浅谈汽车新能源与节能技术的应用

刘胜男

中科院沈阳计算技术研究所 辽宁省沈阳市 110000

随着科技的进步，人们的生活水平越来越高，汽车这种便捷的交通工具也被越来越多的人所拥有，汽车的数量也在飞速增长，但是随之而来的是能源危机和环境污染给人们的生活和生存环境带来的威胁，由于石油资源的大量开采和使用，不可再生能源越来越少，面临枯竭，能源出现了危机，而且汽车在不断地排放温室气体和有毒有害气体，污染了地球大气层，影响了人们居住的家园。所以，当前迫在眉睫的是研究出新能源以及节能技术来对这些问题进行解决，研制出新能源汽车取代原有的燃油汽车来对环境污染进行遏制，当前研制新能源汽车也成为了汽车领域的一个比较热门的方向，汽车的动力从之前的汽油柴油向汽油天然气等混合动力转变，后又向电能清洁能源转变，本文主要讨论了汽车领域的新能源的发展和应用。

1 我国新能源汽车发展现状

新能源汽车是指不使用传统的汽油柴油等作为动力来源的汽车，或者是采用汽油柴油作为动力，采用新型的车用动力装置的汽车，新能源汽车的动力控制和驱动均是采用的当前最为先进的技术，总的来说，新能源汽车是原理先进、采用新型的技术、使用新结构的汽车。目前市面上有的新能源汽车有混合动力汽车、电动汽车、燃料电池汽车、氢能源汽车和其他能源汽车等。

如今汽油柴油汽车数量飞速增长，环境污染日趋严重，所以新能源汽车已经成为了汽车领域一个必需的方向，我国当前也很重视新能源的发展，大力支持发展新能源汽车。

我国的汽车工业越来越重视资源节约型和环境友好型这个特点，主要是要求汽车必须减少污染气体的排放、不再过度依赖石油资源，这样第一可以将国家的自然资源能够最大程度地保护，而且还可以发展国家的新型产业。

我国的新能源汽车的发展是从上个世纪90年代开始的，在2001年，我国的863计划将电动汽车的发展列为了专项，这里的电动汽车主要是纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车这三类汽车，而且将这三类汽车称为三个纵向计划，另外还有三个横向计划，它们是汽车的多能源集成控制、汽车的驱动电机设计、汽车的蓄电池技术，横向计划和纵向计划综合发展，目前在该领域的研究能够紧随世界上的新能源汽车的发展步伐。

关于新能源汽车的发展，无论是国家还是地方政府都高度重视，而且出台了很多关于新能源汽车发展的政策，汽车企业也高度重视新能源汽车的发展，组建研究小组研制新能源汽车，将类似于电动汽车在内的新能源汽车列入自己内部的企业产品规划。另外关于新能源汽车的相关标准和法律也逐渐制定，这使得新能源汽车产业化成为可能。人们对于新能源汽车的认知也逐渐深入，很多人都支持研制新能源汽车。这些条件和因素使得我国具备了良好的环境来进行新能源汽车的研发，它在我国具备良好的前景。

2 汽车节能技术

2.1 汽车混合动力技术

汽车混合动力技术是当前新能源汽车发展过程中使用的一项发展比较成熟的节能技术，这项技术是指在汽车中使用混合动力，当前如丰田公司就在这方面做的很出色，主要采用的技术是发动机和电动机的混合，这种技术主要的好处是当电动机和发动机配合使用的时候可以具备强大的动力，在爬坡等类似于需要动力的场合适合发动机和电动机同时提供动力，这样可以具备强大的动力，在汽车正常行驶的时候则减少发动机的出力，这样可以减少发动机的气体排放量，一定程度保护环境，当发动机发热以及汽车制动的时候产生的能量还可以转换为电能储存起来供给电动机使用。

混合动力系统可分为以下几类，第一是混合动力系统，这种是在发动机上增设电动机，这种是很常见的，电动机又具有启动内燃机的功能又具备发电的功能；第二种是轻混合动力系统，这种是电动机的数量增多，采用电动机集成的形式，当汽车刹车或者制动的时候可以吸收能量，其余状态则发电；第三种是中混合动力系统，这种采用的是高电压电机，当汽车动力不足的情况下靠电动机提供动力进行运行；第四种是完全混合动力系统，由于混合程度已经超过一半，所以这种类型是当前研究的热门，也是混合动力技术汽车发展的方向。

2.2 蓝驱技术

蓝驱技术是对发动机和车的外型进行优化，一定程度达到省油的目的。对于一般的普通车，蓝驱技术调整了发动机变速箱的3档到5档的传动比，这样可以在汽车进行高速行驶的时候更加节能。此外该技术也包含对汽车的外型进行改进，比如研究空气流体力学，采用调整汽车底盘的高度等参数来提升汽车的性能。

2.3 汽车压燃技术

汽车压燃技术是主要针对污染物排放量大的车进行设计的，它是在原有发动机点火方式的基础之上发展的。发动机分为汽油机和柴油机，汽油机的点火方式是火花塞点火，这种方式汽油的压缩程度低，点火产生的热量大，噪声低，柴油机采用的是压缩空气点火，这种方式使得柴油机的压缩程度高，燃油的效率也高。汽车压燃技术就是将这两种发动机的点火方式结合的新技术，这种发动机的结构复杂，压缩比更高，燃料燃烧充分，而且能够通过调节喷油嘴的喷油量来调节发动机的扭矩，采用压燃技术可以继承柴油机压燃技术的优点，发动机运行的时候产生的热量少，减少了热的传递，保护了汽车。

3 汽车新能源

汽车的新能源种类比较多，最常见的三种新能源在此介绍，第一是氢能源技术，第二是电力驱动技术，第三是燃料电池技术，分别如下。

3.1 氢动力技术

氢动力技术是指采用氢气作为能源的汽车动力技术，目前宝马和本田品牌汽车研制的比较成功。氢气的储存环境必须是零下250摄氏度，只有在这种环境之下氢气才能保持液态，液态氢气存储于金属罐之中，金属罐为了达到保温效果采用了真空外壳设计，设计了厚度达3mm的真空壳壁，这样可以达到绝热的作用，使氢气保存在储气罐之中。这样的设计可以节省很多空间，因为并不需要冷却装置所以不用采用多与的机械装置了，氢动力其实并不全是氢气提供能源，绝大多数车还是采用汽油和氢气的混合能源。

在氢动力汽车形式的时候由于氢气和汽油的燃烧效果相差太大所以在进行氢气和汽油的燃料切换的时候很容易产生振动和噪声，最主要的是动力会得到恢复，所以针对氢气和汽油这两种燃料进行了分析，改变动力曲线，使得汽车发动机的动力得到一定程度的限制，让两种能源在进行切换的时候乘客感受到舒适。

3.2 电力驱动技术

电力驱动技术是指将原来的汽油和柴油发动机完全取代，换成电动机，电动机的能量由电池供给，这种汽车的输出扭矩也比较大，能满足正常行驶的要求，完全无污染，但是这种车的难点在于电池的续航能力差，而且电池的更换比较麻烦，所以针对这种技术，最主要的还是解决电池的问题，电池技术目前也是研究的一个新兴技术，电池的安全性、轻量化是不得不解决的问题。

3.3 燃料电池技术

燃料电池的种类非常多，最常用的是氢气-甲醇燃料电池，目前已经在福特、丰田和通用汽车品牌中应用，这种燃料电池是氢气和甲醇发生化学反应产生电能提供给电动机，这种燃料电池非常环保，不会产生有害物质，但是这种电池的动力小，需要成组使用才能满足动力需求。

4 结语

当前全球都面临着能源问题，主要表现为能源储量不足、能源利用效率低、现有能源结构污染严重等方向。需要积极研究新能源作为替代，开发新的节能技术，从而降低汽车的能源消耗与环境污染，促进人类社会的持续发展。发展新能源汽车对于我国汽车工业来说是千载难逢的机遇，让我国汽车工业可通过对全新领域的探索，跨越传统汽车领域技术壁垒，而与世界汽车强国站在同一起跑线上。应充分调动社会各方面的力量，发挥政策和市场的双重推动作用，优化新能源汽车产业技术和产业化资源配置，从而促进新能源汽车技术水平和产业化发展水平的提高，朝新能源汽车强国迈进。