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新能源汽车节能技术的应用
编辑:admin   时间:2019-02-28 17:07

随着全球气温的上升,世界各地的环境开始变得恶化起来,其主要原因是汽车尾气的排放和燃油的燃烧,造成了世界环境污染问题。21世纪,是科学技术和社会经济快速发展的时期,也是能源出现危机的时期,人类为了保护自然环境,实现人类社会的可持续建设,开始注重新能源技术的研究。因为汽车尾气的排放不仅会污染环境,而且还会消耗不可再生能源。所以,为了解决这个问题,需要找寻出新的能源来代替原有燃料,才能够减轻汽车出行对环境造成的危害。文中将对当前汽车新能源与节能技术的发展和应用进行研究和说明。
1 现有汽车能源环境污染分析
随着第二次工业革命的发展,汽车行业迅速发展了起来。由于汽车在日常生产和使用过程中,都需要使用钢材和石油等不可再生资源,导致全球面临着自然资源短缺问题。所以,新能源汽车的开发与节能技术的研究,对于减少使用不可再生资源来说,有着重要的意义。过去,传统的汽车燃料是由汽油、柴油,天然气组成。而这些汽车燃料在燃烧过程中会排放出大量的二氧化碳和一氧化碳以及甲醛等有害物质,这些有害物质的存在严重影响着人们的身体健康和生活环境,其中有一种刺激性很强的气体就是甲醛,这种物质强烈地刺激着人体中的呼吸道系统,浓度过高的甲醛,还会造成人体出现呕吐、恶心等症状,严重的还会致癌。而一氧化碳和二氧化碳则会导致大气污染,破坏紫外线,导致气温上升,给自然环境造成严重的伤害。因此,世界各国都在提倡节能、减排。如今,汽车行业的绿色环保理念已经成为社会话题,想要解决不可再生资源问题,改善环境污染问题,需要从汽车行业抓起,做好汽车节能技术的研发才能够从根本上减少能源的消耗,降低环境的污染。
2 现有汽车节能技术
2.1 汽车混合动力技术
汽车混合动力技术是汽车新能源与节能技术中发展较为成熟的一项新技术,也是在现阶段混合动力技术中一种比较先进的技术,他是电动机和发动机两者相互结合的产物,有3种驱动方式,分别是增程式混合动力(其发动机只能够用于发电);电动机直接驱动、并联式混合动力技术(其发动机能够作为发电机和驱动机);混联式混合动力(其发动机可以作为驱动机和发动机,这是由2个电动机组成驱动机)。目前,丰田汽车就借助环保理念,使用了混合动力技术来研发新能源汽车,并取得了良好的成绩。因为混合动力技术能够最大程度地减少发动机的出力情况,降低发动机的油耗,能够在汽车制动的情况下,将产生的热量转变为电动机的能量。通常情况下,混合动力汽车能够单独选择电动机驱动,可以从电机输出功能占比来看,混合动力系统可以分成混合动力系统、轻混合动力系统、中混合动力系统、完全混合动力系统。其中,混合动力系统是在内燃机上增加启动电动机来实现发动机启动运转和停止的。而中混合动力系统是采用高电压电机发电来实现制动的。而完全混合动力系统是采用高压启动电机来实现制动的。而经过多年的深入研究,混合动力技术能够实现发动机和电动机以及变速箱的有机结合,在启动汽车时,能够辅助电动马达产生出强大的动力,在汽车平稳运行时,能够对能量进行转化和吸收,有利于减少油耗。
2.2 汽车蓝驱技术
蓝驱技术是对汽车的发动机进行优化的一种节能技术,它能够降低汽车燃油率,能使汽车在高速状态下实现变速箱的调整。对于普通车型来说,使用蓝驱技术能够使汽车在高速成巡航状态下更加省油。
2.3 汽车压燃技术
现阶段,传统的汽车点火方式只有2种,一种是火花塞点火,另一种是压燃点火。其中,活塞压燃点火的压缩效果高,而火花塞点火的噪音小。然而,汽车压燃技术就是传统的2种汽车点火方式进行结合所产生的1种新的点火方式,它能够提高发动机的压缩比例,提高燃料的燃烧度,能够快速降低发动机的燃烧温度时间,降低辐射热传递,达到节能的目的。因此,压燃技术在目前汽车节能技术中,使用和发展都比较成熟。
2.4 汽车可变排量技术
汽车可变排量技术被称为切缸技术,它早在20世纪80年代就开始使用。现阶段,我国已经研究出如何通过控制发动机的进气温度对汽车尾气排量进行合理控制,这项技术的实现是运用了热胀冷缩的原理,它能够在汽车刹车时,通过热气管道往发动机输入较热的空气,从而降低空气密度,达到节省油耗的目的。因此,汽车可变排量技术能够在发动机体积保持不变的状况下,进而降低汽车刹车的功率,不断减少汽车尾气的排放。
2.5 汽车结构节能技术
在对汽车设计的过程中,部件和结构设计的优劣对汽车油耗的高低有着重要的影响。因为,汽车行驶的过程是不断在空气中进行运动的,然而空气是时刻都在运动的状态。所以,汽车在空气中相对运动时,就给汽车行驶造成阻力,如果相对运动的速度越大,汽车在行驶状态中的阻力也会越大。反之,相对运动速度越小,那么汽车行驶的阻力就会越小。所以,我们需要通过减小汽车的迎风面积来降低汽车的阻力。例如,相同车辆的油耗,其产生的阻力会受到迎风面积的影响,因此,只有减小空气接触面积,才能够降低油耗。
3 现有汽车新能源技术
3.1 混合动力技术
现阶段,氢动力技术就是汽车的混合动力技术,它是由发动机和电动机作为汽车驱动力来源,进而实现汽车运行。油电混合汽车也就是混合动力的汽车。因此,汽车的行使功率是由电动机或者发动进行提供,两者也可以同时为汽车提供,这种新技术能够有效地减低汽车的油耗,提高燃料燃烧率。当前,这项技术主要被用于宝马汽车和本田汽车中。其中,宝马汽车采用了一套绝热能力极佳的储气系统,将槽内的温度保存在-250 ℃左右,能够将氢气变为液态,减小了安装冷却机的空间,降低了生产成本。另外,氢气作为燃料,在使用过程中,由于燃烧特点和汽油不同,因此,在使用汽油或者氢气以及汽油和氢气同时燃耗时,其燃烧效果存在差异,导致汽车在切换汽油燃料和氢气燃料时,汽车的动力也会产生明显差异。所以,在实际运用中,汽车制造企业也会对2种燃料的动力进行限制,避免汽车切换燃料时,出现明显的差异。另外,氢动力汽车与传统的动力汽车相比,氢动力汽车是不进行尾气排放的,只排放纯净水,因此,氢动力汽车实现了真正意义上的尾气零排放。由此可见,氢动力技术是一项非常好的技术。但是,氢动力汽车的生产成本,要远远高于传统汽车成本。而能源的转化率与传统汽车相比,是传统内燃机的2倍,达到了60%~80%。所以,氢动力技术是新能源研究的主要方向。
3.2 电力驱动技术
电力驱动技术是采用电能作为汽车能源来实现出行的,它代替了传统汽车的汽油发动机和采油发动机,能够最大程度地提升汽车的经济效益。当前,电能可以通过水力、风力等再生资源来获得,而电动汽车可以利用业余时间通过充电来获得电力。但是,由于电动汽车的建设成本高,基础设施需要多个企业共同合作才能够完成,因此,还有待政府部门的帮助和企业的联合才能够实现电动汽车的大规模生产推广。由于电力驱动技术是新能源汽车节能技术的关键性技术,所以,汽车企业需要做好汽车电池技术的研发设计,合理规划生产成本,才能够保证电动汽车的全面推广和使用。
3.3 燃料电池技术
燃料电池汽车也是可以当作电动汽车进行使用的,但是两者相比,有着显著的差异性。例如,燃料电池汽车是不需要充电的,一旦燃料汽车没有燃料了,那么需要及时更换燃料。而电动汽车是需要充电的。可见,燃料电池汽车能够自行补充燃料,而电动汽车则需要反复充电。通过相关调查研究可知,燃料电池汽车使用了氢气、甲醇等燃料来实现氧化反应,从而产生出电能。所以,燃料电池的能量是直接由氢气和氧气化学反应产生的,其化学反应的整个过程都不会产生出有害气体,燃料电池能够提高燃料的经济性,减少尾气排放,提高发动机的燃烧率,降低传统汽车汽油的损耗。因此,是一种非常理想的节能环保技术。但是,在实际应用过程中,燃料电池由于储存量的限制,通常需要使用燃料电池组来获得驱动力。
4 结语
当前,世界各国都面临着能源短缺问题和自然环境污染问题。因此,需要积极研究新能源来替代传统能源,通过开发新节能技术来降低汽车的能源损耗,降低环境的污染,有利于促进人类社会的可持续发展建设。


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