冷链物流中冷藏车辆的节能与环保技术研究

冷链物流是指易腐食品、药品和其他需要保持低温的货物从生产地到销售终端的过程中，通过专业的运输和储存等环节，使其在整个供应链中保持适宜的温度。随着全球化贸易的发展以及消费者对产品质量与安全性的更高要求，冷链物流在现代社会中变得愈发重要。冷藏车辆作为冷链物流系统中不可或缺的组成部分，对货物能够进行长时间保鲜运输起到至关重要的作用。然而，大量能源消耗和排放污染成为了当前冷藏车辆面临的挑战。因此，在当今强调资源节约和环境保护的背景下，冷藏车辆的节能与环保技术的研究具有重要意义。

目前冷藏车辆普遍存在着能源消耗过大和排放污染的问题。由于冷链物流需要将货物保持在适宜的低温条件下进行长时间运输，因此需要大量耗能来维持车载冷藏设备的运行[1]。以下是冷藏车辆面临的两个主要问题：

其一，能源消耗过大。冷藏车辆需要通过制冷系统不断耗费电力或燃料来维持车内低温环境。一些传统燃油驱动的冷藏车往往对燃料资源需求更高，造成了能源消耗过度。此外，老旧的冷藏车辆在设计上存在许多能量损失的问题，如隔热性能差、高风阻等。

其二，排放污染问题。传统燃油驱动的冷藏车通常会产生废气和颗粒物排放，其中包括二氧化碳（CO2）、氮氧化物（NOX）、一氧化碳（CO）以及颗粒物等有害物质。这些废气和颗粒物排放不仅对空气质量造成污染，还对人类健康和环境产生负面影响。

这些问题不仅导致了能源的浪费，还加剧了温室气体排放和空气污染。因此，冷藏车辆要解决能源消耗过大和排放污染问题，就迫切需要开展节能与环保技术研究，并推动其在实际应用中的广泛采纳[2]。

现代技术背景下，电动化技术快速发展，而且其在冷藏车辆的应用中可以有效减少燃料消耗和排放，提高车辆的能源利用效率，并降低对环境的负面影响。以下是一些电动化技术在冷藏车辆中的具体应用实例。

其一，纯电动冷藏车。纯电动冷藏车采用纯电力作为唯一驱动力，通过高性能锂离子电池储存能量来驱动制冷系统。相比传统燃油驱动的冷藏车，其不仅在能源消耗方面更加高效，而且能够实现排放零污染。例如，欧洲某些城市已经开始使用纯电动冷藏货车进行商品配送，大幅减少了碳排放和噪音污染。

其二，混合动力系统。混合动力系统将燃油发动机与电力系统结合使用。在需要更大功率或长距离行驶时，燃油发动机负责提供额外的驱动力；而在低速和启停过程中，由电力系统提供驱动力以减少油耗和污染。这种混合动力系统广泛应用于一些冷链物流公司的车队中，通过智能控制和优化调度来最大程度地提高能源利用效率[3]。

随着电池技术的不断改进以及充电基础设施的完善，预计纯电动和混合动力冷藏车辆将逐渐取代传统燃油驱动车辆成为冷链物流的主流选择。同时，从上述实例来看，冷藏车辆还需要继续解决电池容量、充电时间和使用寿命等问题，促进该技术更广泛地应用于冷链物流中。

废弃热能回收技术主要是通过捕获和利用冷藏车辆产生的废热能量，以进一步提高整个制冷系统的能源利用效率，并减少对对外部资源的依赖。在冷链物流的冷藏车辆中该技术应用主要体现在以下几个方面：

其一，冷库余热回收。在冷藏车辆货物装载和卸载过程中，通常需要进行与冷库之间的货物转移。这个过程通常会导致大量的余热产生，例如空调系统、制冷设备和发动机排放等。废弃热能回收技术可以将这些余热进行回收并再利用，或通过换热器将余热传递给其他需要加热的部分或者通过发电机将废热转换为电力供给其他设备使用。这样不仅提高了能源利用效率，还减少了能源浪费。

其二，排气余温利用。冷藏车辆在使用过程中产生大量排气气体和余温，这其中包括制冷系统和发动机排放等。而这些可供回收利用的能量常常直接排放到环境中。废弃热能回收技术可以通过热交换器等设备将这些余温和排气转化为其他形式的能量，如电力或再生制冷等。例如，废气热回收系统可以利用废气中的高温热量来加热车内货物区域或提供额外的动力需求。

其三，制冷副产物利用。冷藏车辆在制冷过程中产生了一定量的冷凝水或液体副产物。利用废弃热能回收技术，可以对这些副产物进行综合利用[4]。例如，通过采用凝结器和蒸发器等设备，可以将冷凝水进行回收并再利用于货物湿度调节或其他需要使用水的环节。

轻量化设计是指通过采用轻量高强度材料、优化车身结构、减少车辆自重等方式，以降低冷藏车辆的整体重量。冷藏车辆在运输过程中需要消耗大量的燃料或电力来维持恒定的低温环境。而车辆的自重越轻，所需的动力就越小。通过轻量化设计，可以降低车辆行驶时的阻力和惯性负荷，从而减少能源消耗。相对于传统冷藏车辆，采用轻量化材料制造的冷藏车辆具有更高的强度和刚度，可以承受更大的荷载。由于载货能力增加了，每次运输所需的冷藏车数量就会减少，从而减少了燃油或电力使用。在具体应用中，可以引入铝合金和其他复合材料替代传统钢材来进行制造，并采用优化结构设计、空心结构等方式减少车身重量。同时，还可以采用轻量化附件和部件，如轻质节约型制动器、空气滞留和排气系统等。

例如，特斯拉研发的电动冷藏卡车Semi就运用了轻量化设计来提高其节能性能。该车辆采用铝合金材料制造，使得整体重量相对较轻。此外，在车辆设计中还采用了流线型外形和优化风阻系数的措施，减少了行驶过程中的空气阻力。这些技术的应用使得特斯拉Semi与传统冷藏卡车相比能够产生更低的能耗和实现更长的续航里程[5]。

综上所述，冷链物流中冷藏车辆的节能与环保技术研究不仅对减少资源消耗和排放污染具有重要意义，而且可以提高整个冷链物流系统的效率和可持续性。通过采用电动化、混合动力、废弃热能回收和轻量化设计等已经广泛应用的节能技术，可以降低冷藏车辆的能源消耗，减少环境污染并改善空气质量。与此同时，新兴的环保技术如可再生能源充电系统和使用生物材料与可降解塑料在车辆设计中的应用，为冷藏车辆的节能与环保提供了更大的发展潜力。笔者相信在未来技术不断进步以及具体应用领域不断实践总结的背景下，冷链物流中的冷藏车辆将更能满足社会发展中的节能降耗、可持续发展需求，为社会健康发展做出重要贡献。