新能源電動(dòng)汽車研究

張烜赫

摘 要：作為發(fā)展中的國家，各領(lǐng)域的發(fā)展一直在不斷的發(fā)展，有許多能源的開發(fā)也是必然的趨勢(shì)，而有些能源的利用確實(shí)非持續(xù)發(fā)展，一旦將這些能源開采完變不復(fù)存在。而現(xiàn)在環(huán)境的改變讓我們的思想也發(fā)生了改變，能源的不合理使用導(dǎo)致的環(huán)境問題便提上日程，其中碳排放不僅僅是我國關(guān)注的話題也是世界所探究的問題。在這種背景下，新能源電動(dòng)汽車的研究就有極其重要的意義。我國在這方面的發(fā)展相對(duì)滯后，且付諸的行動(dòng)范圍小，但我們正朝著正確的方向前進(jìn)，研究更適合時(shí)代發(fā)展更適合在環(huán)境中生存的方法。本文在進(jìn)行詳細(xì)研究后，就我國新能源電動(dòng)汽車市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀及路徑、影響其發(fā)展的重要因素以及發(fā)展策略等幾個(gè)方面做出論述。

關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車；電能；節(jié)能減排

在現(xiàn)實(shí)影響下，全球范圍內(nèi)的能源和資源在時(shí)代的演變中都或多或少的發(fā)生了質(zhì)的改變，有些能源和資源面臨著消失并永遠(yuǎn)不會(huì)出現(xiàn)，這種現(xiàn)象讓各個(gè)國家看到了形勢(shì)的嚴(yán)峻，在不同的領(lǐng)域去探索更合適的替代物或者讓其資源能夠更加合理的運(yùn)用來減緩消失的速度。就目前來說，汽車作為對(duì)于能源消耗的重要因素，對(duì)于汽車今后的發(fā)展有很大的阻力，很多物件沒有了能源的開發(fā)將會(huì)無法進(jìn)行，對(duì)這一行業(yè)的后續(xù)影響深遠(yuǎn)。因?yàn)槠嚨墓?yīng)是大眾的需求，各國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開各產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)此各國也都積極獻(xiàn)策，制定汽車的節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)，還給人們一個(gè)嶄新的藍(lán)天，就此新能源電動(dòng)汽車應(yīng)運(yùn)而生。我國也在不斷提出相關(guān)政策來推動(dòng)新能源電動(dòng)車的發(fā)展，在最大程度上降低能源消耗和碳排放量，為環(huán)保做出貢獻(xiàn)。

1 我國新能源電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 我國新能源電動(dòng)汽車市場(chǎng)規(guī)模

在國家的大力扶持下和技術(shù)的不斷研發(fā)推廣，新能源電動(dòng)汽車正逐漸普及到各大城市，運(yùn)用到社會(huì)發(fā)展中，不僅僅是公共汽車，對(duì)于個(gè)人使用的汽車也在進(jìn)行更新，而這種發(fā)展趨勢(shì)讓大家看到環(huán)境的改善，生活的質(zhì)量也在不斷的提高，使得人們更加認(rèn)可這個(gè)行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)在新能源汽車的效益上也能夠看出國家對(duì)這個(gè)新興行業(yè)的支持力度和認(rèn)同度，新能源電動(dòng)汽車的發(fā)展在我國是有良好前景的。但這種好趨勢(shì)并不能夠代表著它的可持續(xù)發(fā)展，要明確的知道還有很多這方面的問題和不足，還有很多我們沒有接觸到的新知識(shí)新科技，需要研究人員的不斷積累實(shí)驗(yàn)和開發(fā)等一系列的過程來縮小與時(shí)代進(jìn)步的差距，要緊跟時(shí)代的步伐，將經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶入一個(gè)新的歷史時(shí)期，所以我們要做出更多的努力，真正促進(jìn)新能源電動(dòng)汽車的不斷發(fā)展，提升市場(chǎng)規(guī)模。

1.2 我國新能源電動(dòng)汽車的地域分布

現(xiàn)如今無論是一線城市還是更偏遠(yuǎn)的地區(qū)，對(duì)于新能源電動(dòng)汽車的推廣還是較為普及的，在大城市中有很多個(gè)人汽車也在使用新能源的汽車，公交汽車替換率基本達(dá)到最大值，但大量的使用僅僅是分片兒來劃分，在東部和中部地區(qū)使用率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于西部地區(qū)，這種規(guī)模足以表明各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是不同的，所以投入使用的情況也不同，因?yàn)槲鞑康貐^(qū)對(duì)這種新能源電動(dòng)車的發(fā)展無實(shí)際用處或者說經(jīng)濟(jì)制約著此模式的開展，這種運(yùn)行模式也基本符合當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展分布。就此來看，我們想要推動(dòng)新能源電動(dòng)汽車的發(fā)展，也應(yīng)當(dāng)配合經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，做到共同進(jìn)步。

2 新能源電動(dòng)汽車的關(guān)鍵技術(shù)

通常來說車身和底盤技術(shù)是汽車的通用技術(shù)，作為一個(gè)新興技術(shù)，新能源的特有技術(shù)在于電池、電機(jī)和控制器的處理上，而這些特有技術(shù)也正是電動(dòng)汽車能否打破市場(chǎng)的壟斷，而成為一個(gè)受歡迎的行業(yè)的關(guān)鍵所在。

2.1 電池技術(shù)

電動(dòng)汽車的使用要靠電池來驅(qū)動(dòng)，也正因?yàn)槿绱耍姵氐淖饔帽愠蔀榱税l(fā)展的關(guān)鍵因素。電動(dòng)汽車用電池的主要性能指標(biāo)是比能量（E）、能量密度（Ed）、比功率（P）、循環(huán)壽命（L）和成本（C）等。到目前為止，電動(dòng)汽車的電池經(jīng)過了3代的發(fā)展，已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展。第1代是鉛酸電池，它的優(yōu)點(diǎn)就在于好生產(chǎn)，投入低。實(shí)用強(qiáng)，所以即使作為第一代的電池仍為主流的生產(chǎn)的。第2代是堿性電池，由多種聚合物構(gòu)成，它的優(yōu)點(diǎn)在于性能比第一代有了大幅度的提升，但缺點(diǎn)在于因?yàn)槭嵌喾N聚合物的產(chǎn)物，所以在投入生產(chǎn)時(shí)需要大量的資金，成本較高，大多數(shù)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的較少。第3代是以燃料電池為主的電池。這是一種能量轉(zhuǎn)換的過程，也是現(xiàn)階段最為理想的電池，但這些能量的而轉(zhuǎn)化還處于理論階段，將它付諸于實(shí)際的生活中仍需時(shí)日?，F(xiàn)在應(yīng)用于電動(dòng)汽車的是一種稱為質(zhì)子交換膜的燃料電池，讓純氫能夠在空氣中充分的吸收并轉(zhuǎn)化為能量，這種能量是普通燃料的2～3倍。

2.2 電機(jī)技術(shù)

電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)是所有電動(dòng)汽車必不可少的關(guān)鍵部件。目前使用較多的有直流有刷、永磁無刷、交流感應(yīng)和開關(guān)磁阻等4種電機(jī)。

直流電機(jī)是發(fā)明最早，投入使用時(shí)間最長(zhǎng)一個(gè)電機(jī)技術(shù)，因此在一套系統(tǒng)的完善上會(huì)比較完整，但是它的電磁轉(zhuǎn)矩控制特性這一優(yōu)點(diǎn)并不能夠掩蓋它的缺點(diǎn)，實(shí)際的體積大小仍是它不得不承認(rèn)的弊端。

永磁無刷電機(jī)有兩種表達(dá)形式，分為方波驅(qū)動(dòng)和正弦波驅(qū)動(dòng)的無刷直流電機(jī)系統(tǒng)。它們實(shí)質(zhì)上沒有區(qū)別，對(duì)于這種刷電機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)在于效率極高，正是因?yàn)檫@一特性可以讓汽車的整體性有一個(gè)穩(wěn)定，因此對(duì)于這一方面的而研發(fā)是最熱門的。這類電機(jī)具有較高的密度分布，能夠讓能量更為集中的在一起工作，另外體積小、慣性低、響應(yīng)快也是電動(dòng)汽車所需要的功能，這種多方面都領(lǐng)先的技術(shù)在發(fā)展中有較好的優(yōu)勢(shì)，前景更為廣闊。但它的成本要高很多，在熱度這一性能上也有所欠缺，所以這項(xiàng)技術(shù)作為理論上來進(jìn)行探討，在我國并沒有普及。

交流感應(yīng)電機(jī)是出現(xiàn)較為久遠(yuǎn)的電機(jī)系統(tǒng)，它的優(yōu)勢(shì)在于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的交接，無需第三方的轉(zhuǎn)化，但這種轉(zhuǎn)化驅(qū)動(dòng)需要在極小的范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，在空間上有了一定的限制，與第一種電機(jī)相比它的最大缺陷就是第一電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，來來回回的使用會(huì)讓的壽命減短且不實(shí)用。美國以及歐洲研制的電動(dòng)汽車多采用這種電機(jī)。

開關(guān)磁阻電機(jī)與前三種的電機(jī)相比最大的優(yōu)勢(shì)就是成本低，讓生產(chǎn)更加簡(jiǎn)便快捷，但成本低并不能夠帶來增產(chǎn)，與第三種電機(jī)相比它的控制力要好一些，與第一種優(yōu)勢(shì)不相上下，但它的投入使用也是不理想的，使用的聲音大，檢測(cè)系統(tǒng)單一且老舊是這一電機(jī)的致命缺點(diǎn)，讓它整體的優(yōu)勢(shì)大打折扣，在實(shí)際運(yùn)用中有所限制。

2.3 控制器技術(shù)

電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制裝置決定變速和方向，能夠讓它產(chǎn)生此反應(yīng)的來自于電壓和電流的驅(qū)動(dòng)配合。目前電動(dòng)汽車上應(yīng)用較廣泛的是晶閘管斬波調(diào)速。而這種廣泛的控制器技術(shù)并非長(zhǎng)久的使用，它會(huì)隨著電子技術(shù)的發(fā)展而在此基礎(chǔ)上更新。從技術(shù)的發(fā)展來看，直流逆變技術(shù)會(huì)是未來應(yīng)用的主要來源。在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋向變換控制中，直流電機(jī)的旋向變換使得控制電路復(fù)雜、可靠性降低。當(dāng)采用交流異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，改變的是三相電流的相序，即可控制電路簡(jiǎn)化。此外，采用調(diào)速控制技術(shù)讓可持續(xù)發(fā)展得到最大化的推廣，一些能量可重復(fù)使用，達(dá)到了環(huán)保和成本低的效果。近幾年來，由感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車幾乎都采用矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制。前者是使勵(lì)磁電流產(chǎn)生變化讓電動(dòng)機(jī)的損耗降到最小，效率達(dá)到最大；從而使后者是利用電機(jī)電壓、電流和電機(jī)參數(shù)來估算出速度，不采用第三方的傳遞讓系統(tǒng)簡(jiǎn)單化，提高準(zhǔn)確性。直接轉(zhuǎn)矩控制克服了矢量控制中解耦的問題，把轉(zhuǎn)子磁通定向變換為定子磁通定向，通過控制定子磁鏈的幅值以及該矢量相對(duì)于轉(zhuǎn)子磁鏈的夾角，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)矩的目的。

3 影響新能源電動(dòng)汽車節(jié)能減排的因素分析

3.1 發(fā)電能源結(jié)構(gòu)

新能源電動(dòng)汽車在使用中的調(diào)查得出它的排放仍會(huì)有碳排放，這種排放與傳統(tǒng)汽車相比雖然減少但仍不可忽視，這種碳排放的集聚也會(huì)造成環(huán)境的污染，而這種排放的來自于電力的使用，所以發(fā)電能源結(jié)構(gòu)就成為影響新能源電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)的重要因素。因此，我們對(duì)后期的研發(fā)要注重對(duì)電力結(jié)構(gòu)的研究。

3.2 汽車類型

汽車的類型之所以會(huì)成為減排的主要因素在于車體的結(jié)構(gòu)會(huì)讓燃料產(chǎn)生作用，它的使用決定了燃料的消耗，比如公交車的投入使用，出租車的使用，這些公共的交通是任何工具無法替代的，這些工具也是人們出行的必備工具之一，是普遍為大家所接受的。因此在新能源的開發(fā)上要著重于公共服務(wù)類型的研發(fā)，要解決大眾的所需，我們需要做出更多的努力。

4 我國新能源電動(dòng)汽車的發(fā)展路徑

我國的新能源電動(dòng)汽車還處于發(fā)展的初級(jí)階段，就電動(dòng)汽車的發(fā)展有兩個(gè)部門的不同觀點(diǎn)，一方面是工信部的觀點(diǎn)，認(rèn)為新能源電動(dòng)汽車的發(fā)展是多方面的，要將汽車的發(fā)展擴(kuò)展到各行各業(yè)并推廣，讓大家去直接接受，對(duì)于傳統(tǒng)模式的工作要進(jìn)行疏導(dǎo)，讓高產(chǎn)能高消耗的行業(yè)可以做到環(huán)境無污染的作用，強(qiáng)調(diào)電動(dòng)車汽車的多功能性。而另一方面則是發(fā)改委的觀點(diǎn)，認(rèn)為這種新興的行業(yè)的普及需要過渡，有一個(gè)不確定的時(shí)間來讓大眾去適應(yīng)，考慮的是人們的接受程度，也考慮到的是科技的發(fā)展能夠帶動(dòng)這個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在短期內(nèi)可能因?yàn)橘Y金或者是研發(fā)上會(huì)有一定的阻礙，混合動(dòng)力車相對(duì)來說更容易被人所接受。就目前來說，研究的方向還不確定，研究的時(shí)間也無法敲定，研究的領(lǐng)域是否符合時(shí)代的要求仍需探討，從更加符合實(shí)際和科學(xué)的理智角度來說，的確應(yīng)當(dāng)用混合動(dòng)力的汽車來進(jìn)行過渡。