汽车新能源与节能技术应用

2019-11-26鲁守卿

大众汽车 2019年5期

关键词：氢气电动机燃料

鲁守卿

重庆交通职业学院重庆 402247

现如今，我国科学技术不断完善，汽车成为了人们日常出行的必备交通工具，但同时也带来了较大的能源消耗，甚至出现了严重的资源和能源危机。对此，应积极研究新能源汽车，并在汽车生产中应用节能技术，以推动汽车新能源技术的开发和应用。

1 汽车新能源与节能技术开发的意义

1.1 缓解能源供应矛盾

燃料是汽车驱动的物质基础，汽油和柴油是最为常用的汽车燃料，而石油是汽油和柴油的主要来源。现阶段，汽车数量持续走高，随之而来的是石油储量的锐减。我国石油总量的3成全部用于汽车燃料，如无法及时改变现状，则会消耗大量石油资源，甚至引发资源枯竭。因此应积极开发新能源，减少石油能源的消耗，解决新能源供求矛盾。现代社会发展中，各国十分重视环境保护，在节能的同时还要保护生态环境，控制污染气体的排放，减轻环境污染。

1.2 顺应社会发展趋势

我国十分重视可持续发展，且人们的环保意识不断增强，环境保护成为了社会发展的重要任务。新能源汽车能够满足上述要求，故而发展新能源汽车成为了国家、政府和人民的共同愿望。但新能源发展道路曲折，需要投入更多的精力，相关部门需加大力度研究新能源技术，促进社会的稳步前行。

2 节能技术研究

2.1 混合动力技术

（1）增程式混合动力技术

该技术也被人们称为串联式混合动力技术，该技术只需燃料支持，无需担心电量不足，汽车电池支持充电，可保持在最佳转速，降低了汽车的油耗。但是其也存在着一定的不足。如能源需经两次转换，效率较低。电动机是车辆驱动力的主要来源，因此电机功率较大，为确保电动机的续航满足车辆运行要求，对发动机的功率和电池容量要求十分严格。

（2）并联式混合动力技术

该技术成本较低，仅需在车内设置电动机和电池，同时其起步扭矩较大，推背感较强。但是该技术的缺点也十分明显。比如，电动机和发动机同时工作的时间较短，无法保证长时间的高扭矩状态，且在正常行驶时电动机不工作，发动机独自运转，汽车油耗较大。

（3）混联式混合动力技术

该技术融合了增程混合动力技术和并联式混合动力技术的特征。混联式混合动力技术中，动力分割机分割了发动机动力，一部分动力用于车轮启动，一部分动力用于电机发电，电能可用于电动机驱动和运转。电动机应用的频率更高。该技术打破了充电桩的限制，可维持电动机和发动机的长时间稳定工作，但是其结构复杂度高，需要投入较高的成本，汽车的自重较大。

2.2 压燃技术

传统的汽车点火方式主要有火花塞点火及活塞压燃点火。其中，活塞压燃点火的压缩比较高，火花塞点火方式发动机运行时的噪音和振动幅度较小。将两种点火方式充分结合，适度提高发动机压缩比，可确保更多燃料同时燃烧，减少汽车的油耗。压燃技术可有效降低发动机的燃烧温度，减少热传递，且燃烧的时间较短，真正实现了节约能源的目的。

2.3 可变排量技术

可变排梁技术也被人们称为切缸工作循环，该技术结合空气的热胀冷缩原理，汽车刹车或减速时，汽车热气管道向发动机中输入热空气，减少了内燃机燃烧中的能源消耗。再者，空气密度下降也使其空燃比处于理想状态，减少了喷油量，进气密度也随之下降。压缩进程中，压缩空气所需要的能量也有所下降，若发动机体积不发生明显的变化，则汽车在刹车和怠速时也可降低发电机的功率，从而减少喷油，降低排放量。

2.4 结构节能技术

（1）车身设计节能

汽车运行中空气也在不断运动，汽车与空气之间的相对运动会引发较大的阻力。汽车与空气间的相对运动速率较高，若要降低空气阻力，一方面需采取有效措施减小汽车空气阻力系数，另一方面也可缩小汽车的迎风面积。

（2）车辆自重节能

车辆的自重越大，车辆的油耗就越高，所以，严格控制车辆的自重也是降低油耗的有效措施。采用镁合金、铝合金等材料制造汽车，能够有效降低汽车的自重。

3 新能源技术分析

3.1 汽车氢动力技术

氢气动力技术在本田和宝马汽车中得到广泛应用。该技术主要采用多层复合金属材料，采用中空技术，其厚度仅为3mm，同时，槽内的温度不得超过250℃，为汽车提供动力。该技术以氢气为燃料，利用液体氢气来保证汽车的稳定运行。该系统体积较大，省去了冷却机安装所需的空间，降低了工程的生产成本。在保证体积一定的条件下，不改变机械结构。但是该技术主要采用氢气和汽油为原材料，成为了限制技术推广的主要因素。若采用氢气，氢气燃烧后所产生的气体性质不同于汽油燃烧后所产生的气体。在混合氢气和汽油混合燃料时，无法保证气体完全燃烧，这使得汽车动力的差距较大，两种燃料的动力曲线也在一定程度上受到了限制，控制了动力落差的负面影响。

3.2 电力驱动技术

电力驱动技术是将汽油或柴油发动机变为电动机，电动机释放的电能可为汽车运行提供动力来源。电力驱动技术具有较大的经济效益，但是其充电难度较大，汽车在运行时会耗尽电能。电力驱动汽车虽然取得了一定的进步，但是充电困难和电能耗尽问题尚未解决。电力驱动技术在汽车新能源发展中是研究的重点。如今，汽车产业十分重视电池的安全性、可靠性和轻便性。因此，我国也将电动机系统和电动机专项及制动作为研究的重点内容，当前纯电动汽车和插电式混合动力汽车驾驶速度尚未超过一百公里。驱动成本控制和驱动能力均需不断改进。