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汽車節(jié)能環(huán)保新技術(shù)研究

文檔作者：余阿東文檔來源：信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車與機(jī)電工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年01月29日
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10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.12.001
汽車節(jié)能環(huán)保新技術(shù)研究
余阿東
（信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車與機(jī)電工程學(xué)院，河南 信陽 464000）
摘 要：依據(jù)資源、環(huán)境對(duì)汽車排放的要求，重點(diǎn)論述了發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能、油電混合動(dòng)力、汽車電氣化、輕量化、智能
化等汽車節(jié)能環(huán)保新技術(shù)。另外我們要通過制造“更好的汽車”創(chuàng)造“美好社會(huì)”的初心和愿景，遵循穩(wěn)健、可持
續(xù)發(fā)展的理念，一起為實(shí)現(xiàn)汽車社會(huì) “CO2 零排放”的終極目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞：汽車排放；電氣化；輕量化；智能化；節(jié)能環(huán)保
中圖分類號(hào)：U471.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988 (2016)12-01-02
Research on new technology of automobile energy saving and environmental protection
Yu Adong
( College of automotive and electrical engineering, Xinyang Vocational and Technical College, Henan Xinyang 464000 )
Abstract: according to the resource, environment on the motor vehicle emissions requirements, focuses on the energy saving
engine, oil and electricity hybrid, electrification, lightweight, intelligent automobile energy saving and environmental
protection of new technologies. In addition, we have to through making "better cars" to create "good society" the original
desire aspiration and vision, follow a healthy, sustainable development concept, together with the realization social car "zero
emissions of carbon dioxide" ultimate goal to make the contribution.
Keywords: automobile emission; electrification; lightweight; intelligent; energy saving and environmental protection
CLC NO.: U471.23 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-01-02
引言
當(dāng)前，石油枯竭、全球變暖、大氣污染等環(huán)境問題已經(jīng)
是人類社會(huì)生存和發(fā)展的共同挑戰(zhàn)。為此，長(zhǎng)期以來汽車企
業(yè)從“節(jié)約能源”和“尋求燃料多樣化”兩方面出發(fā)，致力
于全方位的環(huán)境技術(shù)開發(fā)，研究眾多節(jié)能技術(shù)，例如發(fā)動(dòng)機(jī)
節(jié)能新技術(shù)、油電混合動(dòng)力技術(shù)、汽車輕量化、智能化等，
筆者就此幾點(diǎn)重點(diǎn)談?wù)勂嚬?jié)能環(huán)保新技術(shù)。
1、發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能環(huán)保新技術(shù)研究
混合動(dòng)力和插電式混合動(dòng)力車型雖然使用了電氣化系
統(tǒng)，但內(nèi)燃機(jī)依然是不可或缺的重要組成部分。內(nèi)燃機(jī)的地
位仍然穩(wěn)固。那么對(duì)于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)我們可以從以下幾個(gè)方
面來進(jìn)行節(jié)能環(huán)保技術(shù)開發(fā)。
首先通過超稀薄燃燒技術(shù)，提高內(nèi)燃機(jī)的熱效率，降低
有害氣體的排放。然而，對(duì)于現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)結(jié)構(gòu)來說，
超稀薄燃燒要開發(fā)與之相配套的點(diǎn)火技術(shù)和火花塞，或考慮
為汽油機(jī)加入均質(zhì)預(yù)混合壓燃技術(shù)，也就是讓超高壓縮比的
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)像柴油機(jī)一樣壓燃。其次能源再生利用尾氣熱能。
發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣溫度通常在500-600℃左右，因而蘊(yùn)藏著熱能，
但通常都隨著尾氣排放掉了【1】。那么在尾氣處理系統(tǒng)中加入
電熱轉(zhuǎn)換裝置，就能將熱能轉(zhuǎn)化為電能加以利用，或開發(fā)一
種存儲(chǔ)熱能的裝置，用于發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)“暖機(jī)”，讓發(fā)動(dòng)機(jī)快
速升溫至工作溫度，這樣就能夠大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率。
行業(yè)綜述
作者簡(jiǎn)介：余阿東(1982-），男，碩士研究生，講師，主要從事汽車
零部件加工機(jī)床的設(shè)計(jì)研究。
萬方數(shù)據(jù)
2016 年第 12 期 余阿東：汽車節(jié)能環(huán)保新技術(shù)研究 2
2、電動(dòng)汽車節(jié)能環(huán)保新技術(shù)研究
對(duì)于電動(dòng)汽車48V 混動(dòng)系統(tǒng)可以避免高電壓系統(tǒng)的高成
本以及12V 電源的功率限制，實(shí)現(xiàn)節(jié)油20%左右。實(shí)現(xiàn)節(jié)油
的關(guān)鍵是制動(dòng)能量回收,與12V 系統(tǒng)相比，48V 系統(tǒng)可大幅提
升能量回收效率。另外，對(duì)于混合動(dòng)力和插電式混合動(dòng)力車
型，更加節(jié)能省油的技術(shù)就在于如何對(duì)待發(fā)動(dòng)機(jī)。在車輛剎
車和滑行過程中，及時(shí)的把能量變成電能存儲(chǔ)下來，為發(fā)動(dòng)
機(jī)的“任性”買單。 再就讓發(fā)動(dòng)機(jī)“好好休息，合理工作”。
混動(dòng)車在剎車的時(shí)候要及時(shí)的根據(jù)剎車力度來判斷司機(jī)是否
意圖使車停止，如果是的話，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)提前停機(jī)，開始回收
能量。車輛起步時(shí)電機(jī)可以直接驅(qū)動(dòng)，車速提高到一定程度
發(fā)動(dòng)機(jī)再參與進(jìn)來，而此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高效工作區(qū)域，也就
是利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)巧妙規(guī)避發(fā)動(dòng)機(jī)更耗油的低速區(qū)間。
而對(duì)于純電動(dòng)汽車，研究新型鋰電池對(duì)于節(jié)能至關(guān)重要。
探索鋰離子電池極限能量密度及其實(shí)現(xiàn)途徑，研究新型高性
能儲(chǔ)鋰電極及其反應(yīng)機(jī)制、低成本合成和應(yīng)用技術(shù)；開展高
比能量鋰離子電池?zé)崾Э貦C(jī)理和防范機(jī)制、均一性和壽命的
影響因素及工程化改善技術(shù)研究，開發(fā)高安全性、長(zhǎng)壽命高
能量密度鋰離子電池，實(shí)現(xiàn)裝車應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)汽車更
大化的續(xù)航里程關(guān)鍵因素。
3、基于氫能源和空氣混合動(dòng)力的汽車節(jié)能環(huán)保技
術(shù)研究
氫能源技術(shù)和空氣混動(dòng)也分別是新能源的發(fā)展方向之
一。氫燃料電池基本工作原理是將氫氣送到燃料電池的陽極
板（負(fù)極），經(jīng)過催化劑（鉑）的作用，氫原子中的一個(gè)電
子被分離出來，失去電子的氫離子（質(zhì)子）穿過質(zhì)子交換膜，
到達(dá)燃料電池陰極板（正極），與氧原子和氫離子重新結(jié)合
為水。從而可以不斷地提供電能。而對(duì)于氫能源技術(shù)的汽車
大范圍應(yīng)用的障礙在于金屬鉑的稀缺和氫氣的安全性。我們
要通過技術(shù)創(chuàng)新，克服障礙逐步實(shí)現(xiàn)氫能源在汽車上的應(yīng)用，
實(shí)現(xiàn)汽車更加的節(jié)能環(huán)保。
空氣混合動(dòng)力系統(tǒng)與油電混合動(dòng)力系統(tǒng)類似，包含了四
種行駛驅(qū)動(dòng)模式：發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、高壓空氣驅(qū)動(dòng)、混合驅(qū)動(dòng)和
能量回收。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式主要用于高速定速巡航；
純空氣驅(qū)動(dòng)主要用于城市道路(時(shí)速不超過70km/h)；而需要
加速或爬坡時(shí)，兩者同時(shí)介入工作。最后就是制動(dòng)能量回收，
這與電動(dòng)機(jī)回收電能存儲(chǔ)于電池有所差別，它是以壓縮氣體
的形式儲(chǔ)存在儲(chǔ)氣罐里。不同的是壓縮空氣系統(tǒng)與液壓馬達(dá)
代替了動(dòng)力電池與電動(dòng)機(jī)。空氣混合動(dòng)力系統(tǒng)制造成本相對(duì)
于傳統(tǒng)的油電混合動(dòng)力要低不少。城市駕駛可以提升45%的
燃油經(jīng)濟(jì)性，綜合路況的燃油經(jīng)濟(jì)性也能提升35%。
4、汽車輕量化節(jié)能技術(shù)研究
汽車輕量化可以有效的實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的，若汽車整
車重量降低10%，燃油效率可提高6%—8%。實(shí)現(xiàn)汽車輕量化
主要從材料、結(jié)構(gòu)、工藝三個(gè)方面入手，而采用新型材料是
汽車輕量化最直接有效的方法。常見的輕量化材料分為金屬
和非金屬兩大陣營(yíng)。金屬材料主要包括高強(qiáng)鋼、鋁合金、鎂
合金等；非金屬材料包括復(fù)合材料和碳纖維材料等。
新型汽車鋼板，一般比市面上的頂級(jí)鋼板還要輕20%到
30%，強(qiáng)度增加25%，能進(jìn)一步提高燃油效率并保證駕駛安全。
鋁合金材料密度是鋼的1/3，延伸性好、耐腐蝕易回收，且
其鑄造性能良好，是目前汽車最為熱門的輕量化材料之一。
目前很多車型如奧迪A8、特斯拉等均已采用全鋁車身。碳纖
維是一種含碳量在95%以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖
維材料。碳纖維單體殼作為一種質(zhì)量輕、強(qiáng)度大、安全性高
的車身結(jié)構(gòu)，被廣泛應(yīng)用于性能車中。雖然現(xiàn)在還無法在民
用車中普及，相信在解決了一些原材料問題之后，一定能夠
廣泛應(yīng)用。
5、汽車智能化節(jié)能技術(shù)研究
目前交通面臨三大問題，安全、擁堵和污染，智能汽車
的目標(biāo)是解決這三大問題。智能汽車是物理上搭建新的傳感
器、控制器、執(zhí)行器，融合現(xiàn)在的一些通信、網(wǎng)絡(luò)、控制、
人工智能等理論，解決環(huán)境感知、智能決策等問題，最終實(shí)
現(xiàn)安全、舒適、節(jié)能、高效的功能，可替代駕駛員操作。對(duì)
于智能汽車在參與交通以前，要搭建實(shí)測(cè)場(chǎng)地，通過采集數(shù)
據(jù)和監(jiān)測(cè)傳感裝置，來實(shí)現(xiàn)汽車的初步場(chǎng)地測(cè)試，最終是實(shí)
現(xiàn)在實(shí)際的公路上，或者說實(shí)際的高速公路上的測(cè)試，最后
是校準(zhǔn)和標(biāo)定，有大量的傳感器，然后需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)校訂和
程序【2】?；诰W(wǎng)聯(lián)方面，考慮路測(cè)單元的信息輸入，包括車
道的運(yùn)行，協(xié)同感知，路口的輔助等等，還有移動(dòng)通信網(wǎng)的
整合，從而推進(jìn)整個(gè)數(shù)據(jù)獲得的全面性。汽車智能化不僅能
提高行車安全性，也能提升交通效率，進(jìn)而也可以起到節(jié)能
減排的作用。
6、結(jié)論
我們要通過制造“更好的汽車”創(chuàng)造“美好社會(huì)”的初
心和愿景， 遵循穩(wěn)健、可持續(xù)發(fā)展的理念，腳踏實(shí)地、一步
一步，在節(jié)能環(huán)保汽車領(lǐng)域以技術(shù)為核心構(gòu)建全方位的環(huán)境
保護(hù)技術(shù)綜合力，一起為實(shí)現(xiàn)汽車社會(huì) “CO2 零排放”的終
極目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1] 趙國才.汽車節(jié)能技術(shù)路徑分析[J].西南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)
版)，2014（12）117-121.
[2] 邵壯.淺談汽車節(jié)能技術(shù)與節(jié)能方法[J].黑龍江科技信息，2016（5）
22-23.

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