新能源汽車(chē)特征及核心技術(shù)研究

張小興

摘 要：隨著我國(guó)節(jié)能環(huán)保理念的逐漸加強(qiáng)，新能源汽車(chē)由于燃油消耗少、污染物排放量低等優(yōu)勢(shì)受到了越來(lái)越多人的喜愛(ài)，由此也推動(dòng)了我國(guó)新能源汽車(chē)的快速發(fā)展。新能源汽車(chē)具有良好的環(huán)保性、靜謐性以及用車(chē)成本低等特征，從汽車(chē)消耗的能源樣式不同，新能源汽車(chē)分為純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)以及氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)等，要促進(jìn)新能源汽車(chē)的持續(xù)發(fā)展，必須要加強(qiáng)整車(chē)控制器技術(shù)、電機(jī)控制器技術(shù)以及電池管理技術(shù)的研究。

關(guān)鍵詞：新能源汽車(chē);特征;技術(shù)

1 引言

隨著現(xiàn)代人們生活水平的逐漸改善，越來(lái)越多的人們選擇購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)來(lái)滿足家庭與個(gè)人的出行需要，也由此使得我國(guó)汽車(chē)保有量呈現(xiàn)遞增式增長(zhǎng)，然而汽車(chē)在給人們?nèi)粘Ｉ?、工作帶?lái)便利的同時(shí)，也會(huì)排放出大量的污染氣體，嚴(yán)重?fù)p害了自然生態(tài)環(huán)境，威脅到人們的身心健康。此外，汽車(chē)行駛也會(huì)消耗大量的不可再生能源，一定程度上加劇了我國(guó)的能源危機(jī)。為了改變這樣的狀況，我國(guó)一些部門(mén)開(kāi)始大力倡導(dǎo)新能源汽車(chē)，提高對(duì)新能源汽車(chē)的補(bǔ)貼與扶持力度，不斷推動(dòng)新能源汽車(chē)產(chǎn)品的向前發(fā)展，也制定出引導(dǎo)性政策鼓勵(lì)消費(fèi)者優(yōu)先考慮購(gòu)買(mǎi)新能源車(chē)，為我國(guó)新能源車(chē)發(fā)展提供巨大的幫助。我國(guó)投入了大量的人力和物力研發(fā)新能源汽車(chē)，取得了非常大的成果，其中一些成果已經(jīng)在投產(chǎn)的新能源車(chē)上體現(xiàn)出來(lái)，但是仍舊有一些核心問(wèn)題未能解決，影響了新能源汽車(chē)的進(jìn)一步發(fā)展。

2 新能源汽車(chē)概述

新能源汽車(chē)和傳統(tǒng)汽車(chē)最明顯的區(qū)別就是動(dòng)力燃料的不同，新能源汽車(chē)行駛中消耗的是環(huán)保新能源，此外，新能源汽車(chē)的動(dòng)力控制系統(tǒng)、傳統(tǒng)系統(tǒng)等方面也與傳統(tǒng)燃油車(chē)存在較大的區(qū)別，新能源汽車(chē)具有更加高效的能源利用率，所使用的各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)手段也要先進(jìn)許多。新能源汽車(chē)的發(fā)明解決了傳統(tǒng)燃油汽車(chē)污染量大的問(wèn)題，有利于我國(guó)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)對(duì)于緩解我國(guó)能源危機(jī)也具有重要的作用。第一，新能源汽車(chē)具有非常好的環(huán)保性[1]。新能源汽車(chē)包含了純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)以及氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)等，汽車(chē)運(yùn)行中的排放量都非常的低，特別是純電動(dòng)汽車(chē)可以實(shí)現(xiàn)零排放，電動(dòng)汽車(chē)在形式中消耗電瓶的電量，而發(fā)電站在產(chǎn)生電能的過(guò)程中，其污染物排放量也要遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的燃油汽車(chē)，，這是因?yàn)榘l(fā)電站的能源轉(zhuǎn)化效率非常高，同時(shí)還會(huì)對(duì)產(chǎn)生的污染物進(jìn)行的進(jìn)行中和處理，減少污染物對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。第二，新能源汽車(chē)還具有使用成本低、運(yùn)行靜謐性好的優(yōu)勢(shì)[2]。這方面純電動(dòng)汽車(chē)具有非常好的話語(yǔ)權(quán)，該車(chē)型動(dòng)力系統(tǒng)為電動(dòng)機(jī)，不需要像傳統(tǒng)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)那樣點(diǎn)火，因此汽車(chē)在怠速以及停止?fàn)顟B(tài)下時(shí)難以覺(jué)察到車(chē)輛的抖動(dòng)以及噪聲，在低速行駛中也會(huì)非常的安靜，只有當(dāng)速度上升到一定數(shù)值后，由于汽車(chē)胎噪以及風(fēng)噪等外界原因增加汽車(chē)的噪聲。

3 新能源汽車(chē)特征

新能源汽車(chē)是相對(duì)于傳統(tǒng)燃油汽車(chē)而言的一種新型汽車(chē)，從汽車(chē)消耗的能源樣式不同，可以將新能源汽車(chē)劃分為純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)以及氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)等[3]。目前市面上在售的新能源車(chē)主要為混合動(dòng)力汽車(chē)以及純電動(dòng)汽車(chē)，為此，以這兩種新能源汽車(chē)為例探究其特征。

3.1 混合動(dòng)力汽車(chē)

混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力不僅僅是來(lái)自于某一個(gè)方面，而是將電動(dòng)機(jī)與傳統(tǒng)的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)合起來(lái)，使兩者達(dá)到新的平衡，消耗更少的能源完成相同的汽車(chē)行使里程，同時(shí)污染物的排放量也比傳統(tǒng)的燃油汽車(chē)要低很多。一般情況下，混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力主要來(lái)源于電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，當(dāng)混合動(dòng)力汽車(chē)處于啟動(dòng)以及駐車(chē)轉(zhuǎn)態(tài)下時(shí)，通常由電動(dòng)機(jī)為主要?jiǎng)恿υ?，所以汽?chē)具有非常好的響應(yīng)速度、車(chē)輛靜謐性也非常好、對(duì)環(huán)境的污染也是微乎其微。當(dāng)混合動(dòng)力汽車(chē)在高速勻速行駛或者某種特殊工況下運(yùn)行時(shí)，則以發(fā)動(dòng)機(jī)為主要?jiǎng)恿υ?，在這種情況下發(fā)動(dòng)機(jī)處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間，只需要消耗少量的燃油就可以推動(dòng)汽車(chē)的運(yùn)行，極大的提高了燃油的利用率，減少汽車(chē)的尾氣排放，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行還能夠?yàn)殡姵剡M(jìn)行充電，保證汽車(chē)的電池電量始終處于健康區(qū)間內(nèi)[4]。

3.2 純電動(dòng)汽車(chē)

純電動(dòng)汽車(chē)是僅僅以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力系統(tǒng)的新能源汽車(chē)，是以混動(dòng)動(dòng)力汽車(chē)為載體發(fā)展出來(lái)的。純電動(dòng)汽車(chē)由于沒(méi)有傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，在汽車(chē)啟動(dòng)、行駛過(guò)程中噪聲非常小，同時(shí)不需要消耗傳統(tǒng)的汽車(chē)燃料，自然也就不會(huì)排放出污染物，不會(huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)生危害，純電動(dòng)汽車(chē)也是新能源汽車(chē)發(fā)展了重要方向?，F(xiàn)階段，純電動(dòng)汽車(chē)還沒(méi)有獲得大面積普及，究其原因主要是由于純電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間較長(zhǎng)、續(xù)航里程較短以及后期電池維修更換成本高等，影響了人們購(gòu)買(mǎi)純電動(dòng)汽車(chē)的積極性。我國(guó)針對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)推出了許多優(yōu)惠政策，比如說(shuō)減免購(gòu)置稅、限購(gòu)城市免拍牌照等，極大的降低了消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)純電動(dòng)汽車(chē)的資金，不斷推動(dòng)純電動(dòng)汽車(chē)的向前發(fā)展。

4 新能源汽車(chē)核心技術(shù)

4.1 整車(chē)控制器技術(shù)

整車(chē)控制技術(shù)是新能源汽車(chē)的核心技術(shù)之一，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)汽車(chē)工作狀態(tài)的監(jiān)控與管理，包含有行駛速度、溫度等基礎(chǔ)因素進(jìn)行監(jiān)控，也會(huì)對(duì)汽車(chē)行駛檔位、油門(mén)下壓度以及方向角度等駕駛員潛在的操作意識(shí)進(jìn)行收集和分析。汽車(chē)總體控制模塊在接收到各方面的傳感器數(shù)據(jù)信息后，經(jīng)過(guò)綜合分析與處理后對(duì)電池控制模塊、動(dòng)力控制模塊以及電力管理模塊等下屬單位發(fā)送相對(duì)指令。

汽車(chē)總體控制模塊分為了三大板塊，分別是硬件電路、底層驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及應(yīng)用層軟件系統(tǒng)[5]。硬件電路一般包含了處理芯片、電源以及存儲(chǔ)單元等構(gòu)件組成，擁有良好的移植性能、延伸性能以及兼容性能。在新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的不斷推動(dòng)下，硬件電路也獲得了較快發(fā)展，現(xiàn)階段，處理芯片已經(jīng)上升到了32位。底層驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須要通過(guò)專用的軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，通常情況下以模塊化開(kāi)發(fā)方式為主，對(duì)統(tǒng)一軟件進(jìn)行重復(fù)利用，從而有效的降低軟件開(kāi)發(fā)周期。應(yīng)用層軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常為V型樣式，具有良好的延伸性與拓展性，可以實(shí)現(xiàn)較高的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)速度。

4.2 電機(jī)控制器技術(shù)

電動(dòng)機(jī)是新能源汽車(chē)中的重要?jiǎng)恿卧姍C(jī)控制器模塊能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀況的控制與監(jiān)測(cè)，讓其處于良好的工作狀態(tài)，確保電動(dòng)機(jī)能夠長(zhǎng)久、穩(wěn)定運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)的輸入電壓通常為交流電，而新能源汽車(chē)自身電池組輸出的電壓為直流電，電機(jī)控制系統(tǒng)必須要將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，再輸送給電動(dòng)機(jī)，保障電動(dòng)機(jī)能夠正常工作。電動(dòng)機(jī)控制器的職責(zé)權(quán)限是負(fù)責(zé)對(duì)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并及時(shí)反饋電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)的各類問(wèn)題，保障電動(dòng)機(jī)能夠安全、穩(wěn)定的工作，同時(shí)還會(huì)將電動(dòng)機(jī)工作中的各個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)。電機(jī)控制器通常由底層驅(qū)動(dòng)模塊、控制電路模塊以及應(yīng)用層模塊等部分組成，共同負(fù)責(zé)電動(dòng)機(jī)控制器的正常運(yùn)行，也能夠有效的保護(hù)新能源汽車(chē)電動(dòng)機(jī)的安全性[6]。電機(jī)控制中的底層驅(qū)動(dòng)模塊與整車(chē)控制器相似，設(shè)計(jì)類型也是以模塊化方式為主，同時(shí)也注重軟件的重復(fù)實(shí)用性。應(yīng)用層模塊算法軟件通常含有矢量算法、需求轉(zhuǎn)矩計(jì)算與故障監(jiān)測(cè)等區(qū)域。

4.3 電池管理技術(shù)

新能源汽車(chē)的重要構(gòu)成部分就是電池系統(tǒng)，電池系統(tǒng)是一些新能源汽車(chē)的重要?jiǎng)恿Σ糠?，更是純電?dòng)汽車(chē)的全面動(dòng)力來(lái)源，因此加強(qiáng)電池控制系統(tǒng)的管理可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池組的工作狀態(tài)以及當(dāng)前電量，并對(duì)電池系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行管理和優(yōu)化，有助于提高電池系統(tǒng)的電能利用效率，更好的發(fā)揮出電池系統(tǒng)的潛能，此外，通過(guò)電池管理技術(shù)的應(yīng)用還能夠有效的預(yù)防電池出現(xiàn)過(guò)壓、欠壓以及饋電等現(xiàn)象發(fā)生，降低電池系統(tǒng)的不正常損耗，從而有效的增加電池的使用壽命。電池管理系統(tǒng)通常由硬件電路、底層驅(qū)動(dòng)電路以及應(yīng)用層軟件系統(tǒng)三個(gè)部分構(gòu)成，和汽車(chē)總體控制技術(shù)具有較大的相似性，但是硬件電路分為了主板以及從板兩個(gè)部分，主板主要職責(zé)為控制與保護(hù)關(guān)鍵部位，同時(shí)還開(kāi)展荷電狀態(tài)值的測(cè)評(píng)，從板主要職責(zé)為電流以及電源的均衡控制。

5 結(jié)語(yǔ)

新能源汽車(chē)是我國(guó)汽車(chē)行業(yè)未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)，加強(qiáng)新能源汽車(chē)的推廣有利于緩解我國(guó)的能源危機(jī)，保護(hù)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境，促使我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。我國(guó)的新能源汽車(chē)在正?？刂破骷夹g(shù)、電機(jī)控制器技術(shù)以及電池管理技術(shù)上仍然有所欠缺，必須要加大研發(fā)，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新與突破。

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