汽车新能源以及节能技术的应用分析

李志超

摘 要：随着我国社会经济发展水平的不断提高，人民群众的消费能力显著提高，汽车不再是一部分人专有的奢侈品，而变成了很多人都能拥有的生活必需品。近年来，我国的汽车总量逐渐增加，废气排放量也相应增加，致使环境污染问题日益严重，最终导致城市居民的生活质量严重下降。

关键词：新能源汽车 节能环保 混合动力技术

Analysis of the Application of New Energy and Energy-saving Technologies for Automobiles

Li Zhichao

Abstract：With the continuous improvement of China's social and economic development level， the consumption power of the people has increased significantly. Cars are no longer exclusive luxury goods for some people， but have become daily necessities that many people can have. In recent years， the total number of automobiles in China has gradually increased， and exhaust emissions have also increased correspondingly， resulting in increasingly serious environmental pollution problems， and ultimately leading to a serious decline in the quality of life of urban residents.

Key words：new energy vehicles， energy saving and environmental protection， hybrid technology

1 引言

当前，全球范围内气温不断上升，世界各国的生态问题和环境问题异常严峻。造成这种情况的主要原因之一是废气排放量的逐渐增加。由于废气中含有一氧化碳和氮氧化物等有害物质，其长期大量排放会造成严重的空气污染，不仅降低了空气质量，而且还降低了人们的生活质量，已经成为世界各国普遍关注的焦点问题。

2 我国新能源汽车的发展现状

新能源汽车是指不使用传统的汽油和柴油作为燃料，或者虽然使用常规的汽油或柴油作为燃料，但采用新型车载动力装置的汽车[1]。概括来说，新能源汽车，即采用先进的动力控制和驱动技术、具有现代结构的新型汽车。当前市场上的新能源汽车主要包括汽油—电动混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、氢能汽车和其他能源汽车。如今，使用汽油和柴油的汽车数量正在迅速增加，空气污染变得越来越严重，在此种情况下，新能源汽车在汽车工业中成为不可或缺的一員，地位越来越重要。目前，我国政府也高度重视新能源技术的发展，并给予大力支持。我国在汽车工业发展过程中，越来越注重节约资源和绿色环保，严格要求车辆必须减少尾气排放以免对生态环境造成严重污染，并且不能过多地依赖煤炭资源，务必保证生态资源可以维持在相对较高的水平，在此基础上，可以发展我国的新兴产业。我国的新能源汽车是在20世纪90年代逐渐兴起并获得发展的。2001年，我国在863计划中进一步明确了纯电动汽车的发展目标，这里所说的纯电动汽车就是新能源汽车的一种。此外，该计划中还强调要大力发展混合动力汽车与燃料电池汽车，将以上三种类型新能源汽车的发展规划设计作为垂直方案。此外，还有一个水平方案，即大力发展多能源动力总成控制系统、驱动电机和动力电池，由此形成了纵横交织的网状发展规划，成为我国新能源汽车快速崛起的技术基础和政策支持。

3 新能源汽车与节能环保概述

3.1 新能源汽车

为了更好地解决机动车尾气排放所造成的环境污染问题，我国对新能源汽车的产品开发和设计工作给予了高度重视。新能源汽车的本质是使用非传统燃料进行驱动的汽车，或者是使用新型动力系统的专用运输工具[2]。具体而言，新能源汽车是指将世界顶尖技术和先进生产方式整合到汽车驱动力操纵和驱动的各个方面，以此为基本原理进行研发创新所生产出的包含国际前沿技术的具有现代结构的新型环保汽车。

3.2 节能环保

由于我国已经进入了新的发展阶段，国家环境保护署一直致力于以节能环保为目标进行汽车产业的科学研究和实践活动。基于多年的节能环保科学研究和实践活动，现阶段我国已拥有多种环保技术，其中包括节能技术、节煤技术、节油技术、节水技术，等等。目前，节约能源和环境保护的主要应用领域包括家庭消费、工业生产消耗、环境保护和节能、建筑工程中的环境保护和节能以及道路设施的环境保护和节能。

4 新能源汽车节能技术

4.1 混合动力汽车技术

到目前为止，石油和电力的混合技术属于最好的节能和环保技术之一。此技术的应用关键是要在汽车发动机和电动机合理结合的基础上，解决单边驱动力不足的问题。中国目前拥有三种混合动力技术，包括串联式混合动力技术、并联式混合动力技术及混联式混合动力技术，这三种混合动力技术在实践中的应用都与汽车发动机和电动机密切相关[3]。下面分别对这三种技术加以具体介绍。首先是串联式混合动力技术。从技术角度来讲，该系列汽车包括雪佛兰-沃兰达等。串联式混合动力技术具有三个显著优点：第一是可以长时间行驶，第二是可以随时为可充电电池充电，第三是具有较舒适的室内操作空间。其次是并联式混合动力技术。这种技术在中国应用得最为普遍，这也意味着该系列汽车在中国会越来越受欢迎，这一系列汽车包括本田CR-Z、别克君越eAssist、比亚迪汽车秦（BYD Auto-Qin）国产汽车模型。“秦”体内有两种动力装置，分别是汽车发动机和电动机。这两个动力装置都可以短时间迅速驱动并运行。并联式混合动力技术具有运行成本低、开发扭矩大的优点。最后是混联式混合动力技术。采用此种技术的汽车系列包括丰田普锐斯、凯美瑞尊瑞、雷克萨斯CT200h、比亚迪F3DM。顾名思义，混联式混合动力技术是一种采用新型环保节能材料并将并行和串行两种技术结合在一起的混合动力技术。与前两种混合动力技术相比，混联式混合动力技术在技术方面更加先进，其具有环保节能的优点，可以节省大量的成本。

4.2 车辆压缩点火技术

目前中国大多数车辆仍在使用传统点火方法，而在传统点火方法中还有两种较常见的方法，包括点火线圈点火和活塞杆压缩点火[4]。与点火线圈点火相比，活塞杆压缩点火发动机的压缩比更高，但就汽车发动机的噪声和振动而言，它远不如点火线圈点火技术好。为了更合理地趋利避害，新能源汽车的压缩点火技术吸收了两种点火方法的优点，摒弃了两种点火方法的缺点。

4.3 汽车可变排量技术

可变排量技术最终被应用于通用凯迪拉克汽车系列。作为当时的试运行汽车系列，它已经开始销售甚至逐渐脱销，受到许多客户的青睐。应用到可变排量技术的汽车其发热量也比较高，到目前为止，可变排量技术已成为最常用的节能环保技术之一。众所周知，当踩汽车制动踏板，或者汽车处于待机状态时，车辆的热流会将热量输入到汽车发动机，并用燃气轮机将其点燃。由此可以合理地减小车辆的点火提前角，在整个收缩过程中，空气压缩所需的动能还将伴随着进气口相对密度的减小而持续降低。汽车可变排量技术的优势就是可以在不改变车辆发动机容积的情况下合理地减小车辆点火提前角并使排量达到最小化。

4.4 汽车结构节能环保技术

车辆的结构和部件的设计与其自身的油耗有很大的关系。因此，室内设计者试图在设计过程中充分并高度重视车辆的结构和部件对燃料消耗的危害，包括部件的结构和净重，尽可能使其符合节能环保原则。例如，更符合流体力学的流线型车身在车辆行驶时具有较小的摩擦阻力，从而实现了减小能耗、节能环保的目的。举个例子，由于干燥的车辆在行驶时会直接与气体接触，并且气体本身始终处于运动状态，因此气体与车辆之间的接触以及汽车自身的不规则运动都会使其在行驶过程中产生摩擦阻力，因此设计师在设计汽车系统时必须考虑所有因素，包括如何减少汽车的摩擦阻力和总迎风面积。

5 有关新能源开发技术的科学研究

5.1 油和电混合技术

除了与节能和环保有关的研究外，还应高度重视产品研发和新能源开发技术的实施。到目前为止，新能源开发技术的主要产品研发方向包括油电混合技术，氢能技术和燃料电池技术。目前在中国新能源汽车销售市场上较为常见的汽车产品多为油电混合动力汽车，汽车制造业在混合动力技术应用上的主要表现是发布了油电混合动力汽车，其不仅采用电动机作为动力源，同时柴油機和汽油机也可以充分发挥作用，这就是当今混合动力名称的由来。

5.2 氢能技术

我国的氢能技术属于新能源开发技术相对普遍的研究内容。氢动力技术科学研究的关键体现在氢动力汽车的发布和应用中。与传统的驾驶车辆相比，氢动力车辆不会排放有害的废气，这在实际意义上保证了“零排放”的定义。氢能技术是目前最常见的新能源开发技术之一，它为新能源汽车的产品开发和制造奠定了坚实的基础。氢电虽然有益于环境，但是这项技术也有很大的缺点，例如科研费用较高。与传统汽车的技术成本相比，氢动力汽车的技术成本要高出20%。但是，作为未来重要的产品研发方向，氢动力的技术性可能是“利大于弊”。首先，氢能技术的转化率很高，是普通新能源开发技术的2—3倍。其次，在可充电电池运行期间，氢动力技术没有化学变化，具有零能耗和低噪音的优点。

5.3 燃料电池技术

实际上，燃料电池汽车也可以被视为一种纯电动汽车。尽管如此，燃料电池汽车和普通的纯电动汽车之间仍然存在差异。例如，燃料电池汽车的电池可持续发电。当发生功耗欠压保护条件时，普通电池必须充满电，与普通充电电池的性能相比，燃料电池具有自填充能量的特性，无需持续为电池充电。通常，燃料电池与普通充电电池相比具有许多优点，到目前为止，最突出的优点包括以下六个：一是零排放，二是提升车辆引擎点火效率，三是隔音效果非常好，四是燃料范围广，五是比能量高，六是更加可靠。通过对该领域燃料电池技术的深入分析，燃料电池呈现出多元化的发展趋势。

6 结语

总体而言，现阶段中国市场上已经有多种环保节能方法，这表明中国拥有较为完善的电气设计和制造管理体系，各界人士对此都非常重视。新能源汽车的产品开发和实践活动在当今汽车制造业得到了高度重视，并在此基础上继续关注环保节能技术的发展趋势和实际应用，以确保民众生活质量和生态环境效益相互促进，保证可持续发展目标可以在我国尽快实现。

参考文献：

[1]梁振华.汽车新能源与节能技术的应用分析[J].科技风，2020（14）：19，24.

[2]郑文豪.汽车新能源以及节能技术的应用研究[J].中国新技术新产品，2020，414（08）：74-75.

[3]李平安.汽车新能源以及节能技术的应用探讨[J].科技风，2020，410（06）：51-51.

[4]汽车新能源与节能技术应用研究[J].内燃机与配件，2019（12）：250-251.