新能源技术在汽车上的应用分析

孔令文

(昆明工业职业技术学院 交通运输学院，昆明 650302)

0 引言

随着世界资源的紧缺与环境问题日益突出，能源和环境成为制约社会发展和经济快速增长的主要问题。新能源技术是目前解决环境问题的有效措施，如风能、太阳能等[1]。

为了解决当今社会汽车产业面临的资源短缺和环境污染问题，将新能源技术在汽车领域中应用，能降低传统能源对于环境的污染，保证可持续性发展，还能缓解现有传统能源的使用危机，是当今汽车行业发展的研究热点与方向[2]。为了促进新能源技术更好更快地融合于汽车行业当中，本研究系统论述新能源技术在汽车行业中的应用情况，为新能源技术在汽车行业中的快速发展提供一定的参考借鉴。

1 新能源汽车行业现状及发展意义

1.1 新能源汽车行业现状

伴随社会的不断进步和快速发展，人们的生活水平得到极大地提升，汽车产业的发展也得到了空前进步，汽车产业在带给人们便捷、舒适的同时，也带来了许多负面影响，如能源危机、环境污染等[3]。因此，汽车行业已经开始尝试使用新能源代替传统能源作为动力输出。新能源汽车是采用非传统能源作为动力提供的汽车，综合车辆的动力控制技术和先进的驱动技术，形成具有新技术和新结构的汽车。目前，新能源汽车的主要类型包括动力混合汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、氢动力汽车和其他新能源汽车等。相关研究表明，新能源汽车的销售情况连年增长，新能源汽车产业是未来汽车行业的发展重点，存在巨大的发展潜力。

1.2 新能源汽车发展意义

随着我国综合国力的不断提升，科研技术水平也不断提高，以可持续发展作为基础，对于当今社会中使用的能源做出一定的调整。由于传统能源的供给危机问题，以及对环境造成的伤害属于不可逆的，我国越来越提倡对于新能源技术的研究与使用[4]。在上述发展背景下，新能源技术在汽车行业中得到了迅速的推动发展，同样也给汽车行业的发展制定出了新的发展目标，而对于汽车行业来说，新能源技术的出现不仅对传统能源的缺失起到了补足的作用，而且妥善解决了传统能源出现污染环境的问题，是目前为止能够解决环境污染及传统能源缺失的主要方法之一。

2 新能源技术在汽车上的应用

2.1 纯电动汽车

纯电动汽车主要是指以电力进行驱动汽车，完全由蓄电池进行汽车驱动，其核心部件主要包括电动机、发电机和车辆蓄电池，整机结构简单，但是目前主要技术难点为电力储存技术。

对于该类纯电动汽车可以按照电力分为辅助动力、蓄电池动力两种，其中只使用蓄电池电动汽车的功率和动力比较低，而且电池在汽车中的空间占用量过大，重量较沉，如果采用体积小、重量轻的电池，导致电动汽车的续航能力降低。但是在部分蓄电池电动车的制造时，会配有辅助动力装置，例如太阳能、发电机组等设备，相比于单一的蓄电池电动汽车，该类汽车可以有效提高电动汽车性能，增加续航等优势。

纯电动汽车在运行过程中不会产生对大气有害的气体，电力可以从多种能源获得，如煤、核能、风力、水力等能源。还可以充分利用夜间用电低谷时的电力进行充电，技术相对成熟。但是由于目前蓄电池单位质量储存能量较少，蓄电池造价较高，导致整车生产成本增加。

2.2 混合动力汽车

混合动力汽车主要是指油电混合动力汽车，同时在汽车中配备电动机和发动机来改善低速动力输出和燃油消耗的一种汽车类型。在混合动力汽车所需汽车动力较大时，可以由蓄电池来弥补内燃机动力不足，当混合动力汽车在低速运行时，内燃机多余的动力可以为蓄电池进行充电。混合动力汽车可以按照结构分成为以下3类：混联、串联和并联。

1)串联结构。在能量的应用具有独立特点，在车辆可以正常行驶时，发动机只驱动发电机，发动机用于给电池充电，在汽车行驶过程中，该类汽车是全部以电动机作为动力源，从而驱动汽车的正常运转，可以减少汽车尾气的排放量，最大限度地提升汽车工作性能。

2)并联结构。在并联机构中，汽车动力主要由发动机、变速器、电机和动力电池等组成，电机既可作为电动机使用，也可以作为发电机使用。

3)混联式结构。混联式动力系统与串联式相同的是发动机可以给电池充电，不同的是该系统下发动机可以直接驱动车辆；与并联式相同的是发动机可以直接驱动，不同的是该系统下发电机可以在电动机工作时给电池充电。

但是使用混合动力汽车会存在汽车生产成本较高，长距离行驶时不省油等缺点。

2.3 燃料电池汽车

燃料电池汽车主要是利用燃料电池，将燃料中的化学能直接转化为电能来驱动汽车。常见的燃料主要包括氢、甲醇、汽油和柴油等。目前国际上主要采用高能量密度的液态氢电池，在氢气和氧气的化学作用下生成电能驱动汽车。

2.4 氢动力汽车

氢动力汽车主要是指使用气体氢替代传统的柴油式汽油来提供动力的汽车，使用气体氢替代传统的柴油或者汽车。氢内燃机在汽车上的应用方式主要包括纯氢内燃机、氢/汽油双燃料内燃机、氢/汽油混合燃料内燃机。氢储量较为丰富，但是目前由于氢燃料的存储和运输存在一定的困难，氢分子容易在运输过程中透过储藏装置产生损失；另一方面，氢气的提取需要通过电解水或者天然气，需要耗费大量的能源。

2.5 燃气汽车

燃气汽车主要是指采用压缩天然气、液化石油气和液化天然气作为驱动力的汽车，可以调整汽车燃料结构，降低汽车运行成本，技术相对较为成熟，且在使用过程中安全可靠，因此，被世界公认为是未来最理想的替代燃料汽车的能源之一。目前燃气汽车的分类和特点如表1所示。

表1 燃气汽车的分类与特点

续表1

2.6 太阳能汽车

太阳能汽车主要是将太阳能技术应用到汽车中，基于太阳能电池将光能转化为电能，电能在汽车蓄电池中储存备用，进而驱动汽车电动机。未来发展太阳能汽车取代传统汽车，可以实现真正的零排放。太阳能汽车的应用特点如下。

1)太阳能汽车由于没有内燃机，因此不存在空气污染，无噪声。

2)太阳能汽车能耗低，易于驾驶，整车结构简单，只需要定期更换蓄电池，基本不需要日常保养。

太阳能的采集与转换存在一定的技术问题，太阳能汽车普遍采用轻质价格昂贵的航空航天材料，造价昂贵，以清华大学研发的“追日号”为例，得到1W的电量需要花费约100元人民币。

3 新能源汽车技术的发展对策

从目前新能源汽车技术的发展现状与应用优势可知，我国应该加强重视程度，加强对该类技术人才的培养，加大对相关技术的研究支持与资金投入，加快新能源技术的发展力度，促进新能源技术在汽车行业的稳定进步和快速发展。

3.1 加快新能源汽车的关键技术研发

作为现如今新能源汽车行业中生产出来的天然气双燃料动力汽车，具有极其先进的技术，其核心技术是以优化燃料为主，对燃料的利用可以做到精准控制，实现提高汽车动力的目的，且实现可持续发展，减少环境污染。该类汽车所要研究的重点是对于汽车内部的电池开发，只有保证汽车内部动力电池性能进一步升级，才能超越传统能源汽车的竞争[5]。

3.2 加速新能源汽车的基础设施建设

随着汽车行业中新能源汽车类型的不断研发，在如此多种多类的新能源汽车中，电动汽车是目前应用较为广泛的新能源汽车类型之一，但是也存在一定的技术瓶颈。例如，充电站无法很好地满足电动汽车的充电需求，将普通充电站与快速充电站进行充电对比可以发现，快速充电站的充电速度是普通充电站的几十倍，所以，对于快速充电站的需求变得越来越大，但是市场中现存的快速充电站较少，因此需要建造更多的快速充电站用来代替普通充电站，来满足新能源汽车行业的使用，促进新能源汽车的稳步发展。

3.3 加强新能源汽车的服务保障

现如今，新能源汽车之所以能够如此快速的发展，与汽车行业的服务技术有着密切联系，只有不断提升新能源汽车的服务效率与质量，才能促进客户购买，做好汽车的售后服务与技术跟踪，快速推进新能源汽车行业的发展。

3.4 国家政策扶持

随着新能源汽车的不断出现，在对新能源汽车进行销售时，国家可以出台一些政策，比如说购买优惠、补贴，以及推广等政策，促进消费，提升新能源汽车产业的稳步发展。

5 结论

新能源技术作为社会发展和科技进步的热门技术之一，新能源汽车产业是缓解传统燃料汽车产业带来的资源和环境的双重压力的重要发展方向，本研究对现有新能源技术在汽车应用中的实际现状进行介绍，对常见的新能源汽车类型基本结构与应用特点进行分析，并提出新能源汽车技术未来发展方向与措施。研究结果旨在为新能源技术在汽车行业中后续的良好发展提供参考。