汽车新能源与节能技术的应用

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摘要：随着我国经济的发展，汽车已经成为越来越多家庭的出行工具。但与此同时，汽车对环境造成的污染也不容忽视。为了解决这一问题，本文将对汽车的新能源以及其节能技术的应用作出探讨。

关键词：汽车；新能源；节能技术

目前，全球升温的情况越来越严重，世界各地的环境也在急剧恶化，导致这种情况的其中一个重要原因就是人们使用汽车出行的频率越来越高。汽车尾气的排放以及燃油的消耗，对世界的环境污染问题和能源不足问题产生着重要的影响。如果要解决问题，则需要从汽车的新能源以及节能技术方面下手，来减轻汽车出行对环境方面带来的污染，以及找到新的能源来替代原有的燃料。

1现有汽车能源环境污染分析

传统的汽车燃料主要包括：汽油、柴油等。这些燃料燃烧后带来的污染物主要有一氧化碳、二氧化碳和醛类等。其中，甲醛会对人体造成十分大的伤害。甲醛属于刺激性气体，对呼吸道、眼睛都会产生刺激性作用，在甲醛浓度较高的地方，人还会出现头晕、恶心、呕吐、胸痛和咳嗽等症状。丙烯醛也属于刺激性气体，会给支气管细胞、眼睛、呼吸道等带来刺激和损害。而一氧化碳和二氧化碳带来的危害则主要是环境危害。

2节能技术研究

随着人们出行使用汽车的频率越来越高，人们对燃料的消耗也越来越多，地球上的能源已经渐渐不能满足我们的需求。现在市面上的大部分汽车节能技术不到位，需要耗费大量的能源，要解决这一问题，需研究出更先进、更易用的节能技术。

2.1汽车混合动力技术

混合动力技术是目前较为先进的节能技术，是指发动机和电动机的组合，目前可以分为三类。一是增程式混合动力技术，发动机只发电不驱动，电动机直接驱动的驱动方式；二是并联式混合动力，发动机既发电也驱动，电动机直接驱动的驱动方式；三是混联式混合动力，发动机既驱动也发电，由两个电动机驱动的驱动方式。

2.1.1增程式混合动力技术

增程式混合动力技术也称串联式混合动力技术，其代表车型是雪佛兰-沃蓝达。这种动力技术的优点有三个：一是只要有燃料就可以行驶，不用担心电池的电量不足；二是汽车的电池可以直接充电；三是发动机能够在最舒适的转速区间工作，以保证较低的油耗。但这种动力技术的缺点也十分明显，一是由于能源经过两次的转换，其效率偏低；二是由于只有电动机驱动车辆，所以电动机功率较大，同时为了保证电动机的续航，对发动机的功率和电池的容量都有一定的要求。

2.1.2并联式混合动力技术

并联式混合动力技术的代表车型是比亚迪-秦，这款车体内有一个发动机和一个电动机，而且车体内的电动机和发动机都可直接驱动车轮。这种动力技术的优点有两点，一是这种动力技术的成本是最低的，只需要在车内安装电动机和电池；二是其起步扭矩大，会产生较为强烈的推背感。而这种车的缺点也有两个，一是两者同时工作的时间不长，不能保持太久的高功率高扭矩；二是在正常的行驶情况下，只有发动机工作，与其他汽车相比没有节省太多的油耗。

2.1.3混联式混合动力技术

混联式混合动力技术的代表车型是凯美瑞尊瑞。混联式混合动力技术更有效地结合了上面两种动力技术，在这种技术中，发动机的动力由动力分割机进行分割，一部分直接对车轮进行驱动，而另一部分则被用于发电，所产生的电能用来驱动电动机，电动机的使用比例比并联式中电动机的使用比例更大。这种动力技术的优点也有两种：一是摆脱了充电桩的限制；二是能真正实现电动机与发动机长时间同时工作。其缺点也有两点，一是结构复杂而且成本最高；二是汽车的车身重量会有所增加。

2.2汽车压燃技术

目前汽车传统点火方式有两种，分别是火花塞点火和活塞压燃点火，活塞压燃点火的压缩比更高，而火花塞点火则使发动机的噪音和工作震动更小。汽车压燃技术是将传统的火花塞点火方式和活塞压燃点火方式进行结合，通过提高发动机的压缩比，使燃料可以在同一时间内燃烧，从而达到提高燃油使用率的目的。采用压燃技术能使发动机的燃烧温度降低，减少辐射热传递，而且燃烧周期更短，从而达到节能的目的。

2.3汽车可变排量技术

可变排量，也称为切缸工作循环，最早在20世纪80年代被通用汽车公司运用于凯迪拉克汽车上。目前在中国已经研究出通过控制发动机的进气温度来控制排量的技术。这项技术是根据空气冷缩热胀的原理，在汽车刹车或者怠速时，汽车的热气管道会向发动机输入热空气供内燃机燃烧，空气密度的降低使得在保证理想空燃比的前提下，能够降低喷油量，而同时因为进气密度的降低，压缩进程时压缩空气所需的能量也随之而降低。因此，我们可以在发动机体积不变的前提下，使汽车在刹车和怠速时降低发动机的功率，减少喷油，降低排放。

2.4汽车结构节能技术分析

汽车的结构和部件的设计，都对汽车的油耗高低产生着一定的影响。例如更贴近流线型的车身，受到的空气阻力会更小，也更能节省能量。下面我们将从汽车的结构方面对汽车的节能技术进行分析。

2.4.1车身设计节能分析

由于汽车的行驶过程是在空气中运动的，而空气自身无时无刻都在运动，因此，汽车与空气的相对运动会给汽车的行驶带来阻力。汽车与空气间的相对运动速度越高，则给汽车行驶带来的阻力就越大；汽车与空气间的相对运动速度越低，则给汽车行驶带来的阻力就越小。想要减小空气阻力，我们可以从两个方面入手，分别是减小汽车的空气阻力系数以及减小汽车的迎风面积。

2.4.2车辆自重节能分析

相同车辆的油耗一般会随着车身重量的升高而升高。因此，减轻汽车自身的重量，也会对降低油耗有很大的帮助。应用镁合金、铝合金等材料来制造汽车，能够更加有效地降低汽车的车身重量。

3新能源技术

除了对节能技术进行研究，尽快找到更加环保的新能源也是我们需要关注的方向之一。

3.1混合动力技术

目前我们所指的混合动力汽车，一般指使用发动机和电动机同时作为动力来源的汽车，即油电混合汽车。汽车的行驶功率可以根据实际的需要由电动机或发动机单独提供，也可以由两者同时提供。相比起传统的汽车，这种汽车的油耗非常低而且燃料燃烧充分，在当前的市场条件下，这种技术将会得到越来越多的应用。

3.2氢动力技术

氢动力技术主要应用于氢动力汽车。与传统的动力汽车相比，氢动力汽车不排放尾气而排放纯净水，从真正意义上实现了零排放，而且可以储存更多的能源，是一种非常好的技术。但与此同时，应用这种技术的车辆与传统车辆相比，成本高于20%。作为未来汽车发展的一个重要方向，氢动力技术有很多的优点。一是能源转化效率高，氢动力技术的能源转化效率为60%~80%，是传统内燃机转化效率的2~3倍。而且氢动力电池本身不参加化学反应，没有损耗，燃料电池在工作的时候没有噪音和震动，因此，这种技术已经成为目前新能源研究的一个重要方向。

3.3燃料电池技术

燃料电池汽车也可以看作电动汽车的一种，但与电动汽车不同的是，燃料电池汽车不需要充电，在汽车没有电的时候，只需要给电池装满燃料就可以了。和普通的电池相比，燃料电池的特点在于可以自行补充燃料，而不需要反复充电。这种技术的原理是，氢在燃料电池中与氧气发生氧化还原反应，以此产生出电能，来推动电动机工作。燃料电池具有以下优点：一是不排放废气，直接减少了温室气体的排放；二是提高发动机的燃烧效率；三是没有噪音、运行平稳，减少了噪音污染；四是提高了燃料的经济性；五是减少了汽车的机油或者汽油泄露带来的对水资源的污染。燃料电池的技术核心主要包括控制器技术、电机技术与电池技术。

4汽车节能技术应用——以卡罗拉双擎为例

下面我们对卡罗拉双擎进行分析。卡罗拉双擎是丰田旗下的一款油电混合动力汽车，这款汽车的动力由发动机和电动机共同提供，卡罗拉双擎在启动时只用电动机进行启动，这时的发电机不工作，而在加速时，则由发动机和电动机共同提供动力，以提供更强的加速性能，同时在减速和制动时可以回收能量，给电池充电。从节油方面来看，卡罗拉双擎的发动机燃烧效率达到38%，比目前市面上大部分汽车的燃烧效率都高。因为汽车的热燃烧效率直接影响着发动机的输出功率，因此燃烧效率越高，汽车的节油性能也就越好。与传统汽车相比，这款汽车可以智能控制发动机，从而达到有效延长发动机寿命的目的，而且其日常维护方式跟普通汽车差不多，对于车主而言也十分方便。

5结语

根据上面的分析我们可以知道，目前市面上已经有着很多的节能方法。随着人们对环境的日益重视，这一方面在将来也一定会有更大的提高。我们也需要持续关注这一方面的发展，只有生活质量和环境质量共同提高，我们的社会才会有更好的发展。

作者:臧秀源 单位:中山市中等专业学校

参考文献:

[1]薛雯.基于汽车新能源与节能技术应用的研究[J].科技展望，2015（9）：136.

[2]尤堂勇.汽车新能源与节能技术应用研究[J].科技论坛，2015（20）：176.