新能源技术在汽车工程中的应用分析

申金剑

摘 要：如何解决目前的能源危机和环境问题，是当今世界上最热门的问题之一，特别是汽车行业，汽车的能耗和废气排放量更是研究的重点。因此，发展新能源技术，用新能源取代原有的燃料车，已经成为了当今汽车行业的主流，也是国家的一项重大战略，可以有效地改善环境，减轻国家的能源负担。而现在，国内的汽车工业还处于发展初期，人才匮乏，新能源技术的发展还处于萌芽状态，国家的政策支持还不够充分，我国作为一个汽车消费的大国，新能源汽车是国家发展的必然趋势。

关键词：汽车工程 新能源技术 现状分析 应用分析 应用策略

环境污染是我国经济社会发展的一个重大控制问题，在实施相关生产工作的过程中，必须强化环境保护，强化大气污染治理，建设碧水蓝天，为人类生产生活营造良好的生活环境发挥有效促进作用。从环境污染的角度看，大气污染的来源是工业和交通[1]。在交通污染方面，机动车排放是我国目前最大的污染源。而随着社会和经济的发展，机动车的排放量越来越多，排放的废气也越来越多，若不加强对汽车排放的控制，将会对环境产生更大的负面影响。所以，在汽车尾气排放严重的情况下，应加强新型能源的创新应用。新能源已经被实践证明是一种非常环保的新型能源，它可以改变传统的汽车以石油为燃料这一情况，为汽车提供足够的动力，同时也可以减少废气的排放量。另外，利用新型能源，可以有效地减少对进口原油的依赖，保障国家的能源安全，提高国家战略发展水平。根据上述分析，新能源汽车在当今汽车工程领域具有十分重要的意义。目前，混合动力汽车、纯电动汽车、燃油汽车、燃油汽车等新能源汽车的替代，是我国社会交通系统改革的一个重要内容。

1 了解新能源汽车

新能源汽车，顾名思义，就是要研发出一种新的能源，用它来替代汽油，这对于汽车的环境保护具有重要的意义[2]。二十世纪末期，人们认识到汽车所需的燃油太多，于是就开始寻找替代石油的替代方法，試图利用可再生能源或全球丰富的资源来减缓石油危机。目前，在新能源汽车的发展过程中，已经有了从燃油到汽车的各种技术，其中包括混合动力汽车、蓄电池动力汽车、以及其它一些绿色、节能的燃料电池汽车。在新的发展趋势下，新能源汽车的发展也在不断的发展，新能源汽车的产品也在不断的改进，在未来的发展中，新能源汽车的生产将会更加的成熟。

在经济发展和环境保护意识日益提高的今天，传统燃油车已经不能满足当今社会发展的需求[3]。随着新能源汽车的普及，很多人都在接受新能源汽车，但我们现在要面对的问题是，何时才能买到新能源汽车，以及如何让更多的人接受。中国的新能源汽车市场将会是一个巨大的市场，它将会与国外企业进行激烈的竞争，如何在国内的市场中抢占先机，保障国内的经济发展。顾客就是最重要的，我们只能尽量满足他们的需要，让他们愿意买。很多人都觉得新能源车很贵，而且在性能和安全性上，都比传统汽车要好很多，而传统的汽车，对新能源车的使用，还不够熟悉，所以我们的广告并没有做好。现在，网络和4s店是我们向顾客推广新能源汽车最有效的方式，在网络上，我们要注意宣传，让大家更好的了解新能源汽车。

2 传统汽车和新能源汽车之间的对比

传统的汽车发动机把燃料的化学能转化为机械能，通常由四个主要部件构成：发动机、车身、底盘和电气装置[4]。新能源汽车将取代汽油、柴油，改用其它可再生的、洁净的能源，达到环保。以下分别从动力、底盘、车身、电力设备四个方面对传统汽车和新能源汽车进行对比。

2.1 发电设备

新能源汽车之所以被称作“新”，是因为大部分的动力系统都是由新能源提供，例如电力、风力、太阳能和氢气等[5]。目前，新能源汽车的主要动力来源是电动，而在新能源技术发展到一定程度后，也会有更多不同种类的新能源进入我们的生活。电动车的动力系统主要包括驱动电机、调速控制、动力源等组成，而传统的汽车动力则是发动机，其燃料的使用会产生对环境的污染，这也是新能源车与传统汽车的区别。就加速而言，由于马达可以得到所有的扭力和动力，因此，它的能源利用率很高，而常规的引擎有一个转矩的尖峰，因此电动马达的加速性能更好。

2.2 底盘

汽车的底盘由四个部件组成：传动部件、行驶部件、转向部件和刹车部件[6]。传动机构的功能是把发动机的输出扭矩传递到传动轴上，而电动汽车靠电线来传送电力，因此不需要传动轴，电动机可以通过负载起动，无需离合器，通过线路来控制电机的旋转方向，无需换挡，电动机采用无极调节，传统的传动系统已经过时，采用双电机驱动时，差速器也可以省略。在行驶装置、转向装置和刹车装置方面，新能源汽车与普通汽车并无太大差别，在电动车上，通常会采用储能装置，把刹车的动能转化成电能，储存在蓄电池里。而全电动车则是用电池供电，无需油箱、油管和排气管等常规车辆所必须的[7]。由此可以看出，这两款新能源车的底盘构造有很大的不同。

2.3 车体部位

传统燃料车的车身构造大致相同，但新能源车的外形更具弹性，比如：特斯拉没有引擎，电池布局更为平坦，本田Clarity的氢燃料电池车，需要配备气罐、燃料电池动力系统、电池板等。不同的电池布局、不同的能源动力系统将会对汽车的设计理念产生不同的影响。由于新能源汽车的体积较小，占用的空间较少，因此可以直接使用电机代替原有的动力系统，只要在原有的工艺条件下增加马达的分装流水线即可，从而节省了成本，提高了工作效率。随着新技术的发展，新能源汽车的大量推广，新能源汽车的车身结构也会随之发生变化[8]。

2.4 电力设施

现在的新能源汽车，正处于人工智能，大数据，云计算，5G网络，移动互联，迭代控制等技术的结合和发展，新能源汽车不但可以实现自动驾驶，还可以具备身份识别、自动诊断、道路选择、通讯、娱乐等多种功能，而这些功能的实现，都需要新的电子产品。从上述对比分析可知，目前的新能源汽车在功率、底盘等方面与常规车辆相比存在较大差异，但在车身造型、电器等方面则几乎没有太大的改变。在新能源汽车不断发展的今天，新能源汽车将在车身的外观、材质、电子设备等领域取得重大突破。

3 新能源技术应用在汽车工程的研究

3.1 混合电动汽车

目前我国的汽车产业还处于初级阶段，而混合动力汽车是新能源汽车的过渡产品，它包括了传统的汽油发动机和电动汽车的电力系统[9]。因为它在保持了原有的汽车产业基础上进行发展研究，所以在某些方面，仍然可以采用原来的技术，并不需要太多的技术，同时，也可以成为电动车的试验品，让电动车在技术上有更多的突破和创新，所以，很多厂商都选择了混合动力车，尤其是日本，日系的混合车是目前最受欢迎的车型。

这种混合动力汽车如此流行，有其自身的优点。但是，在同样的行车状况、同样的距离内，它可以采用排量更低的发动机，同样的工作效率，低的能耗，低的排放。与纯电动车相比，可以选择更小的电池，无需为混动车设置充电桩，也不需要额外的电池来进行充电，而且在功率方面，混合动力车的效率要高得多，纯电动车因为技术的限制，在性能上要差混合动力汽车一筹。

混合动力汽车按不同的性能和功能进行划分，有许多类型，它们的性能结构和侧重点各不相同，因此，在发展和研究方面，也需要相应的技术来达到自己的发展目的[10]。这就意味着我们要投入更多的人力和财力，这就是一条从传统汽车到纯电动汽车的道路，我们要一步一个脚印，让我们的产品在节能和性能上达到最好，同时也要降低排放和成本。

汽车已经发展了一百多年，从最初的蒸汽发动机，到后来的内燃机，再到后来的纯电动。由于纯电动的技术还不够成熟，所以内燃机仍然是我们汽车运行的主要动力来源，所以我们现在要做的就是改进发动机的性能和能源消耗，在发动机上使用的新技术，包括燃油喷射、排气再循环、催化后处理等，但在现阶段，我们的重心还是放在了混合动力上，如果将内燃机用于混动汽车，那么我们的汽车在节能和减排方面将会更上一层楼。

3.2 纯电动汽车

纯电动汽车，是一种彻底抛弃了传统的发动机，以電池为动力，以电力驱动车辆，包括车辆的驾驶，以及车辆的空调等附属设备，都会通过电池来提供，从而减少车辆的能耗，同时排放的废气也不会对环境造成任何污染，这将成为国内汽车行业的发展趋势。

无论是对现有的混合动力车，还是未来的纯电动车，都与电池技术的研究和发展有着密切的关系[11]。长期以来，国内对蓄电池的开发还面临着一些技术难题，例如能源的选择、电池的使用寿命等问题。如果是电动车，它的能量低于汽车运行所需的能源，那么它的性能就会变得很差，它的速度也会变得很慢，它的续航能力也会受到限制，所以它的应用范围很小，可以应用在小汽车，电动摩托车上，而卡车就不会使用。从节约能源的角度来看，电动汽车和内燃机相比，电动车的效率要比内燃机高，但在低能耗时需要更多的能源，所以它的造价也就更高。而且电池的寿命比汽车要短的多，当一辆车到了生命尽头时，电池往往已经更换很多次了，这会让我们汽车的使用成本变得更高。此外，我们还得考虑电池的续航能力和续航时间。

3.3 氢燃料电池的应用

氢燃料电池是一种“绿色”的新能源，它的原理是利用化学方法将氢气和氧气分别输送到正极和正极，并将其转化为电能。氢燃料电池最早是在太空中使用的，但是由于对车辆的过度依赖，导致了大量的能源消耗，导致了越来越严重的环境问题，因此，人们开始考虑使用氢燃料电池，而不是常规的发动机和内燃机。因为氢燃料电池的能源来自于电解水，而地球上的水资源非常丰富，而且它所排放的废气对环境也非常友好，所以很多专家都非常重视它。

根据最新的数据，压缩氢气是最受欢迎的一种新能源，它不但节能降耗，而且技术上也更加简单，适合在当今世界的汽车市场中进行开发。氢燃料电池具有三大优点。第一，氢燃料电池使用的是一种将化学能转换成电能的方法，不需要像传统的发动机那样使用蒸汽或者汽油来发电，而且没有任何污染，没有二氧化碳，也没有二氧化硫，是一种非常干净的“绿色”能源，可以达到“零排放”的目的。第二，在车辆行驶过程中，氢燃料电池并没有太大的噪声，工作时的声音大约为55分贝，与人类的交流基本相同，并没有内燃机的剧烈燃烧所产生的巨大声响，尤其是在室内车库、车间等室内环境中，这种低噪声的优点尤为突出，而随着人类走向“绿色”社会，这种能源将成为人类生活中不可缺少的一部分。第三，氢燃料电池，其能源转换效率极高，可以将化学能直接转化为电能，而不需要将化学能转化为热能，之后再转化为电能，能量转换的过程中，不仅效率高，更能减少能量的消耗。

目前，由于技术尚未完全成熟，纯电动汽车在经济和性能上还未完全适应市场的要求，仍然处于发展的过程中。但是现在，氢燃料发动机却是比较好做的，我们已经有了自己的生产流程，也有了相应的设备，在技术上，我们已经积累了大量的经验，现在我们需要做的，就是将其传统的内燃机结构进行改在，使其可以变成使用氢气为燃料的发动机。

4 新能源汽车的发展途径浅析

4.1 加大支持技术发展的力度

新能源汽车将成为未来汽车市场的主流，而新能源汽车和节能技术，则代表着一个国家的整体实力。所以，在今后的发展中，政府必须加强对新能源汽车和节能技术的扶持。首先，政府要制定相关的政策，鼓励各大车企积极参与到新能源汽车的研发中，并鼓励大众积极购买与支持新能源汽车，才能为车企带来一定的社会效益与经济效益，激发其研发与制造热情。其次，要加强财政和金融的支持。比如补贴，所有购买新能源汽车的人，都可以享受到免税、补贴、贷款利息等优惠政策，以此来激发民众的购买欲望。还有就是，可以给那些企业提供一些优惠，让他们在新能源汽车上，投入更多的精力，加强宣传和推广。比如新闻广播，社交群，网站，车展，研究消费者对产品的需求，从根本上激发新能源汽车行业的生命力。

4.2 重点培养相关专业的人才

发展新能源汽车和相关技术，必须有一批高素质、高素质的专业人才。为此，必须加强对专业人才的培训，让他们真正将“以科技兴国家”作为个人发展目标。首先，汽车制造商要加强与大学的合作，与培训机构进行互动，建立相应的课程，建立实验室，建立实习基地，培养学员的实践能力，培养他们的创新和研发能力。其次，各大汽车厂商也要为研发人员提供更多的学习机会。

可以从国外先进的技术和管理经验中吸取营养，进行创新和优化。同时，还可以通过加强合作，开发新技术，扩大新能源技术的使用范围，加速新能源汽车的发展。最后，要从激励机制、奖惩机制、考核机制、激励机制等方面入手，充分发挥激励作用，激发人才的研究热情，从而建立起一支高技术创新队伍，吸纳高素质的技术人员，为国家发展新能源技术做出自己的贡献。

5 结语

综上所述，目前，我国的汽车新能源和节能技术主要集中在电动、混合动力、太阳能、氢动力等领域。新能源汽车的发展虽然有一定的便利和优越性，但同时也有许多问题和不足，成为制约我国新能源汽车产业发展的瓶颈。所以，在未来的发展中，要从政策上加强扶持、加强人才培训、加强技术创新等方面，为新能源和节能技术的推广提供有力的支撑和保障。在新能源汽车的应用上，应加强宣传教育，加强国际合作，促进新能源汽车的应用，推动新能源汽车的普及。

参考文献：

[1]王希，辛宏.新能源技术在汽车领域应用探析[J].应用能源技术，2021（12）：45-47.

[2]张文慧.基于新能源技术影响下的汽车造型设计发展趋势[J].时代汽车，2021（23）：152-153.

[3]朱余盛.節能与新能源汽车技术发展战略与对策[J].时代汽车，2021（24）：111-112.

[4]朱晓晨.我国新能源汽车产业发展现状与推广模式探讨——评《新能源技术》[J].环境工程，2021，39（09）：240.

[5]高伟健，刘金昌.新能源技术在汽车工程中的应用[J].时代汽车，2021（13）：123-124.

[6]李洪泳.浅谈汽车新能源与节能技术的应用[J].时代汽车，2021（14）：81-82.

[7]冯进.新能源技术在汽车领域的应用与发展[J].汽车实用技术，2021，46（01）：1-3.

[8]雷先华，刘增，陈凯.汽车新能源技术的研究[J].时代汽车，2020（20）：84-85.

[9]任城龙，江柏吟.汽车新能源与新能源汽车发展趋势分析[J].时代汽车，2020（14）：100-101.

[10]柳礼，李汝勇.汽车节能技术与新能源技术应用的探析[J].时代农机，2020，47（01）：16+18.

[11]张斌.未来新能源汽车的技术发展趋势分析[J].电动自行车，2020（01）：21-22.