新能源汽车技术创新思路

2022.10.11

李敬国

摘要：尽管当前柴油以及汽油依旧是汽车主要的燃料来源，但是柴油以及汽油自身的质量要求也逐步提升，代燃料将会在未来得到广泛的应用和推广，其中乙醇汽车以及天然气汽车将会得到大规模的推广和普及，另外二甲醚以及合成燃料也将会有很大的应用空间。此外，在未来，混合动力系统也会有所普及和发展，至少在三十年的时间内是汽车行业最为有效的解决污染以及能源问题的有效途径。燃料电池在未来的应用也十分乐观，是未来汽车行业主要的应用能源之一，国内的汽车行业以及石油行业应当联手对先进的燃料电池技术加以研发，继而在未来的汽车行业发展中占领制高点。

关键词：新能源；汽车技术；发展现状；趋势

我国及国外很多汽车公司以及科研机构，在当前的环境以及能源压力下开始积极研发清洁能源汽车，使得新能源汽车的发展有了长足的进步，所谓新能源汽车主要就是指利用除了柴油以及汽油这些传统能源之外的能源作为动力供给的汽车。当前正在研发的新能源汽车主要是有醇类、合成燃料、天然气、空气等作为燃料。

1.新能源汽车种类及特征

1.1醇类汽车

所谓醇类汽车主要是指以乙醇以及甲醇作为燃料的汽车，其中使用较为广泛的就是乙醇，主要是因为乙醇自身的来源途径较为广泛，在制作的技术上也相对完善和成熟。当前的醇类汽车所使用的主要是乙醇和汽油或者是柴油等依照相应的比例进行混合继而加以驱动，这样就不需要对发动机进行改造，同时还能够起到有效的降低污染以及节能的效果，但是这样就需要加大燃油喷射量，只有掺醇率达到或者是高于百分之十五的时候，应当对发动机的压缩比以及点火提前角加以改变。

因为乙醇燃料自身的空燃相对比较低，对于发动机相关的进气系统没有太高的要求，自身的自燃性能也不是很理想，辛烷值较高，自身的抗爆性较好，汽车尾气的污染能减少至少百分之三十，这样的汽车最早是上世纪八十年代中期福特公司研发。

1.2二甲醚汽车

对于二甲醚来说，其是一种无色同时又无味的气体，自身的清洁以及燃烧性能都比较好，同时所产生的污染也较少，稍加压制就会成为液体，因此十分适合作为一种新式的能源，使用这样一种燃料的汽车是符合美国加州关于超低排放的标准。日本的NKK公司已经研发出相关的使用劣质煤生产二甲醚的相应设备，二甲醚汽车在使用的过程中很难或者是不会排放出一些污染环境的气体，所产生的NOX往往会比柴油汽车排放的低百分之二十。

1.3氢燃料汽车

众所周知，氢是一种清洁燃料，通过使用这样一种燃料，燃烧的效率较高，有助于降低燃料的使用量。另外，氢气能够混入到其他燃料之中，继而使得燃料的使用效率有所提升，二氧化氮的排放量有所降低，在各种燃料之中，氢的质量以及密度是最高的，但是其自身的能量目的较低，因此，其自身的不足就是安全以及储存问题。宝马公司一直都在对氢气发动机加以研发，研发出多种款式的氢气发动机汽车。

1.4液化石油和天然气汽车

对于天然气汽车来说，其又被成为“蓝色动力”汽车，主要是以液化天然气、液化石油气等为主要燃料，其中压缩天然气以及液化石油气是较为理想的一种点燃式发动机燃料，主要是因为这两种燃料自身的形成较为单一，有较高的纯度，和空气进行混合时能够做到完全燃烧，同时还能够排出较少的一氧化碳，但是其不足就是储运性能较低，着火的延迟期会比较长。

2.我国新能源汽车发展状况

我国地大物博，尤其是天然气资源十分丰富，同时分布的区域也十分广泛，在北京、海南以及重庆和上海等地都是我国燃气汽车的重点示范城市，这些城市在燃油汽车的基础上对压缩天然气汽车以及相关的液化时尤其汽车做了积极研发并进行改装，这些汽车主要是用于出租车以及公交车领域。

我国的山西省是产煤大省，此地的甲醇汽车项目已经有多年的研发历史，当前已经开始进入商业运行的环节，甲醇汽车所使用的燃料系统，不仅能够用甲醇，还能够使用汽油，同时还能够将乙醇作为一种有氧燃料加以使用，这些在黑龙江以及河北省多地进行了推广，另外我国也制定了相关的乙醇汽油燃料的相应标准。其中山西省使用的甲醇中巴车就是一大成功实践。

我国的煤炭资源十分丰富，国家也在支持将煤炭作为原料对车用燃料加以制造，通过煤直接或者是间接液化的方式对车用燃料加以制取的项目在我国也得到广泛的推行。在“十五”期间，我国在陕西省以及云南省建立了煤直接液化的示范厂，将煤炭作为原料合成二甲醚或者是石油来作为车用的燃料。

我国对燃料电池进行研究的单位有数十家，但是仍然和国外有很大的差距，比如说国外往往是将功率在50KW到80KW的燃料电池用于轿车使用，但是我国依旧是5KW。这和轿车的使用标准还有较大的差距，但是我国的金属燃料电池技术已经在世界处于领先水平。另外，我国的锂电池水平在国际也处于领先地位，2005年上海车展比亚迪汽车的EI电动车就已经具有相当好的整车动力性能。

3.新能源汽车发展前景

在多种多样的汽车代用燃料里面，CNG以及LPG是相对来说最为方便的一种燃料，当前有较好的配套基础设施作为辅助应用，在经济性以及排放状况要求较高但是自身的动力性能要求不是太高的公共交通行业中，有较好的应用和发展前景。在美国，最近几年新型公共交通工具——天然气汽车的使用十分普遍，在我国这样一个以农业为主的发展中国家，乙醇是一种十分丰富的资源，乙醇汽车的应用前景也相当广泛。对于二甲醚来说，这样一种合成燃料自身具有良好的排放效能，同时其应用和推广前景十分乐观，尤其是可以作为代用柴油在混合动力汽车中加以使用。从某种程度上说，混合动力汽车是未来汽车动力系统的一种主要形式。对于蓄电池电动汽车来说，其自身的使用效能就远远不如混合动力汽车以及燃料电池汽车，同时蓄电池电动汽车自身的成本相对来说比较高。氢燃料发动机自身的能量使用率还远远不及氢氧燃料电池。所以说，蓄电池电动汽车以及氢发动机汽车自身的发展以及应用前景并不客观。诚然，随着太阳能电池技术的不断完善和发展，未来纯电动汽车也会有更好的应用。此外，压缩空气动力汽车尽管已经实现了排放上的零污染，但是其自身的整体性能与以往传统汽车性能之间有较大的差别，因此也僅仅能够在较小的范围内对其加以应用和推广。对于燃料电池来说，其依旧是当前技术条件下能量使用效率最高的一种汽车使用能源，自身的比能量可以达到一千克200到350KW，这个量是锂电子电池的两倍到三倍，其自身的能量转换率为百分之六十到百分之八十，这一效率是柴油机或者是汽油机转换率的1.5到2倍，继而也能够实现超低污染或者是零污染，另外燃料电池所使用的氢能源是能够再生的。当前主要是以甲醇这一燃料为主的电池技术最为完善和成熟，不管是国内还是在国外很多石油公司以及汽车公司都在对燃料电池汽车进行积极研发，以求能够在之后的汽车发展市场中占据一席之地。