淺談汽車新能源與節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

鄧浪

摘 要：隨著我國社會經(jīng)濟水平的不斷提升，人們的消費水平隨之提升，因此汽車不再是奢侈品而是普通消費品。近年來，我國汽車的數(shù)量逐漸增長，故而汽車尾氣排放量隨之不斷增長，對我國的大氣污染問題日益嚴重，最終降低了城市居民與鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民的日常生活質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 節(jié)能技術(shù) 應(yīng)用途徑

On the Application of New Energy and Energy-saving Technology in Automobiles

Deng Lang

Abstract：With the continuous improvement of our country's social and economic level， people's consumption level has also increased， so cars are no longer luxury goods but ordinary consumer goods. In recent years， the number of automobiles in our country has gradually increased， and therefore， automobile exhaust emissions have continued increasing. The problem of air pollution has become increasingly serious， which ultimately reduces the quality of daily life of urban and rural residents.

Key words：new energy vehicles， energy-saving technologies， application approaches

1 引言

目前為止，全球升溫的情況愈發(fā)嚴重，世界各地的環(huán)境污染問題急劇惡化，而導致這種情況發(fā)生的主要原因之一就包括汽車尾氣排放量逐年增長。由于汽車尾氣中含有一氧化碳、氮氧化合物等有害物質(zhì)，因此長期的大量排放導致大氣環(huán)境污染嚴重，降低了大氣質(zhì)量的同時也降低了人們的生活質(zhì)量。

2 簡述新能源汽車與節(jié)能技術(shù)

2.1 新能源汽車

為了有效解決汽車排放污染問題，國家開始重視新能源汽車的研發(fā)與實踐。新能源汽車的本質(zhì)就是部分以非常規(guī)車用燃料作為動力來源的汽車，亦或是采用新型車載動力裝置的出行工具。新能源汽車整合了車輛的動力控制及驅(qū)動等多方面的先進技術(shù)與生產(chǎn)制造理念，逐漸形成了技術(shù)先進、原理創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的汽車。

2.2 節(jié)能技術(shù)

自我國步入嶄新的發(fā)展階段以來，環(huán)保部門一直投身于節(jié)能技術(shù)的研究與實踐當中。通過多年來對節(jié)能技術(shù)的研究與實踐，國內(nèi)當前存在多種節(jié)能術(shù)類型，包括節(jié)電技術(shù)、節(jié)煤技術(shù)、節(jié)油技術(shù)、節(jié)水技術(shù)、節(jié)氣技術(shù)以及工藝改造節(jié)能技術(shù)?，F(xiàn)階段，節(jié)能技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域包括家庭消耗、工業(yè)消耗節(jié)能、建筑施工節(jié)能以及市政設(shè)施節(jié)能等等[1]。

3 現(xiàn)有汽車能源環(huán)境污染分析

前文提到，汽車所排放的尾氣中含有一氧化碳、二氧化碳、醛類氣體、一氧化碳、氮氧化合物等有害物質(zhì)。在尾氣成分中，大部分氣體均可對人體造成危害，久而久之甚至會引起居民的嚴重不適。醛類氣體可以理解為甲醛，眾所周知，甲醛能夠?qū)θ梭w造成極大的傷害，如甲醛之類的刺激性氣體可通過呼吸道、眼睛等重要部分傷及人的健康，因此在部分甲醛含量較好的場所，人會出現(xiàn)頭暈、惡心以及嘔吐等表現(xiàn)。

4 節(jié)能技術(shù)的相關(guān)研究

隨著人們對汽車的使用頻率越來越高，因此汽車對燃料的消耗量逐年增長，對城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)上空的大氣環(huán)境損害嚴重，不利于人們保持健康體質(zhì)，影響了城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民的人身安全及生活質(zhì)量。汽車制造業(yè)發(fā)展至今，市面上大部分節(jié)能技術(shù)并不完善，因此無法從本源上解決大氣污染問題。

4.1 混合動力技術(shù)

目前為止，混合動力技術(shù)屬于最先進的節(jié)能技術(shù)之一，主要通過發(fā)動機與電動機的有效結(jié)合解放了單方面的動力不足問題。國內(nèi)當前具備三個種類的混合動力技術(shù)，包括增程式混合動力技術(shù)、并聯(lián)式混合動力技術(shù)以及混連式混合動力技術(shù)。三種混合動力技術(shù)的實踐應(yīng)用均與發(fā)動機與電動機息息相關(guān)[2]。

首先來分析一下增程式混合動力技術(shù)，增程式混合動力技術(shù)也可稱為串聯(lián)式混合動力技術(shù)，該種動力技術(shù)的代表車型包括雪佛蘭-沃藍達。增程式混合動力技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢由三個，第一是有燃料不斷行駛，其二電池可直接充電，最后其發(fā)動機擁有最舒適的運轉(zhuǎn)空間。

其次就是并聯(lián)式混合動力技術(shù)，這種并聯(lián)式的混合動力技術(shù)在國內(nèi)較為常見，其代表車型在國內(nèi)也較受歡迎，那就是國產(chǎn)汽車典范的比亞迪-秦。“秦”的車體內(nèi)部存在兩個動力源，分別是一個發(fā)動機與一個電動機，兩種動力源均可直接驅(qū)動車體運動。并聯(lián)式混合動力技術(shù)具有實施成本低以及起步扭矩大兩個優(yōu)勢。

最后是混聯(lián)式混合動力技術(shù)，該種技術(shù)的代表車型則是豐田-凱美瑞-尊瑞。混聯(lián)式混合動力技術(shù)顧名思義就是將并聯(lián)式與串聯(lián)式混合動力技術(shù)相互融合之后的新型節(jié)能產(chǎn)物，較之以上兩種混合動力技術(shù)，混聯(lián)式混合動力技術(shù)更具節(jié)能優(yōu)勢，并且能夠節(jié)省大量的技術(shù)成本。

4.2 汽車壓燃技術(shù)

壓燃環(huán)節(jié)主要是起到帶動作用，通過壓燃產(chǎn)生的火花來發(fā)動核心設(shè)備的運轉(zhuǎn)。目前為止，國內(nèi)多數(shù)型號的汽車仍在使用傳統(tǒng)點火方式，而傳統(tǒng)點火方式中存在兩種最為常見的方式，包括火花塞點火以及活塞壓燃點火。較之火花塞點火，活塞壓燃點火的壓縮比更高，但是在發(fā)動機噪音及振動等方面遠不及火花塞點火。為了有效的平衡兩者之間的優(yōu)缺點，汽車壓燃技術(shù)將兩種點火方式的優(yōu)點吸收，擯棄了兩種傳統(tǒng)點火方式的缺點[3]。

4.3 汽車可變排量技術(shù)

可變排量技術(shù)最終應(yīng)用在通用-凱迪拉克系列車型上，作為當時的試運行車型，已經(jīng)發(fā)售便開始脫銷，受到廣大消費者的喜愛。由此可見，可變排量技術(shù)的受歡迎程度也是相對較高，目前為止，可變排量技術(shù)成為應(yīng)用最廣泛的節(jié)能技術(shù)之一。

眾所周知，汽車在剎車或怠速中，汽車的熱氣掛到會向發(fā)動機輸入熱氣，并共內(nèi)燃機燃燒，基于此，能夠有效降低汽車的尾氣筒的噴油量，同時降低進氣密度。在壓縮過程中，壓縮空氣所需的實際能量也會隨著進氣密度不斷降低。在設(shè)計汽車怠速時，可變排放量技術(shù)的介入能夠在不改變發(fā)動機體積的前提下有效降低發(fā)動機功率，減少汽車噴油量，最大限度上降低排量。

4.4 汽車結(jié)構(gòu)節(jié)能技術(shù)分析

汽車的結(jié)構(gòu)與部件的設(shè)計對其自身油耗的關(guān)聯(lián)性較大，因此設(shè)計師在設(shè)計過程中務(wù)必充分重視汽車的結(jié)構(gòu)與部件對油耗的影響，包括結(jié)構(gòu)與部件自身重量、節(jié)能技術(shù)應(yīng)用等等。舉例來說，更貼合空氣動力學的流線型車身使得汽車在行駛時所遇到的空氣阻力更小，從而實現(xiàn)節(jié)能動力與能耗目的。

首先分析一下車身的節(jié)能設(shè)計，由于汽車在行駛時與空氣形成直接接觸，且空氣自身也時刻處于運動狀態(tài)，因此空氣與汽車的接觸及其本身的不規(guī)律運動均會對汽車的行駛形成阻力。設(shè)計師在設(shè)計車型時可以必須考慮全面，包括如何減小空氣阻力及汽車的迎風面積等等。另一方面則是車輛自重節(jié)能問題，不同汽車的重量不同，因此對燃料的消耗量也存在一定的差異。由此可見，減輕汽車的重量不失為一種有效的節(jié)能手段。

5 新能源技術(shù)的相關(guān)研究

5.1 混合動力技術(shù)

除了節(jié)能技術(shù)的相關(guān)研究之外，還應(yīng)當重視對新能源技術(shù)的研發(fā)與落實。截止目前，新能源技術(shù)的研發(fā)方向主要包括混合動力技術(shù)、氫動力技術(shù)以及燃料電池技術(shù)。首先就是在國內(nèi)新能源汽車市場中最為常見的混合動力技術(shù)，汽車行業(yè)對運用混合動力技術(shù)的表現(xiàn)就是混合動力汽車的推出，而混合動力汽車均是發(fā)動機與電動機同時發(fā)揮效用，即為當前的“油電混合”概念[4]。

5.2 氫動力技術(shù)

另一方面，氫動力技術(shù)在國內(nèi)同樣屬于較為常見的新能源技術(shù)研究方向，對氫動力技術(shù)的研究主要體現(xiàn)在氫動力汽車的推出與使用。較之傳統(tǒng)的動力汽車，氫動力汽車排放的不是含有害物質(zhì)的尾氣，而是排放純凈水，從真正意義上做到了“零排放”概念。氫動力技術(shù)現(xiàn)階段作為最常見的幾種新能源技術(shù)之一，為新能源汽車的研發(fā)與生產(chǎn)奠定了堅實基礎(chǔ)，

氫動力并非只有益處，同時該項技術(shù)也存在很大的弊端，例如研究成本偏高等等。較之傳統(tǒng)車輛的技術(shù)成本，氫動力汽車的技術(shù)成本要高出20%左右，但是作為未來的主要研發(fā)方向，氫動力技術(shù)還是“利大于弊”的。其一，氫動力技術(shù)的能源轉(zhuǎn)化率高，是普通新能源技術(shù)的2-3倍;其二，氫動力技術(shù)不見化學反應(yīng)，零損耗、電池工作噪音小等等。

5.3 燃料電池技術(shù)

實際上，燃料電池汽車也可以視為是電動汽車的一種，雖然如此，但是燃料電池汽車與普通的電動汽車仍然存在不同之處。例如，燃燒電池無需充電，當出現(xiàn)電量欠壓情況時，只需要為電池裝滿燃料即可，較之普通的電池消耗，燃料電池具備自行補充燃料的特點，無需反復(fù)充電，為車主省去了很多復(fù)雜的蓄能步驟?？偠灾?，燃料電池較之普通電池優(yōu)勢眾多，截止目前體現(xiàn)最為明顯的包括以下五點。其一就是零排放，其二是提升發(fā)動機燃燒效率，其三是靜音效果好，其四是提升燃料經(jīng)濟性，最后是切實減少了汽車的機油或汽油泄漏現(xiàn)象，避免對水資源的污染。隨著行業(yè)內(nèi)對燃料電池技術(shù)的深入研究，燃燒電池技術(shù)呈現(xiàn)多元化的發(fā)展趨勢，雖然如此，但是其技術(shù)核心依然是控制器技術(shù)、電機技術(shù)以及電池技術(shù)。

現(xiàn)階段，國內(nèi)對節(jié)能技術(shù)與新能源技術(shù)的融合發(fā)展非常重視，而隨著時間的推移，新能源汽車技能技術(shù)逐漸被廣泛應(yīng)用至國內(nèi)汽車市場中。目前為止，該項技術(shù)的代表車型就是豐田-卡羅拉，卡羅拉是眾多新能源汽車中唯一使用雙擎的車型，因此在行駛過程中卡羅拉的發(fā)動機與電動機均可成為驅(qū)動車體的動力源[5]。

6 結(jié)語

綜上所述，目前國內(nèi)市場中已經(jīng)存在多種節(jié)能手段，這就說明國內(nèi)具備較為成熟的節(jié)能設(shè)計與制造體系，且社會各界對環(huán)境污染問題較為重視。新能源汽車的研發(fā)與實踐逐漸成為當前汽車行業(yè)的首要任務(wù)，行業(yè)市場應(yīng)當給予高度的重視，持續(xù)關(guān)注節(jié)能生產(chǎn)的發(fā)展與落實，保證人們生活質(zhì)量與環(huán)境質(zhì)量的共同提高，基于此，確保我國能夠盡快實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]王旭升. 汽車新能源更換過程中能量密度問題及應(yīng)對措施[J]. 黑河學院學報，2018，9（11）：219-220.

[2]周海晶，魏小岡. 新技術(shù)背景下汽車新能源方向教師素質(zhì)與能力的提升路徑研究——以重慶旅游職業(yè)學院為例[J]. 西部素質(zhì)教育，2019，5（05）：117-118.

[3]馬立強. 遼寧阜新高專汽車新能源維修專業(yè)建設(shè)的策略探析[J]. 汽車維修與保養(yǎng)，2019（03）：77-79.

[4]譚永佳，利莉，黃俊剛. STEM案例教學設(shè)計——以“探索汽車新能源”項目為例[J].內(nèi)江科技，2019，40（12）：57-58.

[5]楊章躍，黃斌. 江西省軍民融合產(chǎn)業(yè)發(fā)展再結(jié)碩果 九江·昌河汽車新能源基地正式開工[J]. 中國軍轉(zhuǎn)民，2017（04）：55.