汽車續(xù)航能力的問題，雖然目前應(yīng)用電動力技術(shù)的汽車已經(jīng)開始量產(chǎn)，但這兩個問題依然沒能得到良好的解決。實際上，電池技術(shù)是新能源汽車研究的關(guān)鍵性技術(shù)之一，目前主要集中在電池安全性、可靠性、輕量化等方面，需要重點支持驅(qū)動電機系統(tǒng)、電動空調(diào)、電動轉(zhuǎn)向、電動制動等能力。根據(jù)規(guī)劃，我國2015年，純電動乘用車、插電式混合動力乘用車最高車速成不低于100公里/小時，驅(qū)動能力與成本都將進一步得到改善。4促進新能源汽車技術(shù)與節(jié)能應(yīng)用的建議4.1加強對汽車節(jié)能產(chǎn)品的開放以及改進工作我國的國產(chǎn)汽車工業(yè)并不發(fā)達，在汽車制造技術(shù)也多借

9、鑒其他發(fā)達國家，在節(jié)能技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用方面，更是如此。新能源汽車技術(shù)的研發(fā)是建議在基礎(chǔ)汽車制造技術(shù)之上的，如果連基礎(chǔ)技術(shù)都掌握的不夠成熟的話，更罔論系能源技術(shù)的研發(fā)。因此，我國的汽車工業(yè)首先要進行改善的是自身的制造基礎(chǔ)，從傳統(tǒng)技術(shù)上尋找突破口，同時實行推廣新能源汽車以及傳統(tǒng)汽車產(chǎn)品的“兩手抓”政策，從里到外的促進我國汽車節(jié)能的進一步發(fā)展。4.2鼓勵并促進國內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)、創(chuàng)新發(fā)展新能源技術(shù)，最終的目的是為了進一步解決能源緊缺以及環(huán)境污染的現(xiàn)狀，為我國居民營造更好的生活環(huán)境。但發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)，是一項長遠的發(fā)展項目，需要長時間不斷的投入，并且具有極高的投資風(fēng)險。這種特點導(dǎo)致我國許多汽車生產(chǎn)企業(yè)對

10、于新能源技術(shù)開發(fā)產(chǎn)生怯步的心理，造成技術(shù)研發(fā)，創(chuàng)新止步不前的困局。這種背景下，我國政府應(yīng)該盡快采取相關(guān)政策改善，通過整合國內(nèi)科技、資金和人力資源，集中有限的資金和科研人員，采用與企業(yè)利益共享、風(fēng)險共擔，直接投人資金鼓勵研發(fā)新能源汽車關(guān)鍵的零部件，并且形成標準化和產(chǎn)業(yè)化。4.3加強新能源開發(fā)的管理工作目前在汽車新能源與節(jié)能技術(shù)的研發(fā)方面存在一些惡性競爭，例如上游產(chǎn)業(yè)與下游產(chǎn)業(yè)的不完全競爭，技術(shù)采用后各制造商之間的利益競爭等等，都制約了汽車新能源與節(jié)能技術(shù)的進一步發(fā)展。汽車的新能源開發(fā)與節(jié)能技術(shù)，不只是開發(fā)應(yīng)用本身，而是一個綜合性的大工程。有生產(chǎn)要素的合開利用、制度的完善、人員管理、汽車生產(chǎn)過程的高效性，通過先進的管理方式 與手段，達到實現(xiàn)新能源開發(fā)與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的目的。5結(jié)語在經(jīng)濟和科技高速發(fā)展的同時，能源危機和環(huán)境污染正成為影響人類生存和發(fā)展的重要問題，節(jié)能與環(huán)保正成為21世紀人類社會和諧發(fā)展的主題。汽車燃油消耗和廢氣排放，已經(jīng)成為能源危機和環(huán)境污染的主要誘因，為了人類社會的可持續(xù)發(fā)展，急需在汽車工業(yè)中應(yīng)用新能源與節(jié)能技術(shù)，以降低能源消耗和環(huán)境污染。研究汽車新能源與節(jié)能技術(shù)已經(jīng)成為汽車發(fā)展的重要方向，汽車動力正從汽油向清潔柴油、混合動力、燃料電池等方向過渡。本文就當前汽車新能源與節(jié)能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用進行了簡要的探討。參考文獻：1史永基，高雅利，王宇