正在如许一个以能源和天气为尊的期间，人们对新能源汽车赐与了史无前例的眷注和加入，但不成抵赖，现正在汽车仍重要依赖石油驱动。石油主宰着全邦经济的开展，同时也是地域争端的重要诱因。更主要的是，咱们所剩的石油依然不众了。
改制启发机，把每一滴汽油和柴油的运用率晋升到极致、装上电池用电力来辅助或主导驱动、往内燃机和电池里灌上各式生物燃料以至液态氢倾注了人类百年灵敏和激情的汽车正正在不停厘革动力单位，而褂讪的合头词始终不渝：节能、环保、可一连。
“无须置疑，新能源汽车是目前汽车的主流开展趋向，行动新能源汽车的增补，节能汽车也应惹起足够的珍贵。”北京工业大学传热深化与历程节能教养部重心试验室主任马重芳教学极端夸大“节能汽车”的观念。不日，正在授与《科学时报》记者专访时，马重芳指出，无论将来将是什么正在支撑咱们的汽车进取，起码本日，咱们没有来由不眷注古代内燃机对每一滴石油的燃烧与运用。
马重芳：新能源汽车重要指纯电动、油电羼杂动力和燃料电池三种，它们实质都是以电化学蓄能为基本的。节能汽车指的是内燃机与余能热功转换相联合的羼杂动力汽车、压缩气氛动力汽车等，节能汽车的实质是通过余能接管和物理蓄能杀青内燃机作用的提升，进而杀青汽车节能。
内燃机与排气余热接管相联合的羼杂动力汽车指的是运用内燃机的废气余热，通过朗肯轮回和有机朗肯轮回，杀青排气废热的热功转换，从而提升启发机的功率，低重启发机的油耗。这是节能汽车极端是重型卡车的一个主要开展倾向。
因为这种新型羼杂动力装备以连结轮回取代了简单的奥托轮回（汽油机）或DESEL轮回（柴油机），杀青了内燃机余能的接管，能够明显提升汽车的燃油经济性。这种新型羼杂动力汽车不只正在学术上具有主要旨趣，并且将为汽车动力的开展供给了主要策略倾向。
节能汽车的另一个主要倾向压缩气氛动力汽车，也叫气动汽车，其根基道理是将高压压缩气氛注入高压储气罐，压缩气氛膨胀驱动膨胀机做功输出呆板能从而驱动汽车运转。
压缩气氛动力汽车与其他汽车比拟有以下几个长处：一是无燃料燃烧，排放的是无污染、低温的气氛，是真正的“绿色”观念汽车。二是正在气动启发机职责历程中高压气体膨胀做功后温度大幅低重，排出的尾气温度远低于处境温度，低温的尾气能够行动气氛动力汽车制冷空调的冷源而不须要异常制冷编制，同时也不必装置油箱、火花塞和消声器，可使车坐蓐本钱低重20%。三是气氛不成燃，汽车安然性好。四是与古代汽车比拟，其启发机职责时无燃料燃烧历程，因此启发机对资料请求低、构造轻易、尺寸小、质地轻、制价低、策画和修设容易。五是其能量的转达火速，积聚容易，介质原因简单、明净，所需的电力容易获取；充气修筑和社会基本征战用度不高，较容易修制。整车应用保护和坐蓐用度低，且可运用现有气动技艺、汽车策画和修设技艺，研制和开采周期短。六是压缩气氛罐销毁后比电池污染小。七是比电池寿命长，并且职能不阑珊。
气动汽车不妨餍足气氛污染吃紧都邑对低排放、零排放汽车的危急须要，可取代一面都邑和室内交通用具，如都邑公交车、旅行逛船、运动小车及室内搬运用具车等，具有很好的市集操纵前景，能够得到低重都邑污染的优良社会、处境效益。
《科学时报》：为何正在新能源汽车除外须要极端夸大节能汽车的观念？以纯电动车为资产倾向的新能源汽车的开展是否将挤压节能汽车的开展空间？
马重芳：之因此正在新能源汽车观念除外极端夸大节能汽车的观念，重要是基于我邦节能减排的实际需求。
据公然数据显示，2009年我邦坐蓐内燃机约6700万台，此中1379万台为汽车配套，总功率达11.3亿千瓦，比2008年增加10%操纵。
11亿千瓦，这是何如一个观念？截至2009岁终，我邦电力装机总容量8.74亿千瓦，按计划，将来5年，均匀每年的装机容量减少约1亿千瓦。两者比拟，内燃机正在中邦工业开展中的名望一览无余。
能够笃信，正在能够意料的将来，内燃机的功用仍将不成取代。而与此同时，内燃机开展面对节能减排的宏伟挑衅。2009年我邦石油进口依存度达51%，而内燃机石油泯灭量约占世界总泯灭量的2/3，是名副原来的用油大户。排放方面，内燃机废气污染占我邦绝人人半都邑非供暖季大气污染的50%以上，是都邑最重要的大气污染源。
呆板工业是全体工业的基本，内燃机又是呆板工业的基本，然而，越基本的东西往往越容易被漠视。以汽车与内燃机为例，固然动力总成是汽车的重心，但人们对整车的眷注度远巨大于内燃机。2009年邦度出台的10大资产强盛计划中，汽车、装置修设、船舶都与内燃机相合，然而每个强盛计划中，内燃机并未受到足够珍贵。正在风靡云蒸的新能源汽车资产中，古代内燃机节能技艺也不时遇冷，远比不上电动车的“热力一切”。
而今，邦度高度珍贵新能源汽车开展。因为新能源汽车与古代汽车比拟，最底子的变革再现正在动力编制。以是，有概念以为新能源汽车将挤压内燃机的开展空间。
对此我以为，新能源汽车是古代汽车技艺的传承，是汽车技艺的主流开展趋向，开展新能源汽车是邦度恒久策略遴选，是汽车工业寻求可一连开展能源处境的一定遴选。但新能源汽车技艺难度大，须要一个比拟长的研发与增添周期，正在将来20年，内燃机汽车如故是主流汽车，新能源汽车对邦度节能减排并不行起到立竿睹影的结果。以是正在鼎力开展新能源汽车的同时，邦度应踊跃开展节能汽车，节能汽车不妨是将来20年内汽车工业节能减排的最重要方法。
马重芳：活着界的石油能源泯灭构造中，内燃机所占的份额很大，2006年和2007年我邦内燃机所泯灭的燃油约为1.9亿吨和2亿吨，正在当年世界原油泯灭总量3.23亿吨和3.46亿吨中所占比例均靠近60％。
从目前汽车所用启发机的热平均看，用于动力输出功率通常只占燃油燃烧总热量的30％～45％（柴油机）或20％～30％（汽油机），以废热体式排出车外的能量占燃烧总能量的55％～70％（柴油机）或70%~80%（汽油机），重要包含轮回冷却水带走的热量和尾气带走的热量。以是内燃机余热接管是低重内燃性能耗的合头技艺手段之一。
美邦能源部对内燃机节能潜力的评估结果以为，启发机余热能接管的节能潜力达60%以上。美邦Argonne邦度试验室正在认识了各样内燃机的节能技艺后以为，余热能接管利器具有最大的节能潜力。行动环球最大的独立启发机修设商，美邦康明斯（Cummins）公司以为，通过余热能的接管运用，到2015年可使内燃机的转化作用抵达60%操纵。
与此同时，2010年头，美邦能源部长朱棣文公告启动3.75亿美元（政府拨款1.87亿美元）提升重型卡车和乘用车作用的筹议策动，此中启发机余热能接管运用是该项目支撑的重要合头技艺。该项目投资中60%的资金用于重型卡车的节能，其余40%的资金加入来支撑轻型客车的节能。到2030年该技艺正在汽车中平常采用后，每天不妨朴素1亿升汽油和柴油，低重汽车20%的碳排放。美邦此项策动反响了新能源汽车的最新动向，此举能给咱们以启迪和鉴戒。
总的来说，从目前的起色来看，通过对内燃机余热能的梯级运用，得到10%～20％的能量运用作用的提升全部是不妨的。我邦2009年石油泯灭量约为3.74亿吨，此中内燃机耗油为2.24亿吨，以是通过对内燃机余热余压运用的筹议，可朴素石油3360万吨操纵，削减CO2排放1.05亿吨操纵。
马重芳：邦际上异常珍贵内燃机废气余热的运用。美邦能源部同时资助6个团队举办汽车余热运用筹议，这6个团队险些涵盖了相干范畴各至公司及邦度试验室，美邦能源部的宗旨是通过余热运用技艺的操纵使柴油机热作用正在10~15年后晋升至60％。
正在欧洲，英邦帝邦理工学院正在预计内燃机的开展趋向时，将内燃机废热能的运用行动到2050年的合头技艺挑衅。法邦正在2007年启动了heat2power策动；瑞典3所一流大学Lund，Charlmes，KTH展开内燃机余热接管的连结筹议。日本文部省正在2005年颁布的第八次技艺意料考查呈文中，将内燃机余热能的运用列为将来30年技艺开展的100个主要课题之一。
德邦宝马公司依然正在1.8升四缸启发机上诀别采用水和酒精的朗肯轮回接管废气和冷却水的高温和低温余热胀动膨胀机做功，试验结果解释，可减少15%的引擎输出作用以外，油耗浮现更与1.5升的车款相当。
日本本田公司通过高温废气换热爆发高压蒸汽，驱动膨胀机发电接管余热，膨胀机最大可输出32kW电，热作用最大可提升13％。
康明斯正在美邦能源部的支撑下举办了运用8级车用内燃机余热驱动有机朗肯轮回发电的筹议，宗旨是提升10％的燃油经济性。目前依然竣事了第一代样机的策画修设和测试。
别的，美邦卡特皮勒公司开采了固定式自然气启发机的有机朗肯轮回废气余热发电编制，该编制样机使启发机编制的燃气运用作用抵达了47%。
看待气氛动力汽车而言，早正在内燃机创造之前，压缩气氛动力汽车的观念就被提出并被平常操纵于瑞士等欧洲各邦都邑的轨道交通。目前法邦MDI汽车公司是此项技艺的代外。到2008岁终，他们依然策画修设出5种型号的压缩气氛动力汽车，其启发机的功率从4马力到75马力。此中一款车型可达200km～300km的续航里程，最高时速110 km/h，接电自充气时辰正在4个小时操纵，而正在加气站充气时辰只需3分钟。
马重芳：与外洋同行比拟，我邦节能汽车的筹议较少。我邦科技部先后正在“十五”和“十一五”功夫诀别修立了两个内燃机“973”项目，这两个项目都是由天津大学牵头，重要举办内燃机高效燃烧技艺的筹议。2010年科技部准许了天津大学内燃机邦度重心试验室舒歌群教学牵头申请的“973”项目“高效、节能、低碳内燃机余热能梯级运用基本筹议”，北京工业大学吴玉庭筹议员做为此中课题二“内燃机余热能转化热力单位和资料职能深化策画和集成优化的筹议”的课题负担人。正在“十一五”“863”中也修立了一个内燃机废气余热接管的预探求性专题课题，正在该课题的支撑下北京工业大学对内燃机废气余热接管展开了预探求筹议，目前正正在搭修试验台举办试验验证。气动汽车方面，邦度自然科学基金委和邦度科技部修立了相应课题，浙江大学、北京工业大学、合肥工业大学展开了少许筹议职责，得到了肯定起色。总的来说，邦内对节能汽车的筹议还刚才起步，跟外洋差异很大，以是异常有须要修立项目举办编制筹议，以推动我邦节能科学外面的开展。
内燃机废气余能的接管涉及废气余热的搜聚传热、热功转换、热电直接转换以及压力能转换等方面。热力学、传热学、资料、呆板和左右等众个学科以及这些学科的交叉是内燃机余热运用的外面基本。唯有独揽了这些合头科学技艺，才调使编制总能运用作用明显提升，接管获本进一步低重，进而才有不妨胀动其大范围贸易化开展，杀青内燃机余热余压的有用运用。
柴油机余热热功转换是一项近年来才振起和受到珍贵的新能源汽车技艺，其筹议重要会集正在欧洲与美邦。大汽车和柴油机厂商都正在极力开采柴油机余热热功转换，也有越来越众的启发机厂商正正在或即将跻身到该技艺的筹议操纵中。但虽然云云，目前该项技艺如故处于演示试验、编制职能优化厘正阶段，很众合头技艺还没有被全部攻下。
我邦事最大的重型卡车坐蓐邦，柴油机余热热功转换编制的研发和操纵对我邦汽车工业的开展具有主要的策略旨趣，而目前邦内企业尚未展开该技艺的研发。该项技艺目前还并不可熟，谁先独揽进步可行的技艺，谁将控制最大的商机，成为该技艺的领跑者，携带全体启发机余热热功转换新动力编制的开展。
