探讨汽车新能源与节能技术应用的研究

李腾 王永

（商丘职业技术学院 河南商丘 476000）

进入21 世纪，社会迈入了一个高速发展的时期，很多行业都发生了较大的变化，但在高速发展的背后，其能源消耗和环境污染问题日益突出，已经不得不引起人们重视。汽车燃油消耗和废气排放是能源危机和环境污染的主要诱因，而且这几年汽车的普及率明显上升，人们对汽车的使用频率也越来越高，也进一步增加了能源消耗率和废气排放量，对于我国可持续发展造成不利影响。传统的汽车燃料主要以石油为主，石油燃烧之后产生的产物会对环境造成污染。为了缓解能源危机和环境污染，亟需在汽车相关产业中应用新能源和节能技术，这也是未来汽车行业发展的主要方向。汽车行业作为我国一大主体行业，对于我国经济发展起着重要作用，但是背后存在的问题也不得不重视，需要做好整体规划工作，加大汽车新能源和新技术的应用力度，从而有效推动我国的可持续发展。

1 汽车新能源发展现状分析

我国汽车有着一定的发展历史，在之前的很长一段时间内，汽车燃料基本都是以汽油和柴油为主，这两种燃料对于汽车运行也是不可或缺的。在这几年发展中，我国经济水平提升，全国汽车使用量急剧提升，汽车越来越普及；与此同时，对于燃料的需求也与日俱增。汽车所使用的燃料存在一定的局限性，而且具有不可再生性。燃料燃烧时会产生部分污染物质，当车辆数量比较少的时候，这种污染物质对环境不会造成明显的影响，而当汽车数量非常庞大的情况下，所排放的污染物质成倍增长，超出了环境净化的负荷标准，对生态环境会造成非常不好的影响，近年也可以明显感受到生态环境在逐渐变差。为了改善这一问题，很多汽车公司做出了不少努力，优化汽车结构、积极开发汽车新能源［1］、应用节能技术等，从而达到一个相对理想的管控效果。

我国汽车新能源技术最早可以追溯到20 世纪90年代，已经具有汽车新能源产业基础，在汽车新能源技术方面取得了较大突破。从生态角度来讲，汽车新能源和节能技术的应用有利于生态环境的稳定，降低汽车污染指标。在这几年发展中，我国汽车普及数量越来越大，汽车尾气排放量也越来越大，对生态环境造成了不利影响。汽车尾气排放量过大，造成的影响也是多方面的，这些尾气如果被人体吸收，会损害人们的身体健康，还会引起雾霾天气，增加温室效应，所以对于汽车新能源和节能技术的应用是非常有必要的。从我国发展角度来看，通过汽车新能源和节能技术的应用，能够降低我国对石油产品的依赖程度，缓解石油进口压力，使能源能够得到充分利用，促进我国社会的稳定发展［2］。

2 汽车节能技术应用分析

2.1 汽车混合动力技术

随着现代化进程的加快，汽车广泛普及，我国也越来越重视汽车节能技术的应用。混合动力就是目前常用的节能技术之一，主要通过发动机与发电机有效衔接，通过能量转化的方式达到节能目的。混合动力具有一定的分化性，可以划分为3类，分别是增程式混合动力、并联式混合动力、混联式混合动力，不同混合类别具有不同的性能优势，作用范围也有所区别。

在增程式混合动力技术中，其主要以发动机功能体现为主。发动机有着发电的功能，但是并不会直接作用于车体运行，这种技术具有一定的串联性，所以也被称为串联式混合动力技术。这种技术目前还没有大范围应用，只在雪佛兰车系的个别车型中有所体现，但其应用效果相对来说比较理想。增程式混合动力技术优点也明显，只要在车内存有一定的燃料，燃料会带动电动机运行，从而解决电池电量问题，应用这种技术的车辆与直接使用汽油供能的汽车不同，当缺乏能量的时候，可以采用充电方式对电池进行充能，实现了充能多样化，不仅可以使用汽油，也可以使用电能。增程式混合动力技术能够使发动机处于一个相对平衡的运行状态，有效降低其能耗。当然，增程式混合动力也存在一定的应用局限性，这种技术对能源需要进行二次转化，从而达到有效利用，能源转化期间中间会存在一定损耗［3］。同时，这种技术具有一定的针对性，只适合电动机进行驱动，对电动机的功率要求比较高，只有发动机各个方面的指标尤其是电池和输出功率都达到标准，才能保证续航。

并联式混合动力具有一定的分化性，在这种技术应用下，可以提高发动机的能效，使发动机有着双重性能指标，既可以进行发电，又附带着一定的驱动性能，并联式混合动力在比亚的部分车型有所体现［4］。这种混合动力技术的应用优点也比较明显，应用成本预算相对来说偏低，具有很好的扭矩性能，在车辆行驶过程中稳定性比较好。当然，也存在一定的应用缺点，就是发动机和电动机所能保持的运行时间并不长，对于车辆的长期运行是有影响的，车辆行驶的过程中，发动机和电动机并不是同时运行，一般只有发动机运行，所以节能效果相对来说一般。

混联式混合动力技术有着很好的调控性，具有多功能属性特点，不仅有着发电性能，还有着驱动性能，在凯美瑞的个别车型中有所体现。这种技术综合了并联式混合动力和增程式混合动力两者的优点，通过动力分割的方式，实现驱动力分化，将发动机的功动力进行分化处理，使之可以作用在不同层面，一部分动力转化到车轮驱动，另一部分动力进行发电，将能量进行层级转化，使电动机能够发电驱动［5］。混联式混合动力技术打破了充电条件限制，使电动机和发动机能够同时运转，实现了高效低耗运行需求。但是，这种技术目前还不完善，有不少需要优化的地方，且其成本预算较高，加上设备的联动性特点，会增加车辆主体重量。

2.2 蓝驱技术

蓝驱技术是在原有的发动机基础上进一步优化完善，从而降低汽车燃油能耗的一种节能技术。与大多数车型相对比，通过应用蓝驱技术的车型，对变速箱的调控率更高，变速箱3 挡到5 挡的传动比得到了控制，在长时间高速运转的状态下更省油。通过运行过程中能量的回收利用，将能量进行收集，达到一个最优化使用，减少能耗的同时降低废气排放。同时，这种技术结合了空气动力学原理，从车身的主体结构出发进行了优化，使各项指标都能达到一个相对节能状态，包括底盘高度、风阻系数、滚动阻力等。

2.3 汽车压燃技术

从目前的情况来看，很多汽车基本都使用复式内燃机，这种内燃机的主要燃料为汽油和柴油。不同燃料所采用的点火方式有所区别，汽油以火花塞点火为主，柴油以活塞压燃点火为主，不同的点火方式其耗能指标不同。柴油机压缩指标比汽油机更高，所以燃烧效率会更高；汽油所采用的火花塞点火具有一定辨别性，点火不会有过大的震动感，发动机震动感不强，而且噪声不大［6］。汽车压燃技术则是整合了两个方式的综合优势，从而演变形成的新技术，通过汽车压燃的发动机，在结构上更为复杂，由多个组成构件形成，压缩比得到了提升，能够实现燃料的同步燃烧，使得燃油效率提升，降低了其能耗指标。采用稀薄的混合气压进行点燃，压力指标处于可控状态，能够对喷油量进行控制，实现对扭矩的动态控制，而不需要使用到节气门。使用压燃技术有着多方面的应用优势，通过对发动机压力指标调控，控制内部燃烧温度，降低辐射热传递指标，本身的燃烧周期比较短，在这个过程中不会产生过多的污染物质，能够实现能耗和环保的双重需求，具有一定的现实应用意义。

3 汽车新能源应用分析

3.1 氢动力燃料技术

随着我国现代化进程加快，汽车行业飞速发展，汽车规模逐渐扩大化，对于能源的使用率也越来越高。传统燃料使用存在诸多方面的局限性，排放的废气对环境造成非常不好的影响，为了我国的可持续发展，需要加大汽车新能源开发利用。氢动力是一种新型能源，从目前的应用情况来看，氢动力主要应用在宝马和本田两个汽车品牌中。氢动力具有一定的性能指标，在宝马汽车中，融合了专门的储气系统，储气系统的隔热性能良好，采用多层复合的金属材质，阻隔性比较好，内部设有3mm 的中空设计，可以将内槽温度控制在一个相对合理的范围，保持在零下250℃左右，在低温状态下，可以使氢气维持在一个液态范围，从而达到有效利用［7］。储气系统的体积虽然比较大，但是可以有效代替冷却机，从而节省了冷却机的安装空间，提高使用效率的同时，还能降低成本预算，不用过多增加其他类型的机械结构。氢动力燃料技术在设计之初，并不是单纯全部采用氢气作为燃料动力，而是将汽油和氢气混合的方式，以不同燃料提供能量。以氢气作为主燃料，燃料性质与汽油有着一定差异性，如果采用氢气和汽油混合的方式，会极大程度上影响燃烧效果，无法达到一个理想状态，两者切换使用的时候动力差比较明显，也正因如此，在实际使用过程中，对两者的运行指标进行了限制，确保乘客切换使用的时候不会有明显的动力落差。

3.2 电力驱动技术

电力驱动可以从字面上进行理解，主要就是采用电能对汽车进行驱动，将汽油发动机和柴油发动机替换为电动机，以电能作为供能主体。电力驱动所使用的燃料为电能，不会产生污染，输出扭矩比较大，使用到汽车中，能够创造较高的经济效益，对生态环境也可以起到一个保护作用。但是电力驱动技术也存在一定局限性，主要问题则是在于充电问题，还有就是汽车电能续航等，虽然目前电动车已经批量生产，但是充电和续航问题始终没有得到有效解决。为了确保电动车的稳定续航，人们将目光转向了电池方面，通过提高电池指标延长电车续航时间，可以从驱动电机系统、电动空调、电动转向多个方面入手，做好相关协调工作。

3.3 燃料电池技术

燃料电池技术主要是通过对氢气和甲醇的综合利用，将它们作为主要燃料，通过化学反应产生电流驱动汽车的一种新能源技术。这里的燃料电池，其主要电能产生来自氢气和氧气的化学反应，不是直接燃烧产生的。在这个转化过程中，对氢气和甲醇进行了高度调控，使之转化为电能，期间不会产生任何污染物质，内部转化效率比较高，环保节能效果相对来说较为理想［8］。从实际应用情况来看，每个燃料电池的容量有限，所能提供的动力指标是有范围限制的，需要与燃料电池组进行结合，从而达到一个理想的动力状态。燃料电池技术有着多方面的应用优势，不足之处也可以通过其他方式进行调控解决，应用价值比较高。从目前的情况来看，福特、丰田等公司都采用了燃料电池技术，运行效果比较理想。

4 结语

随着我国经济的稳定增长，很多行业的发展模式均发生了较大的变化，但在高速发展的背后，其能源消耗和环境污染问题日益突出，已经不得不引起人们重视。汽车燃油消耗和废气排放是能源危机和环境污染的主要诱因，而且这几年汽车的普及率明显上升，人们对汽车的使用频率也越来越高，也进一步增加了能源消耗率和废气排放量，对于我国可持续发展造成不利影响。为了缓解能源危机和环境污染，在汽车方面急需应用新能源和节能技术，这也是未来汽车行业发展的主要方向。从目前的情况来看，汽车行业发展较为快速，汽车的更迭速度也较快，但要重视汽车使用所依赖的化石燃料燃烧过程中对环境造成严重污染的问题。在如今全球环境形势日益严峻的背景下，更要重视汽车新能源开发利用，做好节能技术的规划利用，降低能源消耗，实现可持续发展。