新能源汽車節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)分析

林云

摘 要：當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)也逐漸重視起來，新能源汽車的研發(fā)，可有效降低汽車尾氣排放，進(jìn)而使生態(tài)環(huán)境得到保護(hù)。文章從新能源汽車的分類與特性兩方面對(duì)新能源汽車進(jìn)行介紹，并從電能供應(yīng)系統(tǒng)、可變排量技術(shù)、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和并聯(lián)式混合動(dòng)力模塊，對(duì)新能源汽車的節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：新能源;汽車;節(jié)能技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.20.045

0 引言

新能源汽車的出現(xiàn)，可減少排放物，部分新能源汽車可實(shí)現(xiàn)零排放和零污染，對(duì)人們居住環(huán)境進(jìn)行有效保護(hù)。傳統(tǒng)的汽車行業(yè)以燃油為主，在行駛過程中，汽車尾氣中包含的一氧化碳、二氧化硫等氣體易對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重影響，在新能源汽車的應(yīng)用下，以電動(dòng)為主，對(duì)環(huán)境造成的影響較低，可實(shí)現(xiàn)資源的最大利用，現(xiàn)已成為當(dāng)前汽車行業(yè)發(fā)展的首要目標(biāo)。

1 新能源汽車概述

1.1 新能源汽車分類

汽車作為交通工具之一，為人們出行提供便利條件，但傳統(tǒng)的汽車以燃油為主，在行駛過程中，汽車尾氣易對(duì)環(huán)境造成污染。新能源汽車的出現(xiàn)，使汽車實(shí)現(xiàn)低排放、低污染等，為環(huán)境保護(hù)作出貢獻(xiàn)，同時(shí)新能源汽車的發(fā)展策略與國(guó)家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相符，保證能源的可持續(xù)利用。在科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新下，為保證新能源汽車適用于多種外界環(huán)境，一般可分為純電動(dòng)、混合動(dòng)力、增程式電動(dòng)、燃料電池、氫能源發(fā)動(dòng)機(jī)和其它能源類型汽車。

純電動(dòng)汽車一般以蓄電池為主，在蓄電池充放電的情況下，利用電池能源向汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行供電，以保證汽車的正常行駛?；旌蟿?dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，一般是由多個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間進(jìn)行協(xié)調(diào)工作，使汽車可完成多種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。增程式電動(dòng)汽車作為純電動(dòng)汽車一種過渡車型，其保留純電動(dòng)汽車的大部分優(yōu)勢(shì)，并可有效節(jié)約能源，其以便捷的充電方式，為其提供充足電能來源。燃料電池汽車工作原理主要是將電池內(nèi)部燃料進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)生成電能，為汽車提供動(dòng)力，保證汽車可正常運(yùn)行。氫能源電動(dòng)汽車是將傳統(tǒng)的燃料轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃馊剂希跉錃饽茉闯浞秩紵?，其汽車尾氣一般以水為主，可?shí)現(xiàn)真正意義上的零污染、零排放。

1.2 新能源汽車特性

當(dāng)前新能源汽車作為汽車領(lǐng)域發(fā)展的首要目標(biāo)，在先進(jìn)的技術(shù)支持下，部分新能源汽車技術(shù)已逐漸趨于成熟，在政策支持下，可實(shí)現(xiàn)零排放，并可有效提升汽車的使用效率。純電動(dòng)汽車在使用過程中，如出現(xiàn)電力枯竭的情況，可依據(jù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)當(dāng)前地區(qū)的充電站進(jìn)行查詢，一般在短時(shí)間內(nèi)便可達(dá)到行駛的基本需求，以此來保證汽車的持久續(xù)航?；旌蟿?dòng)力汽車一般以燃油電動(dòng)兩用為主，在內(nèi)部電池能源的支持下，可有效實(shí)現(xiàn)汽車的高效率運(yùn)行，同時(shí)汽車在行駛過程中，可接收到多能源供給，為汽車提供充足動(dòng)力源，保證汽車的持續(xù)運(yùn)行。新能源汽車的逐漸普及，可加深人們的環(huán)保意識(shí)，為社會(huì)環(huán)境提供有效保障。

2 新能源汽車節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 電能供應(yīng)系統(tǒng)

新能源汽車在行使過程中，需消耗電能完成對(duì)汽車的驅(qū)動(dòng)，以保證汽車可正常行駛。因此電池可作為新能源汽車技術(shù)中心，在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新下，電池可進(jìn)行循環(huán)式充放電，以此來為汽車提供充足的能源。鋰電池作為一種環(huán)保性電池，可對(duì)能量進(jìn)行密度式存儲(chǔ)，且放電過程中具有動(dòng)力性，其電能存儲(chǔ)量一般為普通電池的5倍左右，同時(shí)其使用壽命長(zhǎng)，在正確規(guī)范操作下，使用期限一般為6年左右，重點(diǎn)比傳統(tǒng)鉛酸蓄電池輕。鋰電池在充放電過程中，無記憶效應(yīng)，其以電池總存儲(chǔ)量為主，可實(shí)現(xiàn)階段式充電效果，使能源的利用率達(dá)到最大化。鋰電池作為新能源汽車的重要組成部分之一，其在工作過程中，全程采用電能轉(zhuǎn)換，其電能供應(yīng)過程中，由于屬于密閉型工作空間，因此不會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境的氣體。鋰電池在生產(chǎn)過程中，一般不會(huì)對(duì)水資源進(jìn)行消耗，且產(chǎn)生污染較小，在汽車領(lǐng)域中應(yīng)用時(shí)，可有效提升汽車的使用效率。

2.2 可變排量技術(shù)

當(dāng)前汽車領(lǐng)域中傳統(tǒng)的燃油汽車仍占據(jù)主導(dǎo)地位，汽車在行駛過程中，需通過燃油充分燃燒，將其能量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以達(dá)到汽車驅(qū)動(dòng)目的。但燃油充分燃燒將產(chǎn)生大量的一氧化碳、二氧化硫等危害物質(zhì)，在龐大的基數(shù)下，將對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響。傳統(tǒng)汽車在行駛過程中，在平坦路面行駛時(shí)，其所耗能量處于均值狀態(tài)，但當(dāng)車輛處于起步、爬坡、高負(fù)荷和超車狀態(tài)時(shí)，需消耗大量能量，完成汽車自身的牽引，因此汽車需配備大馬力發(fā)動(dòng)機(jī)，以滿足汽車的多種行駛狀態(tài)。為保證汽車在能源消耗在可控范圍內(nèi)，需對(duì)汽車行駛過程中消耗的能源進(jìn)行優(yōu)化，一般采取切缸工作循環(huán)的模式，對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行動(dòng)力分析，并為汽車實(shí)時(shí)提供動(dòng)力，確保汽車行駛過程中，以功率最大化的形式進(jìn)行工作。此種循環(huán)式工作原理，可保證汽車處于符合運(yùn)轉(zhuǎn)常態(tài)，并使能源消耗與支出處于平衡狀態(tài)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能目的。

2.3 電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

新能源汽車作為近年來新興領(lǐng)域之一，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下，使汽車進(jìn)入行駛狀態(tài)。當(dāng)前汽車在行駛過程中，由于外界環(huán)境不斷變化，需汽車進(jìn)行多功能操作，以保證汽車運(yùn)行的流暢性，汽車在行駛中，需頻繁的進(jìn)行啟動(dòng)、停車、提速、降速、急停等駕駛方式，同時(shí)汽車外界環(huán)境的影響下，例如雷雨天氣、酷暑高溫、嚴(yán)寒低溫等情況，需對(duì)汽車進(jìn)行多角度考慮，為汽車的安全性能提供有效保障。在永磁同步電機(jī)的應(yīng)用下，將永磁體作為轉(zhuǎn)子以產(chǎn)生相應(yīng)的電磁場(chǎng)，在三相定子繞組的作用下，與電磁場(chǎng)產(chǎn)生電樞反應(yīng)，進(jìn)而生成三相對(duì)稱電流，其位置分布在電流輸送條件下，可進(jìn)行自應(yīng)力旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的電流可帶動(dòng)轉(zhuǎn)子，完成電能與動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化。在使用過程中，應(yīng)對(duì)電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升其獲得勵(lì)磁電流的速率，保證電機(jī)可高效率運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)應(yīng)對(duì)脈沖調(diào)節(jié)機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化，保證系統(tǒng)在運(yùn)行過程中以低消耗量來完成大功率運(yùn)動(dòng)。為確保電機(jī)可正常運(yùn)行，應(yīng)擴(kuò)大電機(jī)自身的優(yōu)勢(shì)，在永磁同步電機(jī)運(yùn)行過程中，其自身在封閉空間內(nèi)完成運(yùn)動(dòng)，且具有高荷載能力，傳動(dòng)系統(tǒng)質(zhì)量輕，無噪音污染，可在其高電流輸送環(huán)節(jié)，應(yīng)用PWM技術(shù)，減少電流傳輸過程中產(chǎn)生的諧波，進(jìn)而降低電機(jī)工作過程中產(chǎn)生的系統(tǒng)性影響，同時(shí)可提升電機(jī)的靈敏度，在信號(hào)傳輸過程中，可對(duì)指令進(jìn)行精準(zhǔn)操控，有效節(jié)約汽車行駛過程中消耗的能源。

2.4 并聯(lián)式混合動(dòng)力

汽車在行駛過程中，需內(nèi)部電子控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)共同作用下，對(duì)汽車進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在節(jié)能環(huán)保理念下，新能源汽車作為行業(yè)性品牌，將傳統(tǒng)的汽車行業(yè)進(jìn)行改革優(yōu)化，以先進(jìn)技術(shù)為主導(dǎo)，在理念的指引下，使其發(fā)展趨于成熟。并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車作為新能源汽車的一種，其將內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)與電動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，并將兩套操控系統(tǒng)并存在同一輛車內(nèi)，其可進(jìn)行獨(dú)立工作，也可進(jìn)行協(xié)調(diào)工作，以滿足車輛的多種行駛狀態(tài)。同時(shí)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)合作，可有效降低汽車能源的消耗。并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車在行駛過程中，可依據(jù)外界環(huán)境進(jìn)行過功能操控，同時(shí)可將自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，以保證汽車行駛需求。并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車可實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)、純發(fā)動(dòng)機(jī)、混合驅(qū)動(dòng)、怠速停車、再生制動(dòng)和行車充電等多種模式，在汽車不同運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行行駛模式調(diào)節(jié)，提升汽車的運(yùn)行效率，并可將內(nèi)部的能量進(jìn)行平衡轉(zhuǎn)化。當(dāng)汽車內(nèi)部的電池荷電狀態(tài)較低時(shí)，且汽車自身處于低負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，汽車將自動(dòng)進(jìn)行能量分配，為電池進(jìn)行充電，以保證汽車的可持續(xù)行駛，同時(shí)可有效節(jié)約汽車能源。

3 結(jié)語

綜上所述，文章對(duì)新能源汽車進(jìn)行概述，并對(duì)新能源汽車的優(yōu)勢(shì)特性進(jìn)行分析，新能源汽車的使用可減少尾氣排放，并可將能源進(jìn)行高效率轉(zhuǎn)換，為汽車提供充足的動(dòng)力。新能源汽車在節(jié)能方面，一般以電能供應(yīng)模塊、可變排量技術(shù)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和混合動(dòng)力為主，先進(jìn)的技術(shù)可將汽車的能源進(jìn)行協(xié)調(diào)應(yīng)用，在滿足汽車行駛的條件下，對(duì)內(nèi)部系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。

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作者簡(jiǎn)介：林云（1962-），男，福建福州人，工學(xué)學(xué)士，副教授，研究方向：電機(jī)與電器、電氣控制。