導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的1篇汽車新能源與節(jié)能技術探討，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

近年來，隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和汽車行業(yè)技術水平的不斷提高，廣大人民群眾的購買力顯著增強，汽車已經(jīng)成為普通百姓家的生活必需品。據(jù)有關部門統(tǒng)計截止到2021年中國傳統(tǒng)燃油汽車的保有量已接近3億輛，隨著中國汽車保有量的持續(xù)上升，導致碳排放量也相應上升，導致環(huán)境污染問題日益嚴重，并且成為溫室效應、霧霾的主要源頭，最終影響到人們的生存環(huán)境，大大降低廣大居民的生活質(zhì)量。于此同時，我國能源安全問題也日漸突出，中國石油消費量全球排名第二和石油進口量排名第一，2020年數(shù)據(jù)顯示國內(nèi)原油表觀消費量為7.36億噸，石油對外依存度高達73%以上，據(jù)國際能源署發(fā)布的報告顯示，到2024年中國石油進口量預計有可能超過5億噸，能源供需矛盾日益突出。[1]綠色、低碳也是世界各國關注的焦點。2021年10月我國提出了“3060”雙碳戰(zhàn)略目標，我國汽車產(chǎn)業(yè)將在2028年左右早于國家碳減排承諾提前達峰，到2035年碳排放總量將比峰值降低20%以上。[2]因此，在這樣的大背景下只有不斷開發(fā)汽車新能源以及節(jié)能技術，才能解決汽車能源短缺與環(huán)境污染問題，才能促進汽車產(chǎn)業(yè)獲得可持續(xù)發(fā)展，從而更好的促進社會和經(jīng)濟更加健康穩(wěn)定的發(fā)展。

1汽車新能源與節(jié)能技術在汽車行業(yè)應用的必要性

1.1減少對自然環(huán)境的污染、對人體健康的危害

燃油汽車在行駛過程中排放的尾氣包含有大量的CO、CO2、CHx、NOx、SO2、顆粒物及合成光化學煙霧等有害成分，首先會危害到人體健康，破壞人體呼吸系統(tǒng)、人體造血功能，導致各種慢性疾病的發(fā)生甚至是危及生命。其次，SO2產(chǎn)生的酸雨會造成地面腐蝕、房屋腐蝕、動植物死亡等嚴重問題，使人們的生命和財產(chǎn)安全受到嚴重威脅。最后這些排放物不僅會對大氣層產(chǎn)生破壞，也會造成溫室效應和霧霾等天氣的出現(xiàn)。石油開采過程非常繁雜，其中的每一個流程都會對周邊環(huán)境產(chǎn)生不可逆的影響，最終導致石油開采區(qū)域周邊的自然生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生難以修復的破壞，人們的生存環(huán)境和發(fā)展空間受到嚴重影響。[3]汽車新能源與節(jié)能技術在汽車上的推廣應用，不僅可以大大減少汽車排氣污染，也可以減少石油能源的開采，從而減少汽車尾氣排放與開采過程對環(huán)境所造成的污染和對人體的傷害，促進人與自然生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

1.2保護化石能源、節(jié)約資源

把新能源和節(jié)能技術應用于汽車可以大量減少燃油的使用，可以減少石油能源的開采保護不可再生的化石能源，保證未來社會經(jīng)濟的可持續(xù)良性發(fā)展；同時還可以節(jié)約在石油的開采過程中的大量人力、物力資源，土地、地下水等自然資源。1.3維護國家能源安全大到工業(yè)生產(chǎn)、國民經(jīng)濟發(fā)展和國防安全，小到每個人的日常生活，處處都和石油有關聯(lián)。石油是一個國家生存和發(fā)展最重要的戰(zhàn)略資源，對國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和國防安全保障發(fā)揮著不可估量的作用。我國是一個煤炭豐富、石油短缺、天然氣較少的國家，汽車新能源和節(jié)能技術的應用可以大量減少燃油的使用，一定程度上可以緩解國家能源供需緊張問題，保障國家能源安全。[4]

2汽車新能源與節(jié)能技術的應用

2.1油電混合汽車技術

油電混合汽車技術顧名思義就是燃油驅(qū)動技術和電力驅(qū)動技術相結合，燃油發(fā)動機和電機相互配合做功為汽車行駛提供能量，屬于兩者優(yōu)勢互補的技術，一般而言主動力源還是燃油發(fā)動機，增加電池作為輔助動力源，汽車起步或加速行駛時，電動馬達鋪助發(fā)動機來供給動力，使汽車在起步時速度更快，加速時更平穩(wěn)，降低油耗。汽車正常行駛時產(chǎn)生強大而平穩(wěn)的動力，與同樣重量的汽車相比，燃油消耗更低，排放污染更少，行駛性能優(yōu)越。同時有了電池，還可以通過能量回收技術回收制動、下坡、怠速時的多余能量。[5]但是目前混合動力汽車技術的可靠性和制造使用成本高兩大難題，一直制約或影響混合動力汽車的發(fā)展前景。

2.2純電動汽車技術

純電動汽車技術是將汽車搭載的動力電池作為唯一動力源給電動機提供電能，用電動機代替?zhèn)鹘y(tǒng)內(nèi)燃機驅(qū)動車輛行駛，動力電池和電動機就相當于傳統(tǒng)燃油車的油箱和內(nèi)燃機。其優(yōu)點是可以實現(xiàn)零排放、降低噪聲污染、能量轉(zhuǎn)化率高和降低石油資源的消耗，更加的清潔、環(huán)保。這就完全符合了當前社會的節(jié)能和減排原則要求。純電動汽車的核心技術主要包括動力電池、電機、電控、能量管理和安全防護系統(tǒng)，在這些核心技術中，最為關鍵的就是電池的設計、制造技術。但是目前的動力電池還存在能量密度低，使用壽命短，占用安裝空間大、總體重量大，充電耗時，電池更換成本比較高，以及配套充電設施不足等問題，這些都極大的阻礙了純電動汽車的全面推廣應用。雖然純電動汽車技術的使用可以使汽車在使用過程中排放實現(xiàn)零排放，但是就汽車的全生命周期考慮，材料周期碳排放、燃料周期碳排放并不是完全的有害物質(zhì)零排放，目前火力發(fā)電作為我國發(fā)電主力占比高達72%，火力發(fā)電在消耗大量煤炭資源的同時，產(chǎn)生的有害氣體、污水、固態(tài)廢料、噪聲和熱污染同樣會對周邊環(huán)境造成污染。同時動力電池的退役后的回收還沒有形成成熟的回收體系，還存在環(huán)境污染和資源浪費的潛在風險。因此純電動汽車技術想得到長遠的應用，必須不斷加強電池技術方面的研究，創(chuàng)新能源結構建成“清潔低碳、安全高效能源體系”。

2.3天然氣汽車技術

所謂的天然氣汽車技術是在汽油汽車的基礎上，經(jīng)過改裝設計，加裝一套供氣系統(tǒng)，以天然氣代替燃油作為燃料給汽車提供行駛動力的汽車技術。具有成本低、安全性好、污染排放少等優(yōu)點，但行駛里程短、改氣后動力下降、怠速居高不下、加氣站配套不足等問題影響了他的大面積推廣，現(xiàn)階段主要應用于出租汽車和商用汽車比較多。另外天然氣也屬于不可再生資源，我國天然氣資源不足，國家汽車產(chǎn)業(yè)政策導向的調(diào)整，都是影響天然氣汽車推廣應用的主要因素。

2.4汽車輕量化設計

汽車整備質(zhì)量大小是決定耗油量的一個非常關鍵因素，在保證汽車安全和性能要求基礎上，應用新材料、新技術降低汽車整備質(zhì)量對傳統(tǒng)燃油車和新能源汽車都是節(jié)能、減排的有效措施，在整車設計中，采用合金材料、復合材料、工程塑料等新材料、結構優(yōu)化設計、制造工藝優(yōu)化實現(xiàn)整車輕量化。除此之外，在設計車身結構和形狀時，要充分利用空氣動力學，對車身參數(shù)優(yōu)化，流線設計，減少空氣阻力，最終達到良好的節(jié)能、降耗效果。

3汽車新能源與節(jié)能技術的發(fā)展方向

3.1氫燃料電池技術

氫燃料電池是將氫作為燃料，送到燃料電池的負極，把空氣中的氧供給正極，在電池中催化劑的作用下氫與氧發(fā)生電化學反應，直接將燃料的化學能變?yōu)殡娔艿哪芰哭D(zhuǎn)換裝置，它相當于是一臺發(fā)電機，輸出電能驅(qū)動電動機工作，為汽車行駛提供驅(qū)動力，同時還有給電池充電的功能。氫燃料電池是實現(xiàn)氫能轉(zhuǎn)換為電能利用的關鍵載體，汽車使用過程中，只要有氫不斷的輸入到燃料電池，氫燃料電池就會通過電化學反應源源不斷的輸出電能。氫能作為可存儲廢棄能源并推動由傳統(tǒng)化石能源向綠色能源轉(zhuǎn)變的清潔能源，其燃燒熱值高達142MJ/kg是汽油的3倍、焦炭的4.5倍，被認為是實現(xiàn)未來能源革命的顛覆性技術發(fā)展方向。[6]氫燃料電池具有污染少、噪聲少、發(fā)電效率高、可再生、加氫快、續(xù)航長等優(yōu)點，讓其在理論上成為未來實現(xiàn)節(jié)能減排的有效途徑。但是成本、技術、氫運輸、氫儲存、安全等多方面問題還沒有完全解決，國家能源局在“十四五”發(fā)展規(guī)劃中將氫能及燃料電池技術列為能源技術裝備主攻方向和重點任務。研究表明，氫能及氫燃料電池技術有望在汽車等領域得到大規(guī)模應用。[7]

3.2太陽能電池技術

太陽能電池是以半導體為材料把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，把太陽能電池應用于汽車上，用其轉(zhuǎn)換的電能來驅(qū)動電動機為汽車行駛提供動力，多余的電能還可以自動儲存于電池，陽光不足的時候供汽車運行，太陽能屬于可再生能源，其本身沒有對環(huán)境造成污染的物質(zhì)，在太陽能向電能轉(zhuǎn)換的過程中也不產(chǎn)生污染，汽車使用過程中也不存在尾氣排放，進而實現(xiàn)污染物的零排放，同時也降低了汽車對化石能源等的使用比例。但目前技術和成本仍然是阻礙太陽能電池技術應用于汽車產(chǎn)業(yè)的兩大難題。不過隨著現(xiàn)代科學技術的迅速發(fā)展，太陽能電池技術在汽車領域的推廣應用還是非常有前景的。

3.3可燃冰技術

可燃冰（甲烷氣水包合物），是天然氣和水分子在0℃和3.03MPa環(huán)境條件下生成的一種像冰一樣的結晶化合物，它含有80%-99.9%的甲烷，遇火即燃具有極強的燃燒力，相同條件下完全燃燒時釋放的能量是傳統(tǒng)能源的幾十倍，而且它燃燒后幾乎不會產(chǎn)生任何污染物。但是可燃冰的開采難度極大，開采成本很高，要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化開采還不可能，要在汽車行業(yè)內(nèi)廣泛運用還不現(xiàn)實。但是經(jīng)過仿真試驗表明可燃冰是一種高效清潔的未來汽車新能源，在節(jié)能減排方面能發(fā)揮出很高的價值作用。因此只有不斷加強對可燃冰開采方法、存放、加注、運輸、安全等方面的創(chuàng)新研究，才能更好的保證可燃冰技術在汽車行業(yè)上的應用與發(fā)展。

3.4汽油發(fā)動機壓燃技術

自汽車誕生以來，汽油發(fā)動機的點火方式主要是利用火花塞跳火引燃混合氣的點燃式點火方式，壓燃式點火主要應用于柴油發(fā)動機，采用火花塞點火的量產(chǎn)汽油發(fā)動機最大熱效率剛到40%左右，而采用壓燃式點火的柴油發(fā)動機最大熱效率已超過了50%。汽車發(fā)動機熱效率的高低則會直接決定油耗高低和排放數(shù)據(jù)。通過實驗研究發(fā)現(xiàn)汽油發(fā)動機如果采用壓燃技術可以得到接近甚至超過40%的熱效率，將燃油經(jīng)濟性提高20%-30%。

3.5可變排量發(fā)動機技術

可變排量汽車技術是指在現(xiàn)有內(nèi)燃機的基礎上，根據(jù)汽車實際動力需求，通過電腦發(fā)動機排量。其優(yōu)點是不改變汽車發(fā)動機工作容積的前提下，實現(xiàn)不同工況下多余燃料的使用，以達到節(jié)能減排的目的。實驗表明，同時配備可變排量技術和渦輪增壓的汽車，能夠?qū)崿F(xiàn)在低、中、高任何負荷下的最佳運行狀態(tài)?？勺兣帕科嚰夹g是現(xiàn)有發(fā)動機節(jié)能減排的一項很有發(fā)展?jié)摿Φ募夹g。綜上所述為了實現(xiàn)保護自然環(huán)境，節(jié)約能源，確保國家能源安全，汽車新能源和節(jié)能技術在汽車中的應用是迫在眉睫的。雖然我國已經(jīng)出臺了相關政策，鼓勵汽車新能源與節(jié)能技術的研究發(fā)展，而且已經(jīng)實現(xiàn)的技術也很多，但仍有很多關鍵技術有待進一步研究，要不斷完善技術創(chuàng)新體系，研究和開發(fā)更多新節(jié)能與能源技術，培養(yǎng)和造就大批創(chuàng)新型高技術人才，汽車新能源和節(jié)能技術的研究、開發(fā)與應用將會促進汽車產(chǎn)業(yè)獲得可持續(xù)發(fā)展，從而更好的促進社會和經(jīng)濟更加健康穩(wěn)定的發(fā)展。

參考文獻：

[1]孟順，王佳.發(fā)展新能源汽車保障我國能源安全的路徑研究[J].汽車實用技術.2019，（8）：7-9.

[2]工業(yè)和信息化部.節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0[EB/OL].2020.10.

[3]張佳斌.石油開發(fā)對環(huán)境的影響與對策研究[J].中小企業(yè)管理與科技.2020，（4）：78-79.

[4]張倩文.試論石油企業(yè)安全管理存在的問題與措施[J].科技與企業(yè).2014，（24）：19.

[5]廖文杰.淺談新能源汽車[J].山東工業(yè)技術.2018，（23）：22，27.

[6]劉應都，郭紅霞，歐陽曉平.氫燃料電池技術發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望[J].中國工程科學.2021，23（4）：10.

[7]國家能源局，能源技術創(chuàng)新“十四五”規(guī)劃初稿[EB/OL].2021.3.

作者:范利紅 劉文龍 陸蓮仕 單位:柳州職業(yè)技術學院 汽車工程學院