汽车新能源与节能技术应用研究

2020-02-18贵州电子科技职业学院贵阳市550025张红琼

石河子科技 2020年1期

（贵州电子科技职业学院，贵阳市，550025）张红琼

我国传统汽车燃料主要来自于石油产品，包括汽油、柴油和液化气，以石油产品作为燃料的主要弊端在于燃料燃烧后产生碳氧化合物和醛类，不仅给人体带来危害，也会给大气环境带来污染。近年来，我国加大了环境治理力度，社会各界对汽车新能源和节能技术应用给予了高度关注，加强汽车新能源与节能技术研究必然能够促进我国汽车产业的发展。

1 汽车新能源与节能技术应用的重要意义

1.1 降低石油产品消耗

我国传统汽车燃料以汽油和柴油为主，这些燃料都利用石油经过加工和提炼而成。我国是能源消耗大国，工业生产中对石油产品依赖性较高，而且，我国也是最大的石油进口国，石油对外依存度达到67%以上，仅从2017 年我国石油进口量来看，就已经达到了3.96亿吨。而且，近年来随着汽车产业的不断扩大，汽车保有量的不断增加，这个数据也在不断增加。预计2020年，我国石油需求总量将超过6.1亿吨。

汽车新能源与节能技术研究和应用，将降低我国汽车行业对石油产品的依赖，降低石油燃料的消耗。因此，汽车新能源与节能技术能够有效缓解我国石油产品进口压力，延长能源使用时间，从而促进我国社会发展。

1.2 适应社会发展需求

汽车的普及加大了汽车尾气的排放，给我国自然环境保护带来了较大压力。近年来，我国空气质量受到汽车尾气排放影响较大，很多地区频繁出现雾霾天气，温室效应也较为严重。环境污染问题不仅受到社会各界的高度重视，同样也受到世界的关注。加强汽车新能源和节能技术研究与应用，将会降低环境污染，改善空气质量，从而提高人们生活质量，发展新能源和节能汽车产业已经成为社会发展的必然趋势[1]。

2 汽车新能源与节能技术的应用

2.1 汽车节能技术

2.1.1 汽车混合动力技术

近年来，汽车产业的发展加快了汽车节能技术的优化和创新，混合动力技术已经成为当前汽车产业较为先进的节能技术。混合动力技术是利用发动机与电动机的有效组合，实现能量的转换，从而达到节能的目的。混合动力分为增程式混合动力、并联式混合动力和混联式混合动力。

①增程式混合动力技术

增程式混合动力主要表现特点为发动机只具有发电功能，不参与直接驱动，增程式混合动力技术又被称为串联式混合动力技术。目前，此类技术已经在雪佛兰车系的个别车型上得到应用，取得了良好的应用效果。增程式混合动力技术具有三大优点，首先，应用此类技术只要车内存在燃料就能够让电动机工作，解决了人们对电池电量问题的担忧；其次，应用此类技术的车型，电池可以直接通过充电方式进行电力补偿；另外，通过增程式混合动力技术在汽车生产中的应用，能够确保发动机在最佳状态中工作，从而降低汽车使用中的油耗。

增程式混合动力也存在较为明显的弊端，一方面，此类技术需要经过两次能源转换，降低了工作效率；另一方面，此类技术只有电动机对车辆进行驱动，需要较大功率的电动机，而且，发动机的输出功率以及电池都需要达到相应的标准和规范，才能有效确保续航里程，因此，对发动机和电池的要求相对较高[2]。

②并联式混合动力技术

并联式混合动力在比亚迪系列部分车型中得到应用，此类技术发动机既有发电功能又有驱动作用，车体内部的发动机和电动机都能够驱动车轮工作。并联式混合动力技术具有成本低和扭矩大的优点，车辆在驾驶中能够产生强烈的推背感。但是，并联式混合动力技术也存在较大缺点，此类技术发动机和电动机同时工作时间不会保持太长，影响到车辆的工作效率，此外，在车辆行驶中，只有发动机在运行，相比传统的车辆节能效果不十分明显。

③混联式混合动力技术

混联式混合动力技术，发动机不但起到发电功能又起到驱动功能。目前，这种技术在凯美瑞个别车型中得到了应用。混联式混合动力技术将并联式混合动力技术和增程式混合动力技术有效结合，利用动力分割机对发动机的动力进行有效分割，其中一部分作用于车轮驱动，另一部分用于发电，实现能量的转换，用于对电动机进行驱动。混联式混合动力技术在车体上的应用，可以摆脱充电条件的限制，能够实现电动机和发动机同时运转。混联式混合动力技术的应用提高了车辆生产成本，同时也增加了车辆自身重量。

2.1.2 蓝驱技术

蓝驱技术以经过优化改进的TDI发动机技术作为核心技术，利用能量回收技术提高汽车的驾驶性能，减少燃油消耗，降低车辆排放。目前，这种技术被大众汽车所运用，蓝驱POLO 成为此类技术的典型车型，通过蓝驱技术的应用，能够让车辆驾驶效果得到充分体现，燃油消耗实现最低化，成为领先世界的先进发动机技术。

2.1.3 压燃技术

传统的汽车生产中，通常采用火花塞点火或者活塞压燃点火两种方式，汽车压燃技术将火花塞点火与活塞压燃点火两种方式有效结合，能够让汽车燃料同时燃烧，使燃油的使用率大幅度增加。此外，利用这种技术能够让发动机燃烧温度下降，燃烧周期缩短，降低辐射热传导，实现车辆的节能。

2.1.4 汽车节能设计

汽车自身设计对能源消耗也具有较大影响。随着汽车生产技术的不断提升，一些新理念应用到汽车节能设计中，其中可变排量设计已经在卡迪拉克车型上得到应用，能够在车辆不同的驾驶状态下调节车辆排量和发动机功率，实现节能效果；另外，通过车辆自重和车体外形设计，也可以在一定程度上发挥节能减排的效果。

2.2 汽车新能源

2.2.1 氢动力燃料技术

氢动力燃料技术在当前一些高端车型中有所应用，宝马车系和本田车系具有典型应用案例。氢动力燃料是绿色环保而且高效的新型燃料，受到当前技术限制，现阶段采用的大多为汽油与氢气作为双燃料动力系统，相较于传统燃料系统，这种技术让车辆生产成本得到有效控制，此类技术还处于不断优化阶段。

2.2.2 电力驱动系统

电力驱动系统在新能源汽车生产中使用较为广泛，电力驱动系统的应用改变了传统的燃料作为车辆驱动能源，电力的使用让车辆更加清洁、环保；电力驱动增加了输出扭矩，使车辆的工作效率和运行质量有所提高。另外，采用电力驱动，降低了车辆对能源的消耗，提高了车辆使用的经济效益。但是，从目前电力驱动系统发展来看，车辆续航能力和动力充电还需要进一步提高，需要在安全性和可靠性方面加大研发力度[3]。

2.2.3 燃料电池系统

燃料电池技术在丰田系列和福特系列车型中应用较多，这种技术将氢气和甲醇作为主要燃料，通过化学反应转变为电能，为车辆行驶提供能源和动力。这种技术具有高效和清洁的特点。但是这种技术产生的动力有限，需要与其他技术联合应用才能发挥出良好的应用效果。