新能源汽車(chē)技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展
時(shí)間:2022-04-28 10:29:53
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摘要:新能源汽車(chē)代表未來(lái)汽車(chē)發(fā)展方向。文章介紹了各種新能源汽車(chē)的技術(shù)比較、關(guān)鍵部件和應(yīng)用展望,以及在2010年上海世博會(huì)期間將運(yùn)行展示約1000輛新能源汽車(chē),達(dá)到園區(qū)零排放,周?chē)团欧诺哪繕?biāo)。
關(guān)鍵詞:新能源汽車(chē);技術(shù);應(yīng)用與發(fā)展
現(xiàn)在,全世界很多國(guó)家對(duì)能源十分的依賴(lài),但是石油本身是不可再生的能源,石油儲(chǔ)量有限也是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)。因此,世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展受到了石油儲(chǔ)量的限制。從2006年開(kāi)始,中國(guó)對(duì)于新車(chē)的需求量首次超越日本,成為了世界上對(duì)新車(chē)需求輛第二多的國(guó)家。而日益明顯的能源問(wèn)題,也開(kāi)始成為了限制我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的又一難題,并且成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須要重視和解決的問(wèn)題。
1新能源汽車(chē)的主要技術(shù)比較
由于各國(guó)的科技實(shí)力水平存在差異,新能源在新汽車(chē)上的應(yīng)用也存在很大的區(qū)別。從目前的情況來(lái)說(shuō),最流行的汽車(chē)能源技術(shù),主要還是以電動(dòng)車(chē)技術(shù)為核心。由于電動(dòng)車(chē)使用燃料性質(zhì)的不同,可以將電動(dòng)車(chē)分為三種類(lèi)型:第一種是僅使用電能來(lái)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē),也就是純電動(dòng)車(chē);第二種是混合動(dòng)力車(chē);第三種是燃料電池提供能量的汽車(chē)?,F(xiàn)在已經(jīng)投入正常使用的,就是第一種和第二種,至于第三種電動(dòng)技術(shù)的汽車(chē)還沒(méi)有大量的投放市場(chǎng)。純電動(dòng)的汽車(chē)本身攜帶有高儲(chǔ)能的電池,在運(yùn)行的過(guò)程中,電池釋放電能支持電動(dòng)車(chē)運(yùn)行。所以,電動(dòng)車(chē)不需要通過(guò)傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)為車(chē)輛的運(yùn)行提供能量。儲(chǔ)能電池不能通過(guò)車(chē)輛本身進(jìn)行能量補(bǔ)給,而是必須要通過(guò)外部的電源為車(chē)輛的電池充電。而對(duì)于第二種混合動(dòng)力的車(chē)輛來(lái)說(shuō),本身不僅具有高儲(chǔ)能電池、同時(shí)還具有內(nèi)燃機(jī),可同時(shí)利用這兩種動(dòng)力來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。而最后一種燃料電池汽車(chē),不僅沒(méi)有內(nèi)燃機(jī),而且也沒(méi)有配備高儲(chǔ)能電池,而是通過(guò)車(chē)輛本身裝載的氫和氧構(gòu)成燃料電池進(jìn)行反應(yīng),為車(chē)輛提供運(yùn)行所需要的能量。利用內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)獲取能量的汽車(chē),在汽車(chē)車(chē)況相同的前提下,所消耗的能量會(huì)比利用電能驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)來(lái)的更多。有數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)內(nèi)燃機(jī)處于低速狀態(tài)的時(shí)候,能量的轉(zhuǎn)換效率處于最低水平,能量的轉(zhuǎn)換率僅為12%。利用混合動(dòng)力的技術(shù),當(dāng)汽車(chē)形式的速度緩慢時(shí),汽車(chē)就可以切換到利用電能來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng),這樣就能減少能量的損耗,使污染物的排放量大大減少。雖然混合動(dòng)力的汽車(chē)在剛啟動(dòng)以及汽車(chē)速度緩慢的時(shí)候,很好的處理了高能耗以及多排放的問(wèn)題,不過(guò),這種汽車(chē)在汽車(chē)高速行駛的時(shí)候,使用的還是內(nèi)燃機(jī)來(lái)提供能量進(jìn)行驅(qū)動(dòng),所以也就造成了混合動(dòng)力車(chē)所消耗的能量來(lái)的比純電動(dòng)車(chē)更多。(1)減少耗油量的比較。相同的車(chē)型,采用不一樣的技術(shù),達(dá)到減低油耗的目的,在計(jì)算多種動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)所花費(fèi)的費(fèi)用時(shí),以五年作為一輛車(chē)平均使用的壽命作為初始的成本,通過(guò)在銷(xiāo)售價(jià)值,以及預(yù)計(jì)節(jié)省下來(lái)的油量加入到考核的范圍之中。利用各種方面的比較,可以知道,利用純電動(dòng)車(chē)可以有效實(shí)現(xiàn)能源上對(duì)于石油的依賴(lài),是目前為止能夠解決能源不足的最有效方法。(2)減少碳排放的比較。與其他的電動(dòng)車(chē)驅(qū)動(dòng)技術(shù)進(jìn)行比較,混合動(dòng)力技術(shù)能夠減少56%的碳排放量,電動(dòng)車(chē)在晚間沒(méi)有使用的時(shí)候,浪費(fèi)的無(wú)非是電能,而這并不會(huì)增加新的碳排放量。所以,現(xiàn)在比較好的處理方案就是,利用清潔能源發(fā)電,并融合電動(dòng)車(chē)技術(shù),以此來(lái)解決機(jī)動(dòng)車(chē)由于碳排放所造成的環(huán)境污染。(3)綜合比較。從環(huán)保性、全壽命成本、安全性、續(xù)駛里程等方面的全面比較可以看出,各類(lèi)技術(shù)都有其優(yōu)缺點(diǎn),相比較而言,目前電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)更趨成熟。
2電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用缺陷和瓶頸
現(xiàn)在,電力驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)以及得到了很好的發(fā)展,不過(guò)在繼續(xù)行駛里程以及制造成本方面,傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)還是具有比較大的優(yōu)勢(shì)。其原因有以下4點(diǎn):①電池的續(xù)航能力較弱;②電池的使用壽命比較短;③電池的售價(jià)較高;④充電時(shí)間以及充電網(wǎng)點(diǎn)在短時(shí)間內(nèi)沒(méi)有辦法得到有效的解決。
3關(guān)鍵部件電池的技術(shù)發(fā)展
通過(guò)以上描述,可以知道電動(dòng)車(chē)有一定的局限性,電動(dòng)車(chē)的最關(guān)鍵點(diǎn)就是電池。而電池通常會(huì)有兩大類(lèi),第一類(lèi)是鎳氫電池,第二類(lèi)是鋰離子電池。(1)鎳氫電池?,F(xiàn)在的鎳氫電池是由早期的鎳鎘電池改造的,用鎳將會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染的有毒元素鎘,進(jìn)行替換。不過(guò)鎳氫電池與鋰離子電池相比,最大的弱點(diǎn)就是電池容量比較小,因此沒(méi)有辦法長(zhǎng)時(shí)間的給汽車(chē)供電,導(dǎo)致車(chē)輛續(xù)航能力較弱。因此,采用這種電池供電的效果并不是很理想。(2)鋰電池。構(gòu)成鋰離子電池的主要有以下部分,電源正極、電源負(fù)極、電解質(zhì)以及隔膜。現(xiàn)在在市場(chǎng)上最??匆?jiàn)的就是利用鈷酸鋰以及錳酸鋰制作的電池,有些電池也會(huì)使用鎳酸鋰。最新開(kāi)發(fā)的磷酸鐵鋰材料通常都被用于電源的正極,所以磷酸鐵鋰很有希望成為之后電動(dòng)車(chē)的主要選擇。
4新能源汽車(chē)技術(shù)應(yīng)用展望
因?yàn)槲覈?guó)現(xiàn)在的情況在汽車(chē)市場(chǎng)中并不占據(jù)優(yōu)勢(shì),在技術(shù)領(lǐng)域,與發(fā)達(dá)國(guó)家相去甚遠(yuǎn),但是從目前新能源領(lǐng)域的角度來(lái)看,我國(guó)的發(fā)展始終存在著巨大的機(jī)遇,有望實(shí)現(xiàn)跨時(shí)代的進(jìn)步,由于發(fā)展新能源汽車(chē)是我國(guó)在汽車(chē)市場(chǎng)上奮勇直追的好機(jī)會(huì),所以必須要給予高度的重視。以目前新能源的發(fā)展情況來(lái)看,不論是混合動(dòng)力的汽車(chē)還是純動(dòng)力的汽車(chē),亦或是別的新能源類(lèi)型的汽車(chē),都面臨著一個(gè)很?chē)?yán)重的問(wèn)題,那就是制造成本高。不過(guò)從目前的情況來(lái)看,最有可能成為新能源主力的應(yīng)該就是電動(dòng)技術(shù)。電池技術(shù)是否得到很好的發(fā)展,對(duì)于新能源電動(dòng)車(chē)而言十分的重要。就目前的情況上來(lái)看,新材料制作的磷酸鐵鋰不僅具有其他材料電池所具備的優(yōu)勢(shì),同時(shí)還有安全性高、使用時(shí)限長(zhǎng),漏電情況少等,因此,這種電池是目前最有希望為電動(dòng)車(chē)提供能量的電池。為了能夠制作出安全環(huán)保的新能源汽車(chē),對(duì)于我國(guó)而言已經(jīng)上升到了戰(zhàn)略層面?;诖隧?xiàng)研究的重要意義,更應(yīng)該集中優(yōu)勢(shì)資源,努力研究,找到更加科學(xué)的方式探索新能源之路,有效保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)能夠長(zhǎng)足的發(fā)展,而不受能源的限制。
5國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)概述
(1)國(guó)內(nèi)外新能源汽車(chē)市場(chǎng)與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀。能源污染以及石油需求同時(shí)對(duì)世界的發(fā)展發(fā)出挑戰(zhàn),為了戰(zhàn)勝眼前的困難,世界各國(guó)都開(kāi)始走上探索新能源的道路。在科學(xué)技術(shù)研究領(lǐng)域,我國(guó)目前與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距并不大,大家?guī)缀跏钦驹谕粭l起跑線(xiàn)上,所以我國(guó)政府更應(yīng)該抓住時(shí)機(jī),大力發(fā)展新能源,抓住時(shí)下機(jī)遇。以當(dāng)前的情況來(lái)說(shuō),許多專(zhuān)業(yè)的研究機(jī)構(gòu),以及高校實(shí)驗(yàn)室都對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的研究有極高的興趣,也取得了很大的成果,不過(guò)電動(dòng)車(chē)卻沒(méi)能夠盡快的進(jìn)入大眾的視野,這其中最主要的原因還是電池技術(shù)沒(méi)有得到突破。所以,新能源汽車(chē)要想實(shí)現(xiàn)普及,最重要的一步就是解決供能問(wèn)題。(2)新能源知識(shí)產(chǎn)權(quán)及戰(zhàn)略聯(lián)盟發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)。現(xiàn)在,新能源汽車(chē)還屬于剛起步的階段,中國(guó)不論是在政策方面還是在發(fā)展戰(zhàn)略上都沒(méi)有足夠的經(jīng)驗(yàn),將工作的重心放在技術(shù)開(kāi)發(fā)以及科學(xué)成果的應(yīng)用上。最近這幾年,研究聯(lián)盟對(duì)解決新能源技術(shù)問(wèn)題起到了至關(guān)重要的作用,大家群策群力,共同解決遇到的問(wèn)題,漸漸的成為了一種新的研究模式。這不僅可以使研究風(fēng)險(xiǎn)減低,還可以解決技術(shù)研究的資金問(wèn)題,更好地為新能源汽車(chē)的研究提供技術(shù)支持。
6結(jié)語(yǔ)
隨著世界能源形勢(shì)的不斷變化,新能源汽車(chē)必將成為未來(lái)汽車(chē)行業(yè)新的發(fā)展方向,而新能源汽車(chē)的發(fā)展過(guò)程與當(dāng)下內(nèi)燃汽車(chē)的發(fā)展歷史基本一致,其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與新技術(shù)的應(yīng)用與突破緊密相連,任何一項(xiàng)新技術(shù)的突破與應(yīng)用都應(yīng)為新能源汽車(chē)的發(fā)展帶來(lái)突破,而這個(gè)行業(yè)的發(fā)展也應(yīng)當(dāng)突破以往的產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路,運(yùn)用先進(jìn)的管理和發(fā)展思想為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供充足的資金支持和豐厚的技術(shù)儲(chǔ)備,推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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作者:姜明月 蔡旭冰 劉劍峰 馬永新 單位:1.東風(fēng)朝陽(yáng)朝柴動(dòng)力有限公司 2.朝陽(yáng)師范高等專(zhuān)科學(xué)校
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