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技术与应用
交通科技与管理
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新能源汽车技术概况
张条兰,高素霞
(河南质量工程职业学院,河南 平顶山 467000)
摘 要:近年来由于能源的短缺、环境的污染,新能源汽车成为发展的趋势。本文结合我国现有的新能源汽车技术的发
展概况,分析了不同新能源汽车技术的应用领域和关键技术,并提出了新能源技术的发展方向。
关键词:新能源汽车;技术创新;发展战略
用煤炭作燃料时会产生CO、SO
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、粉尘等,但它的污染较
内燃机的废气要轻得多,即使按所耗电量换算为发电厂的排
放,除硫和微粒外,其它污染物也显著减少,由于电厂大多
建于远离人口密集的城市,对人类伤害较少,而且电厂是集
中的排放,清除各种有害排放物较容易。(2)能源效率高,
来源多样化。电动汽车的研究表明,其能源效率已超过汽油
机汽车,特别是在城市运行,汽车走走停停,行驶速度不高,
电动汽车更加适宜。电动汽车停止时不消耗电量,在制动过
1 混合动力汽车
程中,电动机可自动转化为发电机,实现制动减速时能量的
混合动力汽车是在纯电动汽车上加装一套内燃机,用以
再利用。集中发电也可以大大提高能源利用效率,有些研究
减少汽车的污染,提高汽车行驶里程,且符合汽车道路交通、
表明,同样的原油经过粗炼,送至电厂发电,经充入电池,
安全法规的一种汽车。目前有串联式和并联式两种结构形式。
再由电池驱动汽车,其能量利用效率比经过精炼变为汽油,
混合动力汽车(亦称复合动力汽车)车上装有两个以上动力
再经汽油机驱动汽车,因此有利于节约能源和减少二氧化碳
源。车载动力源有多种:蓄电池、燃料电池、太阳能电池、
的排量。由于电力可以从多种一次能源获得,如煤、核能、
内燃机车的发电机组,当前复合动力汽车一般是指具有内燃
水力、太阳能、风力等,不同国家可以根据自己的实际情况
机,再加上蓄电池的汽车。
灵活选择电能的来源。电动汽车还可以充分利用晚间用电低
我国非常重视混合动力汽车的研究与开发,有关工作开
谷时富余的电力充电。(3)结构简单,使用维修方便。电
始于上个世纪90年代。在“十五”期间,科技部组织北京
动汽车较内燃机汽车结构简单,运转和传动部件少,维修保
理工大学、清华大学、东风汽车公司等国内多家企业、高校
养工作量小,当采用交流感应电动机时,电机无需保养维护,
和科研机构进行联合攻关,相关研究被列入“十一五”863
更重要的是电动汽车易操纵。但是由于技术和成本上的问题,
计划重大项目。混合动力汽车涉及到几项关键技术,分别是
纯电动汽车目前仍存在一些缺陷。最主要的问题在于,目前
混合动力单元技术、控制策略技术和能量存储技术。在这几
蓄电池单位重量储存的能量太少,一次充电后行驶罩程不理
个技术方向,我国科技人员都有一定的突破。
想;高储量的电池使用寿命较短,使用成本高,纯电动汽车
总体成本比较高,当然这也和纯电动汽车没有实现商业化、
2 纯电动汽车技术
无法形成规模经济有关。因此,电池是纯电动汽车发展的首
纯电动汽车(Battery Elcctdc Vehicle,BEV)是指以车载
要关键,要想在较大范围内应用电动汽车,要依靠先进的蓄
电源为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法
电池。由于完全不依赖内燃机,纯电动汽车对电池性能的要
规各项要求的车辆。与混合动力最大的不同在于,纯电动汽
求大大高于混合动力汽车。经过10多年的筛选,现在普遍
车完全不使用内燃机作为发动装置,也不使用汽油、柴油等
看好氢镍电池、锂离子和锂聚合物电池。
燃料,而是完全采用可充电式电池驱动,其基本结构非常简
单,电动发电机和车载电池是其中的关键部件,其中又以电
3 燃料电池电动汽车
池最为关键。
燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转
纯电动汽车的优点是:(1)无污染,噪声低。由于不
化成电能的装置。这种装置的最大特点是反应过程不经过燃
采用任何有机燃料作为直接能源来源,纯电动汽车本身不排
烧和热机做功,因此其能量效率不受卡诺循环的限制,转化
放污染大气的有害气体,也不产生二氧化碳等温室气体,几
率可达到60%~70%,实际使用效率接近普通内燃机的2倍。
乎可以达到“零排放”的标准,并且电动机工作噪声也远远
我国政府非常重视燃料电池汽车关键技术的研究。在“九五”
小于内燃机。但是,使用电动汽车并非绝对无污染,例如使
期间,国家科技部就将燃料电池关键技术的研究列入国家攻
用铅酸蓄电池做动力源,制造、使用中要接触到铅,充电时
关计划。中科院大连化学物理研究所、北京世纪富源燃料电
产生酸气,会造成一定的污染。蓄电池充电所用的电力,在
池公司、北京飞驰绿能电源技术有限责任公司、上海神力科
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源
(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合
车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先
进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括混合动力
汽车、纯电动汽车(BEV,包括太阳能汽车)、燃料电池电
动汽车(FCEV)、氢发动机汽车、其他新能源(如高效储能器、
二甲醚)汽车等各类别产品。
作者简介:张条兰(1978-),女,山西运城人,硕士研究生,讲师,主要从事复合材料的研究。
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技有限公司等就分别研制出5 kW~30 kW的质子交换膜燃料
电池。“十五”期间,燃料电池关键技术的研究被列入国
家“863”电动汽车重大专项。 燃料电池电动汽车目前在中
国处于示范项目阶段。“中国燃料电池公共汽车示范项目”
受到中国政府、全球环境基金(GEF)和联合国开发计划署
(UNDP)共同支持。一个总投资3 200万美元的示范项目
目前正由国家科技部、北京市、上海市共同组织实施。该项
目的远期目标是推动燃料电池公共汽车在中国产业化和推广
应用,减少空气污染和温室气体排放。项目于2003 年在北
京启动,预计这12 辆车总共运行将达160 万公里。
内,二是将氢气储存于高压绝缘罐中,连续行驶里程分别达
到400公里和270公里的水平,但前者要消耗较多能量,后
者体积仍然较大,蒸发还会每天消耗5%的氢。更先进的办
法是金属氢化物低压固态储氢技术,美国采用晶粉状金属
合金,一次可吸收氢气约3公斤,加热即可释放出来,可
反复使用几百次。氢动力汽车发展的另一个关键问题就是
氢的制备。
5 结论
目前,新能源汽车技术的发展方向是采用锂电池的纯电
动汽车。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属,锂离子电池
单位重量储能为铅酸电池的3倍,锂聚合物电池为4倍,而
且锂资源较丰富,未来具有更大的发展空间。因此,锂电池
技术的开发成为新能源汽车的发展方向。
参考文献:
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[4]许蕊,等.低碳经济的障碍性因素分析[J].现代商贸
工业,2011(9):83-85.
4 氢发动机汽车
氢发动机汽车的内燃机系统有点类似于传统汽车内燃机
系统。其内燃机可直接燃烧氢,而不使用其他燃料,产生水
蒸气排出。这类车存在几个技术难题,一是氢气的安全存放
和储运。由于氢气在常温下呈气态,为能使汽车长距离运行,
必须有充足的氢源,一般需要采用加压技术;另外氢气属于
易燃易爆的气体,其安全储运一直是一技术难题。二是燃烧
效率较低,氢内燃机的能率转化效率低于氢燃料电池,要使
得汽车具有足够的马力,提高其能效是不能回避的问题。 氢
发动机汽车涉及到氢能的综合利用问题,我国十分重视氢能
源的研究与开发工作,和国际进行了广泛合作和接轨。氢动
力汽车现在最大的难题是液化氢气的储存。氢气密度很低,
需要压缩或液化才能运输、存储和分配。5~7公斤氢能使汽
车行驶644公里,但控制燃料罐体积是燃料电池车的主要难
题。现有的储氢方式一是将液态氢储存于-253℃的低温罐
(上接第84页)
2.3 去进行工程的车辆
我们的工程车辆,它们所进行的劳动力是非常的大,并
且它们所工作的环境是非常的恶劣,有时候它们所承载的重
量有时候会远远的超过它们自己本身所能承载的重量,并且
他们工作的时间是非常的长。由于这些特点的影响,他们在
工作的过程当中如果需要去进行减速的时候,会浪费大量的
能量,而且还会导致汽车某些系统的发热,从而这样就会减
少汽车自己的使用寿命。如果把混合动力技术运用到工程车
辆当中,这样可以很好的把工程车辆在进行减速的时候所浪
费掉的能量进行回收利用,大大的提高了汽车的节能环保性
能。从而取得了经济效益和环保效益双赢的局面。
2.4 国家所使用的车辆
虽然混合动力技术在民用领域得到了广泛的应用,并
且它在国际当中所占的份额还十分的庞大。但国家所使用的
车辆绝大部分当中还是用重质燃油。虽然现实是这样,但混
合动力技术在我们国家所使用的车辆当中仍然受到十分的重
视。尤其是像中国、美国、俄罗斯等一些军事大国,他们对
混合动力技术在国家的军事领域运用当中是十分的重视。因
为到混合动力技术被运用到军用车辆当中,它不仅可以为军
用车辆在战场中提供很好的形式,而且它还可以为军工车辆
提供很好的动力。因为,混合动力系统是两种运行模式,这
样它就可以为军工车辆提供两套动力系统,即使我们在打仗
的过程当中,一套动力驱动系统得到的损坏,但另一套仍然
可以继续工作,这样就会使的军工车辆在战争的过程当中可
以得到有效的运行。从而使我们在战争的过程当中取得一定
的优势。另外,混合动力技术,它不仅可以增强车辆的动力
性能,而且它还可以保证车辆安全有效的开展运行。但唯一
的缺陷是它在军工车辆当中所使用的范围并不是太广泛,因
为我们国家的军用车辆是关乎着一个国家的安全问题,所以
中国政府在使用这一项技术时是十分的小心,从而使其在军
事领域方面所使用的范围并不是太宽泛。
3 结束语
综上所述,混合动力技术是在车辆工程领域当中十分重
要的一项技术。我们要向使混合动力技术在车辆工程领域得
到很好的应用,需要不断对其进行研究与改进,不断的去完
善其不足的地方。最终,它会在车辆工程领域当中得到很好
的应用。
参考文献:
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[2]王唱.混合动力技术在车辆工程中的应用[J].江西电
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[3]李峥杰.浅析混合动力技术在车辆工程领域中的应用分
析[J].内燃机与配件,2019(21):250-251.
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