基于低排放導(dǎo)向的新能源汽車節(jié)能技術(shù)

汪欽　王春　李松焱

摘 要：國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，使得擁有汽車的人群數(shù)量在逐漸上升，汽車需求增加的同時(shí)，能源短缺和環(huán)境污染問(wèn)題也逐漸突出，而為了能夠應(yīng)對(duì)這樣的情況，新能源汽車的應(yīng)用將是未來(lái)汽車發(fā)展的趨勢(shì)。推廣使用新能源汽車，重要的是研發(fā)節(jié)能技術(shù)，使汽車的尾氣排放量降低，減少能耗，以降低環(huán)境污染。鑒于此，本文主要對(duì)基于低排放的新能源汽車節(jié)能技術(shù)有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：低排放 節(jié)能技術(shù) 新能源汽車

Energy-saving Technology for New Energy Vehicles based on Low-emission Orientation

Wang Qin，Wang Chun，Li Songyan

Abstract：With the continuous improvement of the national economy， the number of people who own cars is gradually increasing. While the demand for cars is increasing， the problems of energy shortage and environmental pollution have gradually become prominent. In order to be able to cope with this situation， the application of new energy vehicles will be the trend of future automobile development. To promote the use of new energy vehicles， it is important to develop energy-saving technologies to reduce vehicle exhaust emissions， reduce energy consumption， and reduce environmental pollution. In view of this， this article mainly analyzes the energy-saving technology of new energy vehicles based on low-emissions for reference.

Key words：low emission， energy-saving technology， new energy vehicles

近年來(lái)，我國(guó)人均擁有汽車的數(shù)量在不斷增加，使得能源以及環(huán)境的壓力逐漸增大，為了能夠?qū)崿F(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，汽車行業(yè)需要重點(diǎn)解決這兩大問(wèn)題，新能源汽車的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)是必然趨勢(shì)。在如今的社會(huì)環(huán)境下，汽車正在朝著智能化、低碳化方向發(fā)展，新能源汽車的技術(shù)水平在逐漸提升。積極開(kāi)發(fā)節(jié)能技術(shù)，降低汽車尾氣排放，發(fā)展新能源來(lái)緩解能源和環(huán)境壓力，是汽車行業(yè)不斷努力的方向。

1 新能源汽車節(jié)能技術(shù)應(yīng)用的重要性

傳統(tǒng)的汽車運(yùn)行主要依靠燃油來(lái)提供動(dòng)力，在燃油消耗的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生較多有害物質(zhì)，排放到大氣中，會(huì)造成環(huán)境污染，因此，新能源汽車的研發(fā)和應(yīng)用得到推廣。新能源汽車中的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用，首先能夠使環(huán)境污染得到有效的緩解，汽車的動(dòng)力消耗來(lái)源由燃油替換成鋰離子電池，汽車運(yùn)行過(guò)程中，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境污染的物質(zhì)。而且在如今的社會(huì)環(huán)境下，人們的環(huán)保意識(shí)在逐漸加強(qiáng)，新能源汽車的使用量在逐漸提升，研究新能源汽車的節(jié)能技術(shù)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展有重要的幫助，在國(guó)家有關(guān)政策的支持下，新能源汽車的節(jié)能技術(shù)研發(fā)已經(jīng)是必然趨勢(shì)，對(duì)于緩解能源短缺、降低環(huán)境污染問(wèn)題有良好的作用。

2 能耗評(píng)估指標(biāo)

新能源汽車在市場(chǎng)中的突出優(yōu)勢(shì)就是環(huán)保、低能耗，為了能夠更好的研發(fā)節(jié)能技術(shù)，就要對(duì)新能源汽車的能耗評(píng)估指標(biāo)進(jìn)行分析。新能源汽車耗能主要就是通過(guò)電力驅(qū)動(dòng)，使汽車獲得動(dòng)力。而在其電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，主要的組成部分是電力發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)控制器、能耗儲(chǔ)存器以及功率變換器等。汽車所獲得的驅(qū)動(dòng)力是來(lái)自能耗儲(chǔ)存器中的電力，電力轉(zhuǎn)換為動(dòng)能，然后通過(guò)變速器、驅(qū)動(dòng)橋等傳輸，驅(qū)動(dòng)汽車進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。新能源汽車的能耗檢測(cè)主要是通過(guò)將電能和燃油消耗之間做等效換算，然后再對(duì)汽車的能耗情況進(jìn)行評(píng)估。經(jīng)過(guò)換算后，汽車的能耗情況以及節(jié)能現(xiàn)狀就能夠有一個(gè)了解。在電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，還有一個(gè)重要的能耗指標(biāo)就是工作效率，因此一般在一些機(jī)電產(chǎn)品中都會(huì)標(biāo)定其額定工作效率。但是新能源汽車的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的環(huán)境較為復(fù)雜，轉(zhuǎn)速和力矩會(huì)有較大的變化波動(dòng)，假定只通過(guò)工作效率來(lái)作為能耗評(píng)估指標(biāo)，就會(huì)較為片面，所以，進(jìn)行能耗評(píng)估時(shí)，還應(yīng)當(dāng)通過(guò)燃油等效消耗計(jì)算來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以使評(píng)估數(shù)據(jù)更加具有參考性。

3 新能源汽車節(jié)能控制技術(shù)

3.1 電池系統(tǒng)控制技術(shù)

新能源汽車主要應(yīng)用鋰電池，這是由于鋰離子通常會(huì)較高的產(chǎn)生能量，有高儲(chǔ)能密度，比普通電池要高出5倍多，而且能夠使用的年限較長(zhǎng)，如果是正常使用情況下，年限會(huì)達(dá)到6年以上，磷酸亞鐵鋰作為正極的電池進(jìn)行充放電，有記錄超過(guò)1萬(wàn)次。鋰電池的額定電壓較高，通常是以電池組的形式應(yīng)用在新能源汽車中，質(zhì)量非常輕，便捷性較高。鋰離子電池的環(huán)保性較高，使用過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，因此，在新能源汽車中應(yīng)用，從環(huán)保和節(jié)能的角度都具有優(yōu)勢(shì)。

3.2 動(dòng)能消耗控制技術(shù)

新能源汽車的節(jié)能技術(shù)中，重要的是對(duì)動(dòng)能消耗的研究，而其中主要針對(duì)饋能特性進(jìn)行分析。饋能特性指的是減震器在回收震動(dòng)能量后，會(huì)將其轉(zhuǎn)換成汽車中的電能。而要實(shí)現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換過(guò)程，可以通過(guò)相應(yīng)的公式進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)饋能效率和饋能功率作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)饋能特性的反映，新能源汽車在運(yùn)行過(guò)程中，就不用再增加過(guò)多資源的使用，電力網(wǎng)和發(fā)電機(jī)組都不用再進(jìn)行擴(kuò)展。如果遇到電力網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)效率較低時(shí)，即便是對(duì)功率和輸出進(jìn)行增加，所產(chǎn)生的碳排放也是很低的，而且對(duì)環(huán)境的污染極低。新能源汽車由于具有饋能特性，在低峰值情況下運(yùn)行，汽車自身也能夠進(jìn)行充放電。汽車整體的電力系統(tǒng)在運(yùn)作的過(guò)程中，有動(dòng)能消耗，低峰值下汽車還能夠維持應(yīng)有的能源效率。所以，新能源汽車的饋能特性，能夠使動(dòng)能消耗得到良好的控制，汽車運(yùn)行可以維持有足夠的能源存儲(chǔ)，使排放達(dá)到最小化。

3.3 電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)

傳統(tǒng)的汽車動(dòng)能的消耗主要來(lái)自燃油，燃油過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)大量的含鉛化合物、一氧化碳、二氧化硫等有害物質(zhì)，排放到大氣中會(huì)污染環(huán)境，對(duì)人體健康也會(huì)產(chǎn)生危害，而新能源汽車的研發(fā)和應(yīng)用，使燃油污染問(wèn)題得到了較好的解決，也能夠使能源消耗得到降低。新能源汽車雖然具有環(huán)保性，但是也會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生排放和能源消耗，同樣也要對(duì)其節(jié)能技術(shù)進(jìn)行良好的研發(fā)。新能源汽車在運(yùn)行過(guò)程中，主要就是動(dòng)能耗損以及電力消耗，其中能源轉(zhuǎn)換主要依靠電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如果要對(duì)其能耗進(jìn)行節(jié)約，同時(shí)還能夠保持汽車的正常運(yùn)行，就需要對(duì)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行深入分析。新能源汽車保持正常的驅(qū)動(dòng)力下進(jìn)行節(jié)能，需要對(duì)電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的永磁同步進(jìn)行合理的優(yōu)化。首先，電磁設(shè)計(jì)、所用材料以及制造技術(shù)等方面需要進(jìn)一步研發(fā)，使電機(jī)能量和效率都能夠得到良好的提升。另外，關(guān)于脈寬調(diào)制技術(shù)需要進(jìn)行優(yōu)化，使汽車在運(yùn)行過(guò)程中，大功率構(gòu)件的能量消耗得到降低，從而使逆變器整體效率得到提高。同時(shí)，對(duì)電機(jī)變頻器產(chǎn)生電壓的諧波含量進(jìn)行有效的降低，這可以通過(guò)使用空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)，最終使電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的整體效率得到有效提升。再者，需要針對(duì)汽車自身的電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，汽車的制造商可以結(jié)合汽車電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)情況對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)一步研發(fā)，使汽車功率在保持良好狀態(tài)的情況下，減少直流功率流入，這樣系統(tǒng)在維持正常運(yùn)行功率的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)節(jié)能。汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，主要的構(gòu)成有電力電子控制器。電力電子控制器又分為直流變化器和其逆變部分。為了能夠進(jìn)一步提高電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作效率，通常會(huì)在維持系統(tǒng)低負(fù)荷、高運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下使用多個(gè)電機(jī)一同工作，這樣電機(jī)單個(gè)所需要承受的負(fù)荷就會(huì)降低，進(jìn)而使系統(tǒng)的效率得到提高。

4 新能源汽車節(jié)能技術(shù)中人才的培養(yǎng)

新能源汽車節(jié)能技術(shù)的研發(fā)，還有一個(gè)重要的問(wèn)題就是人才培養(yǎng)。當(dāng)下的時(shí)代，是知識(shí)經(jīng)濟(jì)人才時(shí)代，節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)需要有高素質(zhì)人才的投入。新能源汽車本身就是具有環(huán)保、低能耗性能的科技產(chǎn)品，在開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)以及制造中都需要有大量的人才參與，這樣才能使汽車行業(yè)的發(fā)展長(zhǎng)久穩(wěn)定。因此，對(duì)于節(jié)能技術(shù)的研發(fā)同樣需要投入大量的專業(yè)化人才。在科技創(chuàng)新力度不斷加深的過(guò)程中，人才培養(yǎng)和儲(chǔ)備如果跟不上，就會(huì)使新能源汽車節(jié)能技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程受到一定的影響。所以，需要針對(duì)性的做出人才培養(yǎng)規(guī)劃，建立專業(yè)人才培養(yǎng)體系，使節(jié)能技術(shù)的研究進(jìn)程和質(zhì)量得到更好的提升。

5 基于低排放的新能源汽車技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

新能源汽車的推廣應(yīng)用能夠有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。以往的能源汽車在能源的利用率方面稍低，一般是在35%左右，而新能源汽車在經(jīng)過(guò)優(yōu)化升級(jí)后，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)利用能源的效率大大提高，通常都能夠超過(guò)85%。也就是說(shuō)，新能源汽車對(duì)能源的利用效率要高出傳統(tǒng)汽車40%以上，碳排放的降低就具有較大的潛力。由于新能源汽車能源利用率高、環(huán)保且國(guó)家對(duì)其扶持政策較好，所以，新能源汽車的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)是未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

從人工成本角度來(lái)看，是處在快速增長(zhǎng)的狀態(tài)，如果單純從減少人工成本方面進(jìn)行優(yōu)化，不客觀且難度較大。如果使用低成本的勞動(dòng)力顯然不能使生產(chǎn)得到良好的維持，可以積極的借鑒國(guó)際上的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)生產(chǎn)力的提高來(lái)進(jìn)行優(yōu)化，以使新能源汽車在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)能力得到提高。另外，目前我國(guó)新能源汽車的種類比較少，汽車有關(guān)企業(yè)需要積極引入先進(jìn)技術(shù)，加強(qiáng)技術(shù)科研力度，對(duì)車型以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)和研發(fā)，使其升級(jí)速度加快，并且迅速在市場(chǎng)上進(jìn)行投放，開(kāi)發(fā)出各種類型的新能源汽車，以滿足大眾對(duì)汽車性能、功能的多樣化需求。再者，由于新能源汽車的科技含量較高，而且發(fā)展起步較晚，汽車的造價(jià)成本較高，未來(lái)需要加大技術(shù)的研發(fā)力度，降低產(chǎn)品生產(chǎn)制造的成本，通過(guò)一系列的優(yōu)惠政策以及合理化的措施減少有關(guān)費(fèi)用，使汽車的消費(fèi)成本得到減輕，這樣新能源汽車的推廣應(yīng)用才會(huì)更加順利。最后，有關(guān)部門需要對(duì)新能源汽車進(jìn)行政策的發(fā)布，積極推進(jìn)新能源汽車的使用和發(fā)展。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在如今的社會(huì)環(huán)境下，環(huán)保和節(jié)能減排已經(jīng)是社會(huì)發(fā)展的重要方向，新能源汽車的開(kāi)發(fā)和使用符合社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，而且是汽車行業(yè)發(fā)展的重要突破。在能源和環(huán)境壓力不斷加大的情況下，通過(guò)推廣使用新能源汽車，能夠降低能耗、減少環(huán)境污染，是汽車行業(yè)發(fā)展的良好趨勢(shì)。不過(guò)在未來(lái)的發(fā)展中，新能源汽車還需要進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新，對(duì)節(jié)能技術(shù)進(jìn)一步深入研究。

江蘇省2020年度高校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目：汽車新能源以及節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用探究，項(xiàng)目編號(hào)：2020SJA0807。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜曉.基于低排放導(dǎo)向的新能源汽車節(jié)能技術(shù)研究[J].節(jié)能，2019，038（009）：51-52.

[2]侯彥羽.低排放導(dǎo)向下新能源汽車節(jié)能控制技術(shù)及優(yōu)化[J].南昌大學(xué)學(xué)報(bào)（理科版），2017，041（004）：383-385.

[3]楊朋.低排放導(dǎo)向下新能源汽車節(jié)能控制技術(shù)及優(yōu)化[J].中國(guó)設(shè)備工程，2018，000（020）：54-55.

[4]古云峰.新能源汽車節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2019，000（032）：159-160.