新能源汽車技術(shù)原理與發(fā)展分析

阿依古再麗·阿卜力克木

摘要：目前，世界范圍的環(huán)境問題愈發(fā)嚴(yán)重，傳統(tǒng)的能源燃料不斷減少。交通工具中機(jī)動(dòng)車輛的排污，成為了加重空氣環(huán)境污染的主要源頭之一，對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害極大。世界各國(guó)汽車行業(yè)領(lǐng)域都在積極致力研發(fā)全新的新能源汽車。這一領(lǐng)域在我國(guó)而言，積極發(fā)展新能源汽車，不僅可以減輕排污導(dǎo)致的環(huán)境污染，同時(shí)還可以節(jié)約能源，是我國(guó)現(xiàn)代汽車工業(yè)轉(zhuǎn)型的重要方向。文章圍繞新能源汽車技術(shù)的原理展開分析，旨在為促進(jìn)我國(guó)新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展提供有力的參考。

關(guān)鍵詞：新能源;汽車技術(shù);原理與發(fā)展

中圖分類號(hào)：U472.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）06-0225-02

0? 引言

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的推動(dòng)下，人們對(duì)于環(huán)境保護(hù)的觀念逐漸增強(qiáng)。同時(shí)，汽車耗能是目前能源主要的使用方式，進(jìn)而汽車尾氣的排放也是造成環(huán)境污染的一大隱患。因此，汽車行業(yè)近年來的研發(fā)方向也是針對(duì)環(huán)境污染的減少，進(jìn)而誕生了新能源汽車。相較于傳統(tǒng)的燃油汽車，新能源汽車的能耗來源與其他汽車存在巨大的差異。綠色健康的環(huán)境友好型能源是新能源汽車使用的主要能源。這種能源具備良好的排放能力，可以顯著減輕對(duì)環(huán)境的污染。并且，這種環(huán)保型的能源可以反復(fù)利用，其價(jià)格也低于傳統(tǒng)的能源。因此，新能源不僅是在社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益方面非常理想，在環(huán)境保護(hù)方面同樣也符合可持續(xù)發(fā)展的理念。新能源汽車是現(xiàn)代化新技術(shù)在實(shí)際生活中的直接體現(xiàn)，新能源汽車的使用充分的展示了國(guó)家綠色可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略理念。提升相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，降低傳統(tǒng)能耗的標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)新能源技術(shù)的發(fā)展早日成為可進(jìn)行量化生產(chǎn)的相關(guān)產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)新能源汽車市場(chǎng)的擴(kuò)大。

1? 新能源汽車的定義

新能源汽車的定義是與傳統(tǒng)能源汽車相對(duì)而言的。因?yàn)樾履茉雌嚨难邪l(fā)起步較晚，現(xiàn)階段對(duì)其尚未進(jìn)行明確的定義。但是通常將新能源汽車的定義分為廣義的與狹義的兩種。廣義的新能源汽車，指的是不用傳統(tǒng)的汽油和柴油作為燃料的汽車。近幾年市場(chǎng)上使用的電動(dòng)汽車與混合動(dòng)力汽車都屬于新能源汽車，以天然氣與石油氣為主要能量來源的汽車也屬于新能源汽車。使用二甲醚與甲醇為燃料的汽車屬于動(dòng)力源汽車。新能源汽車的定義從狹義層面理解，就是使用非常規(guī)的能源作為動(dòng)力燃料，屬于將動(dòng)力控制與驅(qū)動(dòng)技術(shù)相結(jié)合的汽車，這是新能源汽車未來主要的研究方向，而且這種汽車在應(yīng)用上不但能夠節(jié)約能源投入，而且更加環(huán)保，符合當(dāng)代汽車的發(fā)展趨勢(shì)和方向。

2? 新能源汽車的技術(shù)的原理

汽車技術(shù)的發(fā)展歷史已經(jīng)十年有余，其依附于傳統(tǒng)能源的技術(shù)發(fā)展，例如汽油與柴油等。能源的減少嚴(yán)重限制了傳統(tǒng)燃油汽車技術(shù)的發(fā)展，因此，急需研發(fā)新能源汽車技術(shù)，以此開拓汽車行業(yè)發(fā)展的新領(lǐng)域。借助先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的使用，轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)汽車的外部能源，同時(shí)添加新的能源。并且，轉(zhuǎn)換汽車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)與動(dòng)力傳輸?shù)哪Ｊ剑又D(zhuǎn)換系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)所產(chǎn)生的能量，這就是新能源汽車的定義。換句話說，新能源汽車就是針對(duì)汽車內(nèi)部的動(dòng)力傳輸進(jìn)行改變，以新能源汽車的原理為依據(jù)，將汽車的驅(qū)動(dòng)從整體劃分為內(nèi)部驅(qū)動(dòng)與外部驅(qū)動(dòng)兩個(gè)部分。內(nèi)部驅(qū)動(dòng)指的是汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。傳統(tǒng)能源汽車使用的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)備是內(nèi)燃機(jī)，通過燃燒石化能源產(chǎn)生熱能驅(qū)動(dòng)活塞的方法，將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，從而驅(qū)動(dòng)汽車行駛。而新能源汽車則主要是通過電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，能源主要來自外部充入汽車電池的電能。同時(shí)，新能源汽車還包括混合動(dòng)力汽車，主要就是指油電混合動(dòng)力汽車，即綜合了兩種動(dòng)力系統(tǒng)的汽車。由于傳統(tǒng)能源汽車往往能效比較低，特別是在城市擁擠環(huán)境中這種情況更為明顯——頻繁起步、減速非常耗油。而純電動(dòng)汽車由于電池技術(shù)目前還存在巨大的技術(shù)瓶頸，因此會(huì)導(dǎo)致汽車電池在充放電過程中出現(xiàn)電容量不斷減少的問題，到后期往往就需要更換電池來延長(zhǎng)汽車的使用壽命。而且混合動(dòng)力汽車則綜合了兩者的優(yōu)缺點(diǎn)，盡可能把內(nèi)燃機(jī)做到最小，用電動(dòng)機(jī)替代一部分內(nèi)部驅(qū)動(dòng)功能，提高汽車的能效比，同時(shí)減少尾氣污染。除了內(nèi)部驅(qū)動(dòng)存在巨大差異之外，新能源汽車與燃油汽車最大的不同之處，還在于汽車的操控程序。新能源汽車目前一個(gè)顯著標(biāo)志就是要使用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，不管是單獨(dú)使用還是混合使用。而隨著汽車各種自我監(jiān)測(cè)設(shè)備與自我調(diào)節(jié)設(shè)備的多樣化與智能化，電動(dòng)機(jī)作為主要或輔助驅(qū)動(dòng)的新能源汽車會(huì)更加適應(yīng)新能源的智能化操控系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)汽車操控的自動(dòng)化。相比內(nèi)燃機(jī)，電動(dòng)機(jī)在操作上更加方便，因此新能源汽車可以實(shí)現(xiàn)汽車操控的自動(dòng)化擴(kuò)展，以此即可實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車運(yùn)行操控系統(tǒng)與動(dòng)力操控系統(tǒng)的有效監(jiān)測(cè)。這是一種智能化的操作模式，可以顯著降低汽車的能源消耗，同時(shí)大大提高新能源汽車行駛的能效比。

3? 新能源汽車技術(shù)分析與發(fā)展

3.1 單一式的新能源汽車技術(shù)

單一式的新能源汽車技術(shù)，就是汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。想要操控汽車的程序結(jié)構(gòu)僅僅需要使用單一的驅(qū)動(dòng)模式。新能源汽車最基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方式，就是單一式的能源技術(shù)。采用鋰電池來作為汽車動(dòng)力的搭載，確保動(dòng)力周期的穩(wěn)定循環(huán)。該項(xiàng)技術(shù)同性能層面來看，是通過簡(jiǎn)潔的技術(shù)來建造汽車的循環(huán)系統(tǒng)，以此實(shí)現(xiàn)汽車運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)周期循環(huán)速度的加快。想要啟動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)僅僅需要實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的動(dòng)力感應(yīng)。同時(shí)，鋰電池由于其自身的特殊性，可以保持基于單一動(dòng)力行駛的汽車可以維持一定的穩(wěn)定性[3]。因此，想要確保汽車在短時(shí)間內(nèi)，其性能區(qū)域可以保持穩(wěn)定的勻速行駛，可以運(yùn)用單一式的新能源汽車技術(shù)。然而，單一式的新能源汽車使用鋰電池進(jìn)行能量供應(yīng)，而鋰電池會(huì)隨著充放電次數(shù)的增加，其電池容量與壽命會(huì)逐步降低，這就使得一次充電后，汽車的行駛時(shí)間與歷程會(huì)隨著時(shí)間逐漸變短，這對(duì)用戶的使用造成了極大的不便。因此，單一式新能源汽車在使用的過程中需要定期檢查整體的程序，并同時(shí)要監(jiān)測(cè)電池的壽命。通常鋰電池在使用八年之后就需要及時(shí)地更換，以此才可確保汽車驅(qū)動(dòng)力的正常。但更換汽車充電電池的價(jià)格往往較貴，這就導(dǎo)致電動(dòng)汽車的保值率大大低于傳統(tǒng)能源汽車。但是單一式新能源汽車操作循環(huán)系統(tǒng)日常的維修養(yǎng)護(hù)會(huì)相對(duì)簡(jiǎn)單便捷。因此如果其程序中的某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)了異常，混亂的程序?qū)?duì)汽車整體的運(yùn)行造成嚴(yán)重的直接影響。同時(shí)，由于使用純電力驅(qū)動(dòng)，如果電池電源無法正常接入電動(dòng)機(jī)模塊，那么就會(huì)導(dǎo)致汽車無法正常驅(qū)動(dòng)。同時(shí)，相比傳統(tǒng)能源汽車，新能源汽車往往要搭載大容量的鋰電池為能量來源，但鋰電池在遭遇外力破壞后，往往會(huì)爆炸起火，雖然很多新能源汽車已經(jīng)采取了改變電池結(jié)構(gòu)等方法來避免電池碰撞后起火，但相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)仍然存在，而且純電動(dòng)汽車由于完全依靠電能，那么就需要配備較多的電池，相應(yīng)的起火風(fēng)險(xiǎn)依然存在。

3.2 綜合式的新能源汽車技術(shù)

以組合使用兩個(gè)或兩個(gè)以上的汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的新能源汽車，就是綜合式的新能源汽車技術(shù)。多個(gè)驅(qū)動(dòng)可以同時(shí)為汽車的運(yùn)行提供動(dòng)力，同時(shí)互相還可以起到輔助的作用，確保新能源汽車可以穩(wěn)定的運(yùn)行且蓄能持久穩(wěn)定。不同組合方式下的新能源汽車在其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面也存在巨大的差異，這一設(shè)計(jì)的原理都是秉承以基礎(chǔ)的電路為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)不同融合形式的驅(qū)動(dòng)形式。根據(jù)組合方式的不同，綜合式的新能源汽車可以細(xì)分為串聯(lián)、并聯(lián)以及混合式三大類。

3.2.1 串聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式

將汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)以串聯(lián)的方式進(jìn)行連接，就是串聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式，并聯(lián)驅(qū)動(dòng)機(jī)中的核心驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)在汽車行駛的過程中提供兩側(cè)的確驅(qū)動(dòng)力。以此節(jié)課保障汽車兩側(cè)動(dòng)力的均衡[5]。在汽車的形式過程中，如果一側(cè)的動(dòng)力系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，無法充足的供應(yīng)動(dòng)能，另一側(cè)的動(dòng)力系統(tǒng)即可提升其能量的供應(yīng)，確保汽車的正常運(yùn)行。使用調(diào)節(jié)動(dòng)力供應(yīng)來保證新能源汽車維持均衡的動(dòng)力。

3.2.2 并聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式

在汽車的兩側(cè)放置供應(yīng)系統(tǒng)，就是并聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式的新能源汽車。汽車啟動(dòng)之后，先啟動(dòng)一側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)，另一側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)不啟動(dòng)以做備用，不使用的發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)進(jìn)入休眠狀態(tài)。汽車在行駛的過程中一旦需要補(bǔ)充動(dòng)力，就需要激活休眠中的發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行動(dòng)能供應(yīng)。

3.2.3 混合式驅(qū)動(dòng)模式

混合式驅(qū)動(dòng)模式。使用并聯(lián)的方式來簡(jiǎn)潔主體發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這就是混合式驅(qū)動(dòng)模式?；旌鲜津?qū)動(dòng)模式啟動(dòng)后，剩余部分的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)將自動(dòng)隱藏，并且將剩余的動(dòng)能發(fā)散給汽車其他的部分。一般情況下，在汽車運(yùn)行的過程中，混合式驅(qū)動(dòng)模式的新能源汽車是使用主要的動(dòng)力系統(tǒng)，并聯(lián)的動(dòng)力系統(tǒng)不參與汽車運(yùn)行中能量的供應(yīng)[6]。汽車在行駛的過程中一旦出現(xiàn)了異常情況，或者汽車需要加速行駛時(shí)，混合式的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就可以保證為汽車的正常運(yùn)行提供充足的能量。同時(shí)，保證汽車能源可以被充分且合理的使用，確保汽車持久性的得到充分的供應(yīng)[7]。所以，新能源汽車不但可以通過駕駛員自由的進(jìn)行操控，智能化的功能也可以擴(kuò)大汽車安全行駛的范圍，大幅度提升汽車行駛的安全性。

4? 結(jié)語

與傳統(tǒng)的能源汽車相比較，新能源汽車可以節(jié)省大量的能源，同時(shí)大大減少在日常使用中對(duì)環(huán)境的污染。通過對(duì)新能源技術(shù)的原理以及驅(qū)動(dòng)技術(shù)的探討能夠?yàn)槭忻嫔系男履茉醇夹g(shù)開發(fā)提供理論指導(dǎo)促進(jìn)新能源汽車的技術(shù)得到不斷的進(jìn)步與發(fā)展，以此讓國(guó)內(nèi)的汽車行業(yè)需求得到充分的滿足。全面了解新能源汽車的技術(shù)原理，將傳統(tǒng)的汽車設(shè)計(jì)理念與此有機(jī)結(jié)合。針對(duì)現(xiàn)階段的新能源汽車類型進(jìn)行全面細(xì)致的分析，充分了解新能源汽車的前沿技術(shù)與理論，推動(dòng)新能源汽車技術(shù)不斷發(fā)展?？梢钥吹降氖牵壳靶履茉雌囯m然發(fā)展的如火如荼，但是依然無法在電池技術(shù)上取得重大突破，因此相比純電動(dòng)汽車，油電混合汽車目前更有市場(chǎng)前景，是目前主要的發(fā)展方向。而對(duì)相關(guān)的汽車維修人員，特別是正在職業(yè)院校中學(xué)習(xí)的汽車維修專業(yè)學(xué)生來說，要重點(diǎn)加入電動(dòng)機(jī)原理運(yùn)行與維保等相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用，但同時(shí)不能輕視對(duì)內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，在內(nèi)燃機(jī)還未被社會(huì)淘汰之前，在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，依然無法被電動(dòng)機(jī)所完全取代。

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