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论新能源汽车研发方向

2020-04-20周城

时代汽车 2020年3期
关键词:新能源汽车

周城

摘 要:所谓新能源汽车就是指现在采用的非常规车用燃料作为动力来源(或者用常规的车用燃料及采用新型车载动力装置),完美结合了车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成技术原理先进、具有新技术、新外形、新结构的汽车。

关键词:新能源;汽车;研发方向

新科技时代已经来临,汽车成为了绝大多数人出行的方式。谈及汽车,新能源汽车必然是行业龙头老大,老式汽车污染严重、车型和性能也是有待优化,而新能源汽车可以使用太阳能、动能或者风能等环保能源作为牵引力来带动汽车行驶。

首先,看一看近年来新能源汽车的产量、销量和电池价格的发展形势。我们不难发现,其产量和销售量逐年递增,这也就意味着新能源汽车行业的爆发已成当今社会不可抗拒的事实。

到此,进入今天的主题,我要谈的主要是新能源汽车未来研发的两大新方向:

1 新能源汽车轮胎材质及功能

众所周知,如果轮胎的性能可以得到有效保障的话,就可以减小甚至避免驾驶员在某些紧急情况下因轮胎而引起的车辆发生翻转、碰撞等威胁生命安全的情况。那么,在科技腾飞的新时代中,我们能否有能力去创造一种具有特殊性能的轮胎:当汽车行驶时,若其中一个或几个轮胎出现濒临爆炸的状况,轮胎内部能通过传感器触发自动补胎功能开关和充放气开关,让轮胎的危险点能第一时间被修复处理,并且让驾驶员知晓做好紧急靠边停车的准备,避免发生更大的交通事故。近些年,可采取轮胎危险信号发出,驾驶员在规定紧急停车区域停车使用后备轮胎代替的方式,未来可尽力突破轮胎的自我修复功能,然后再次触发开关,完成轮胎充放气过程。同时我们也致力于能找到一种更加全能的新式橡胶去减小甚至消除这种危害。如今,氟硅橡胶具有全世界综合性最高的橡胶之一的美称,有机硅材料耐高低温性能优越,高温下仍具有优越的物理机械性能、耐臭氧性、耐老化性、电绝缘性和自熄性,但是有机硅材料同时存在耐燃料油和耐溶剂性能差的缺陷;氟碳材料具有良好的热稳定性、耐溶剂性和耐燃料油性等多种优良性能,缺点是耐低温性能差。氟硅橡胶是一种以Si-O为主链结构,-CH2-CH3-CF3为侧链的含氟聚硅氧烷,氟是电负性最强的元素,C-F键相当稳定,耐热性较高。因此氟硅橡胶既保持了硅橡膠的耐高低温性能、回弹性、压缩复原性、耐候性、电气特性、脱模性等一系列优良性能,也具有了氟橡胶的耐溶剂、耐燃料油等性能。和氟橡胶相比,氟硅橡胶具有更好的压缩永久变形性、耐寒性,从低温到高温都能显示优越的性能。氟硅橡胶是在氟硅生胶中加入增量填料、补强填料、结构控制剂、改性添加剂、硫化剂、操作剂等,然后经硫化后制得。目前大规模生产并广泛应用的氟硅橡胶主要是聚(3,3,3-三氟丙基甲基)硅橡胶。氟硅橡胶具有十分优异的综合性能,符合环保节能的社会发展形式,且生胶的品种众多,有多种加工方法,因此其制品种类繁多,可应用领域非常广泛,其中航空航天和汽车工业是两大最主要的应用领域,而且已经逐渐推广应用于多个其他领域,如精密机械、电子通讯、炼油化工、建筑、医疗机械和卫生、电力、船舶等领域。氟硅橡胶综合性能优良,我国需大力推广研发。我国于最早由中科院化学研究院于20世纪60年代开始研究氟硅材料,直到70年初才研制出和道康宁公司产品具有相当性能的氟硅橡胶,90年代初投入生产。近年来随着我国航空航天和交通运输行业的快速发展,氟硅橡胶的市场需求量也随着迅速增长,合成和配合技术、生产规模也取得了很大发展,部分产品已经达到甚至超过国外同类产品标准,可以有效满足客户需求。我国氟硅橡胶的研发起步较晚,技术整体上和发达国家水平相比有很大差距,许多特种橡胶还要从国外进口。同时由于石油资源日益枯竭,化工原料价格日益高涨,而氟硅橡胶的加工技术要求较高,氟硅橡胶的价格远高于一般的硅橡胶、氟橡胶,氟硅橡胶主要在具有特殊用途的领域占主导地位,民用市场需进一步开拓。因此我国氟硅橡胶的研究仍需大力推进发展,要不断开发完善氟硅橡胶的配方和加工技术,以得到性能更好、价格更低的氟硅橡胶产品来解决类似的问题。希望以此能更好的保证汽车稳定性,给未来新能源汽车创造一个厂家安心、买家放心的新环境。

2 新能源汽车的动能

新能源汽车现在可以通过电能、风能、太阳能等各种形式提供动能,我举一两个例子加以解释:新能源之电动汽车镍氢蓄电池属于碱性电池,这种电池循环使用的寿命较长,能量密度高,并且存在记忆效应。缺点就是价格太高,不适合绝大多数人使用。天能动力是目前国内营收最高的中国电池企业,还是国内新能源汽车动力电池最早产业化、产品线最全、产销量最大的企业,重点发展新能源汽车动力电池、锂离子电池和新能源材料产业化。除此以外,天能动力还开展了电池回收的工作。宁德时代的电池技术在国内也是首屈一指的,目前广汽新能源Aion S所搭载的NCM811电池便是今年最新推出的电池,能量密度达到280千瓦时/千克以上。在未来这一两年里,将会是新能源汽车第一轮更替的时间节点,随之而来的是第一波电池回收问题。因此,我们需要让电池尽量循环利用,减少环境污染。

新能源混合动力汽车优点如下:

(1)采用混合动力后可按平均需用的功率来确定内燃机的最大功率,发动机相对较小,此时处于油耗低、污染少的最优工况下工作。由于内燃机可持续工作,电池又可以不断得到充电。

(2)因为有了蓄电池,可以合理收放能量。

(3)在主要干道上可以停用内燃机,由电池驱动,降低尾气排放。

(4)内燃机可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等纯电动汽车遇到的难题。

(5)载重大时依然可以使用汽油作为动力。

(6)可让电池保持在合适的工作状态,延长使用寿命,降低成本。

(7)整车由于具备多个动力源,可同时工作,整车的动力性优良。

有利亦有弊:它系统结构相对复杂,远距离的高速行驶省油效果不明显。

氢动力汽车的优点就是排放物是纯水,行驶时尾气不产生任何污染环境的污染物。

缺点:氢燃料的成本高,存储和运输时技术条件要求非常严格苛刻,因为H分子非常小,极易透过储藏装置的外壳分散到空气中。大家都学过化学,氢气的提取需要通过电解水或者天然气分解,如此一來在消耗大量的能源的同时也产生了大量的CO2。除非是使用像核电来提取(此方法成本过高),否则无法从根本上降低CO2排放。也就是说会污染环境,那便违背了可持续发展的初衷,这种氢动力汽车的存在就几乎没有任何意义。

新能源汽车的电池就如同人的内脏,它的性能也决定了汽车的部分性能,但就我所了解价格趋势来看,电动汽车用快充锂离子动力电池价格在以美元为计算单位的前提下大约是1600kw/h,据美国部分机构测试发现在动力性能各方面几乎相等的前提下,锂离子动力电池是远远高于汽油内燃机的,我国目前新能源电池价格高,效率低一系列问题的出现都在说明我们离成为该行业领头人的差距还有很大。在我们政府出台扶持补助政策的前提下,必须加大投资力度和科研深度制造出性能佳成本小的新时代电池。

综上所述,现在每个提供动能的方式都没有达到最优级别,电池价格也是高居不下。所以今天我要谈论的是能不能通过在驾驶过程中的方向盘转动和换挡来提供动能?下面,我通过一个情景模式来阐述下我的看法,比方说我们的新能源汽车是吸收太阳能来提供动能,那么当我们远距离行驶的时候,谁又能保证一直会有太阳光呢?如果突然阴天下雨,离充电站或者说服务区太远,前不着村,后不着店的时候,我们怎么办?因此,我们如果能将方向盘和换挡产生的动能用来代替一部分能量,让一些原来应该一直提供能量的太阳能作为后备能源储存起来以备不时之需,这将会让新能源汽车的超远航行驶提升一个巨大的幅度,有着划时代的意义。

从我们的政府级各个企业的表现来看,对于新能源汽车的重视程度是前所未有的,所以我们也相信中国新能源汽车的市场前景是无限光明的。在传统动力汽车方面中国始终被挤压并落后于国外的车企。但是,在新能源汽车方面中国车企已经看到了其发展潜力。我们国内必将攻坚克难,拿下新能源汽车领域,让中国车企能够正面与国外车企一较高下。

总而言之,无论从节能环保,还是市场需求或是动能的角度,新能源汽车的发展是未来汽车产业发展的必然趋势。我们有理由相信,随着一些新想法的提出和相关标准、政策出台的不断完善,我国会在不远的将来迎来新能源汽车发展的高峰。

参考文献:

[1]黄安华.清洁汽车-中国未来汽车发展的主流[J].世界汽车,2005(5):12~14.

[2]国家发展和改革委员会.新能源汽车生产准入管理规则[S].2007,72号文件.

[3]陈全世,信继欣.中国电动车辆研究与开发[M].北京理工大学出版社,2005.

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