新能源在車輛工程中的應用

新能源在車輛工程中的應用摘要：當前環(huán)境污染已經成為了全球急需解決的問題，如何全面的保護我們的生態(tài)環(huán)境成為世界主要攻克的難題。環(huán)境空氣污染將會對我們的生活和工作產生不同程度的影響，其中交通污染和工業(yè)污染是空氣污染當中非常重大的部分。通常我們對交通污染的定義為主要是汽車尾氣的不合理排放造成的。當下隨著汽車使用量的不斷的提高，汽車污染排放已經成為了主要的空氣污染來源。所以我們在未來的汽車使用過程當中，一定要實現(xiàn)節(jié)能減排的有效措施，有效的降低汽車尾氣排放對整個環(huán)境造成的影響，同時我們要科學合理的運用新燃料新能源。關鍵詞：新能源；車輛工程；運用1新能源及新能源汽車前景分析新能源是一種全新的能源，目前在國際社會上的應用還不是特別廣泛，在實際應用上還是以傳統(tǒng)的石化能源為主，目前能源產業(yè)的大宗交易還是以煤炭資源、石油資源以及天然氣為主，這些傳統(tǒng)的能源共同點就是不可再生，都是一次性的能源，而且在生產和應用過程中因為燃燒不充分等原因而造成的大氣污染也是大氣污染的重要來源之一。新能源相較于傳統(tǒng)能源而言，盡管生產規(guī)模和應用范圍都沒有后者廣泛，但是新能源卻能減少對于環(huán)境和生態(tài)的破壞，隨著科技水平的不斷提高以及全球不可再生能源儲量的不斷減少，在未來新能源必將會成為推動社會發(fā)展的重要力量?，F(xiàn)如今太陽能、地熱能、海洋能和風能正在逐漸成熟，在滿足最基本的發(fā)電要求以外，還能夠應用在車輛工程的動力系統(tǒng)中，取代傳統(tǒng)的石油、天然氣等化石燃料成為未來新一代的汽車能源之一。目前，應用最為廣泛的新能源動力汽車是以太陽能為汽車動力的太陽能電動汽車，這種太陽能電動汽車在一定程度上能夠媲美傳統(tǒng)意義上的汽車，可作為市內代步工具，能夠滿足大部分人的出行需求。太陽能汽車的廣泛應用是新能源在汽車領域應用的第一步，盡管目前這種汽車的技術尚不成熟，在很多方面還無法和傳統(tǒng)的以化石燃料為動力的汽車媲美，但是這種新能源汽車卻能夠有效減少機動車尾氣的污染，極大地保護了生態(tài)環(huán)境，同時國家政策的傾斜和扶持也增加了人們對于這類低污染汽車的購買力度，促進了新能源整個行業(yè)的發(fā)展，減少了人們對于傳統(tǒng)能源的依賴。新能源的開發(fā)和應用在滿足社會發(fā)展需求的基礎上實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展，同時也為未來的能源發(fā)展作了一定的鋪墊。2傳統(tǒng)汽車與新能源汽車的對比分析傳統(tǒng)汽車采用發(fā)動機將燃油的化學能轉換為機械能，一般由發(fā)動機、車身、底盤以及電氣設備等四個基本部分組成?！靶履茉雌嚒边\行中不再使用汽油和柴油，而是采用其他的可再生清潔能源，對環(huán)境無污染。下面主要從動力部分、底盤部分、車身部分和電氣設備四部分比較傳統(tǒng)汽車和新能源汽車的區(qū)別。2.1動力部分新能源汽車之所以稱為新，就在于其動力系統(tǒng)大多采用新型無污染能源，包括電力、氫氣、太陽能、風力等等?，F(xiàn)階段，市場中新能源汽車的動力部分主要是電動動力，隨著新能源技術的發(fā)展成熟，未來其他新能源汽車也將走進我們的生活。電動汽車的電力驅動統(tǒng)主要由電池組件構成，包括驅動電機、調速控制裝置以及動力源等，而傳統(tǒng)汽車動力部分指發(fā)動機，它燃燒的汽油或柴油會對環(huán)境造成污染，這是新能源汽車區(qū)別與傳統(tǒng)汽車的本質。在加速方面，因為電動機能獲得全部扭矩和功率，能量利用率高，而傳統(tǒng)發(fā)動機有扭矩峰值，所以電動機在加速方面更強。2.2底盤部分汽車底盤主要包括傳動裝置、行駛裝置、轉向裝置和制動裝置四部分。傳動裝置的作用是將發(fā)動機的輸出轉矩傳給驅動軸，而如果是電動汽車，其依靠電線傳輸動力，所以不需要傳動軸；電動機帶負載可以啟動，也不需要離合器；電路可控制電機的旋向，不需要變速器中的倒檔；電動機可無極調速，傳統(tǒng)變速器也被淘汰；如果是雙電機驅動，則差速器也可省去。在行駛裝置、轉向裝置和制動裝置部分，新能源汽車和傳統(tǒng)汽車區(qū)別不大，在電動汽車上，一般設計有能量回收裝置，將制動的動能轉換為電能存儲在電池中。同時，純電動汽車由電池提供動力，不需要傳統(tǒng)汽車必備的燃油箱、油管和排氣管。由此可見，兩者底盤結構迥然不同，新能源汽車底盤結構明顯簡單，輕便。2.3車身部分傳統(tǒng)燃油汽車車身結構大同小異，而新能源汽車造型更加靈活多變，例如：特斯拉沒有發(fā)動機，電池布局更加平整；本田Clarity氫燃料電池汽車需要搭載儲氣罐、燃料電池動力系統(tǒng)、電池板，則車身改動明顯。不同電池的布局形式、不同的能源動力系統(tǒng)都會顛覆傳統(tǒng)車型造型理念。而現(xiàn)階段投入市場的新能源汽車與傳統(tǒng)的汽車外形相比區(qū)別不大，主要原因是新能源汽車所采用的電動機體積小，在車體上所占據的空間不大，可直接用電動機替換傳統(tǒng)的動力裝置，只需要在原來工藝的基礎上添加電動機分裝生產線就可以實現(xiàn)，這樣可以節(jié)約成本，提高效率。隨著框架等新技術的發(fā)展以及新能源汽車的大規(guī)模普及，車身方面必定會針對新能源汽車的結構特點進行設計。2.4電氣設備如今新能源汽車處在集人工智能、大數(shù)據、云計算、5G網絡、移動互聯(lián)、迭代控制技術的不斷融合與發(fā)展的新時代，未來的新能源汽車不僅能夠實現(xiàn)無人駕駛，還將具有身份識別、自動診斷、道路智能選擇、通訊、娛樂等多種功能，這些功能的實現(xiàn)都離不開新型電氣設備的研發(fā)。由以上對比分析可以看出，現(xiàn)有新能源汽車與傳統(tǒng)汽車在動力和底盤方面區(qū)別比較大，而在車身外形和電氣設備方面變化基本不大。隨著新能源汽車的持續(xù)發(fā)展，新能源汽車將會在車身外形、材料、結構、及電氣設備方面有突破性的進展。3新能源汽車種類目前新能源汽車種類大致分為純電動汽車、混合動力汽車、超級電容汽車、燃料電池汽車、氣體燃料汽車、生物燃料汽車、太陽能汽車、空氣動力汽車等，現(xiàn)簡要對其進行介紹。3.1純電動汽車純電動汽車采用單一蓄電池提供動力，電能傳至電動機，由電動機驅動車輪。純電動汽車具有工作時不產生廢氣、噪音低、結構簡單、易保養(yǎng)和維修等優(yōu)點，目前純電動汽車已有安全成熟且可購買的產品。3.2混合動力汽車混合動力汽車具有燃油經濟性高、污染小的有點，目前我國汽車市場的主流混合動力汽車是汽油混合動力。3.3超級電容汽車超級電容是利用雙電層原理的電容器，因為超級電容的電容量非常大，用超級電容做為電源相比于普通蓄電池來說具有充電快、功率大、使用壽命長等優(yōu)點。3.4燃料電池汽車燃料電池汽車通過氫氣等的化學反應產生電流，再通過電動機驅動車輪。因其不需要燃燒，能量轉化率可達內燃機的三倍。燃料電池無污染，從節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展方面來看，燃料電池是非常理想的新能源，意義重大。3.5氣體燃料汽車氣體燃料汽車有天然氣和液化石油氣汽車。天然氣汽車尾氣的碳氫排放量大大低于傳統(tǒng)燃油車，在節(jié)能減排方面具有巨大優(yōu)勢，我國天然氣資源豐富，天然氣汽車的發(fā)展具有重大意義。3.6生物燃料汽車生物燃料汽車是以生物燃料為能源的汽車，生物燃料包括甲醇、乙醇等從植物中提取出來的原料。甲醇和乙醇等生物燃料可按照一定比例和汽油混合，目前已經應用。使用混合燃料可降低一定的碳氫排放量且不會影響汽車動力性、平順性等方面。3.7太陽能汽車太陽能汽車通過將太陽能轉化為電能的形式來為汽車提供動力，太陽能汽車需隨時對準太陽，因為陽光的面積會影響電流的大小，且受雨天、陰天等天氣的影響，汽車動力性不是很好。但太陽能具有取之不盡，用之不竭、無污染等優(yōu)點，但技術方面和經濟方面都限制了太陽能汽車等發(fā)展，如研發(fā)有突破性進展，太陽能將是一個理想的能源。4新能源在車輛工程中的應用4.1混合動力型汽車的形成混合動力汽車主要是指既可以用用傳統(tǒng)的能源提供動力，同時還可以運用良好的電力進行穩(wěn)定的動力輸出。以此能夠形成低速狀態(tài)之下有效降低能源損耗的高效汽車。在當下不僅有傳統(tǒng)燃料和電力結合的新型動力能源，甚至有的發(fā)動機經過一定的改造之后，可以對天然氣和其他有機化合物進行充分的使用，然后搭配出新型的電動發(fā)電機裝置，形成新型的混合動力能量，但是這種混合動力汽車由于自身結構的限制，使得具體的應用數(shù)量少之又少，目前大部分的混合動力能量汽車都是由油電混合所組成。由于當下全世界提出了重要球環(huán)境環(huán)保要求，使得新型的節(jié)能減排的油電混合動力汽車得到了廣泛的應用與發(fā)展。4.2純電動型汽車的形成純電動汽車就是通過電力進行有效輸出的一種動力能源新型汽車，這種新能源汽車能夠快速的起步加速，同時在運行的過程當中沒有任何污染化合物的排放，夜晚充滿電之后完全可以滿足白天的正常行駛，給消費者提供了更好的便利性。主要充電的過程是將原油進行前期提煉，然后送至主要的發(fā)電廠發(fā)電，最后充入到主要的充電樁當中，為汽車源源不斷的提供能量。因此這種方式方法要比汽油使用成本低，同時它還可以對能源的有效利用減少二氧化碳污染物的排放。正是體現(xiàn)出了這些良好的特點特征，使得電動汽車在當今的發(fā)展形勢成為一種主流。經過大量的實踐研究證明，當前阻礙電動汽車發(fā)展的主要進程為基礎配套設施不夠完善，與混合動力汽車相比，電動車更需要完善的配套設施以之相配合，但能夠發(fā)揮出應有的效果。而這一問題的解決并不是需要一家企業(yè)的努力就能夠完成的，需要聯(lián)合各個企業(yè)同當?shù)氐恼块T，大搞建設發(fā)展才能夠實現(xiàn)整體規(guī)模的不斷擴大化。4.3燃氣型汽車的形成燃氣汽車又稱之為天然氣新能源汽車，主要是分為液化石油氣的使用和壓縮天然氣的使用兩種。燃氣汽車主要是以天然氣作為主要的燃料動力。相比于傳統(tǒng)的汽油汽車，它的二氧化碳排量要減少至80%以上，同時對于碳氫化物的排放能夠降至百分之六十，其次對于氮氧化物的排放也能夠有效的降低。是一種相對更為實用的節(jié)能減排新型汽車。天然氣無毒無害，無腐蝕性的氣體，不會對人的身體產生一定的病變，所以說天然氣的使用要比汽油的使用更加的安全可靠，同時它可以更好的減輕對環(huán)境的污染排放化合物，被稱之為一種新型的潔凈能源。燃氣汽車的推廣與使用能夠更好的符合當下綠色環(huán)保的要求發(fā)展。4.4新型的燃料電池汽車的形成燃料電池汽車也屬于一種新型的能源電動汽車，同時燃料電池汽車的電池儲存能力能夠更強，它的主要作用是通過電池當中的氫氧化合物與大氣中的氧氣，進行有效的結合從而產生一定的化學反應。反應產出的電能能夠為汽車源源的不斷的提供動力，使得汽車當中的機械結構能夠正常穩(wěn)定的運行，因此能夠更好的做出向前驅動的行駛。此外，燃料電池在化學反應過程當中，不僅可以提供更好的能源能量，同時還不會產生任何有害的物質，因此，燃料電池汽車被稱為是一種新型的無污染汽車，燃料電池的能量轉換率要比汽油內燃機轉換高得多得多，所以對于當下的能源汽車發(fā)展，燃料電池汽車的應能夠起到更好的推進作用。結語雖然新能源汽車的推廣和應用具有提高經濟效益、節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量等優(yōu)點，但是在今后相當長的一段時間內，汽油和柴油仍然是汽車的