新能源節(jié)能動力汽車及電工電子設計研發(fā)

摘 要：新能源節(jié)能動力汽車是汽車領域發(fā)展的新方向，動力電池是新能源汽車的關鍵技術之一，其主要為新能源汽車提供了驅動動力，其比能量壽命安全性等因素對新能源汽車的發(fā)展具有至關重要的影響。在動力能源的產(chǎn)業(yè)鏈研究上，我國動力電池的研發(fā)企業(yè)尚處于初級階段，雖然已經(jīng)逐漸了形成了部分產(chǎn)業(yè)聚集的優(yōu)勢，但目前大多數(shù)企業(yè)對優(yōu)質(zhì)核心技術的研發(fā)上存在一定不足。在此方面的研發(fā)中，若想取得全球市場的競爭優(yōu)勢，必須加強對新能源汽車及電工電子設計的研究，擴大自身優(yōu)勢領域，積極開發(fā)節(jié)能動力電池的研究?；诖?，本文針對新能源節(jié)能動力汽車及電子電工設計研發(fā)進行研究。

關鍵詞：新能源 節(jié)能動力汽車 電工電子設計

Abstract：New energy power-saving vehicle is a new direction of development in the automotive field. Power battery is one of the key technologies of new energy vehicles. It mainly provides driving power for new energy vehicles. Its specific energy life safety and other factors have a vital impact on the development of new energy vehicles. In the research on the industrial chain of power energy， the R & D enterprises of power batteries in China are still in the primary stage. Although they have gradually formed the advantages of partial industrial agglomeration， at present， most enterprises have some deficiencies in the R & D of high-quality core technologies. In this aspect of research and development， if you want to gain competitive advantage in the global market， you must strengthen the research on new energy vehicles and electrical and electronic design， expand your own advantageous fields， and actively develop the research on energy-saving power batteries. Based on this， this paper studies the design and R & D of new energy and energy-saving power vehicles and electronic and electrical engineering.

Key words：new energy， energy saving power vehicles， electrical and electronic design

1 引言

隨著科學技術的不斷發(fā)展與進步，人們的經(jīng)濟生活水平條件不斷提升，相繼而來的消費方式與消費觀念也逐漸發(fā)生了轉變。汽車作為人們經(jīng)常使用的交通工具，在不斷發(fā)展過程中逐漸誕生了新能源這一新興技術。新能源這一技術的出現(xiàn)，在一定程度上緩解了環(huán)境與資源問題，尤其是在當下資源短缺的背景下，新能源技術成為汽車領域的重要發(fā)展方向，人們在研發(fā)過程中不斷探索既可以滿足交通高效需求，又能確保節(jié)能無污染的新能源，同時加強了在節(jié)能技術方面的發(fā)展，以提升對資源的高效利用。

2 傳統(tǒng)燃油汽車與新能源節(jié)能動力汽車的對比

2.1 傳統(tǒng)燃油汽的優(yōu)劣點

傳統(tǒng)燃油汽車的發(fā)展起步時間較早，其主要借助燃燒汽油，將化學能轉化為機械能，在實際使用中的優(yōu)點較為明顯，即具有較強的穩(wěn)定性與耐力性特點。由于此類新能源汽車的發(fā)展起步較早，隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，其周邊硬件設施如加油站等也得以相應發(fā)展，使得實際使用者可以在大范圍內(nèi)得到有效的燃油保障。且隨著傳統(tǒng)燃油汽車技術的不斷完善，其相關零件行業(yè)也得到了有效發(fā)展，其中，汽車維修廠的數(shù)量也隨之得到了大幅度的提升，使得用戶在實際應用中的維護工作更加便捷，甚至經(jīng)過長期使用一些用戶基本掌握了對汽車部分問題與結構的了解，出現(xiàn)小問題或更換零件時，可以實現(xiàn)自行修理或調(diào)整。汽車的內(nèi)部構造與相應系統(tǒng)隨著技術的發(fā)展逐漸趨于完善，例如空調(diào)系統(tǒng)更加節(jié)能，在較冷天氣使用暖風時，可以借助發(fā)動機熱量，實現(xiàn)對車內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)。但此技術在實際使用中也存在困擾用戶的缺點，首先是油價的不斷上升，由于資源的短缺燃油作為高消耗能源隨著不斷的使用，出現(xiàn)了嚴重緊缺的情況，使其實際成本大幅度提升，這一現(xiàn)狀對很多用戶帶來了較大的經(jīng)濟壓力。其次是動力技術成熟程度較高，在實際研發(fā)中的上升空間較小，行駛速度基本上已經(jīng)處于相對穩(wěn)定的高水平。另外還有此類型汽車所帶來的環(huán)境問題，其在實際使用中所排放的尾氣都屬于有害氣體，這不僅會對自然環(huán)境造成一定破壞，還會使人們的生活環(huán)境受到影響。對環(huán)境的污染與資源的短缺，是汽車領域在發(fā)展過程中需要重點突破的內(nèi)容。

2.2 新能源節(jié)能動力汽車的優(yōu)劣點

相較于傳統(tǒng)燃油汽車，新能源汽車具有更加節(jié)能，排放量較少甚至為零，對環(huán)境污染明顯較低等優(yōu)勢，這些優(yōu)勢不僅可以加強對環(huán)境的保護，還可以降低人們?nèi)粘＝煌ㄖ兴枰慕?jīng)濟消耗，主要是因為此能源燃料成本遠低于燃油汽車所需成本。但同時也存在較為明顯的缺點，包括技術應用尚未成熟，相應補充充電樁較少，這些不足現(xiàn)象直接影響了新能源汽車的實際使用情況。

3 新能源節(jié)能動力汽車及電工電子設計

3.1 汽車供油系統(tǒng)節(jié)能電工電子控制

目前傳統(tǒng)發(fā)動機形式中的供給電子控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對燃油供給的精準控制與噴油率的精確掌控等，且經(jīng)過長期的發(fā)展與研究，電子控制系統(tǒng)已經(jīng)從一點逐漸發(fā)展到了多點，實現(xiàn)了對噴油量與噴油時機的自動控制，進而可以達到最佳噴油率。

3.2 汽車電工電子點火節(jié)能系統(tǒng)

目前高性能燃油汽車發(fā)動機大多使用了電控無觸點點火系統(tǒng)，在快速加速與高速運轉的應用情況下，其中電工電子點火系統(tǒng)可以彌補傳統(tǒng)系統(tǒng)的不足，進而提升次點火能量，有助于點燃稀混合器，進而有效減少發(fā)動機油耗。

3.3 汽車電工電子設計趨勢

汽車領域中的電動電子設計實現(xiàn)了從最初的大規(guī)模集成電路形式向計算機等電子設備技術的轉變，對車輛的控制實現(xiàn)了從最初的局部控制形式向整體系統(tǒng)控制的轉變。隨著各行業(yè)領域的智能化發(fā)展，汽車領域逐漸引進了先進數(shù)字系統(tǒng)，相應技術的研究在逐漸深化，并將研究視線放在了各個國家的汽車領域發(fā)展最高水平上。汽車電工電子化是現(xiàn)代汽車發(fā)展的重要標志，在實際應用中不僅提升了汽車的經(jīng)濟性與動力性，還改善了汽車在實際行駛中的穩(wěn)定性與安全性特點，推動了汽車領域的發(fā)展。在未來的發(fā)展趨勢中，汽車電工電子設計會集中在汽車網(wǎng)絡智能系統(tǒng)的設計、動力總成控制設計等方面，以實現(xiàn)對智能技術的全面應用。

4 研發(fā)新能源節(jié)能動力汽車及優(yōu)化

4.1 新能源節(jié)能動力汽車的種類及其特點

目前市場上出現(xiàn)的新能源節(jié)能汽車種類較多，主要包括這幾種：

1、甲醇節(jié)能發(fā)動機汽車，甲醇是基本有機原料之一，是煤與天然氣作用下的產(chǎn)物，其不僅可以滿足基本燃油需要，還具有燃燒過程中無煙無焰的優(yōu)勢，與傳統(tǒng)燃油原料相比，此原料相對較為豐富，就目前市場使用情況而言，可以在汽車領域應用很長時間。此原料在汽車領域的應用具有良好的前景，且燃用甲醇基本可以運用在點燃式發(fā)動機上，對原有機械構架的改動較小，只需要更換個別密封零件即可，但對壓燃式發(fā)動機的改動加大，需要進行一些特殊的改進與研發(fā)。

2、天然氣節(jié)能動力汽車，天然氣是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要原料之一，在汽車領域的應用逐漸趨于普及化。此原料的儲量非常大，其優(yōu)勢在于污染物排放極低，且不會對潤滑油產(chǎn)生稀釋作用，在實際使用中可相較于傳統(tǒng)燃油更有助于延長發(fā)動機的使用壽命，產(chǎn)生的噪音相對較小。隨著相關技術的不斷發(fā)展，天然氣這一燃料已經(jīng)實現(xiàn)了在汽車領域的有效應用，但由于此技術起步較晚，相應硬件保障設施的建設較少，加氣站等的建設相對較少。

3、電力節(jié)能汽車，此類技術主要依靠電能產(chǎn)生動力，而電能的產(chǎn)出方式很多，包括火力發(fā)電、風力發(fā)電等，目前市場中常見的電力節(jié)能汽車主要為純電動與混合電動型汽車，其優(yōu)勢在于生產(chǎn)工藝相對較為簡單，實際使用不會出現(xiàn)尾氣污染情況，整體制造成本遠少于傳統(tǒng)汽車成本。其不足之處在于電池續(xù)航能力相對不足與及時補給缺少等方面。

4、太陽能節(jié)能汽車，其優(yōu)勢在于能源取之不盡，清潔度均高于上述能源。此技術同時將太陽能轉化為電能進行使用，其本質(zhì)屬于電力節(jié)能領域，此技術的應用關鍵在于太陽能電池的轉化效率。

4.2 汽車的節(jié)能優(yōu)化

隨著科學理論與相關技術的不斷發(fā)展，新技術與新型材料在現(xiàn)代汽車中的應用，汽車的節(jié)能優(yōu)化事業(yè)已經(jīng)取得了很大進步。

1、減輕車體自身重量。對汽車運行來說，若其車體自身重量較高，處于空載狀態(tài)時造成的油耗比重也會較高，而減輕車體自身重量有助于實現(xiàn)節(jié)能優(yōu)化。隨著材料技術領域的發(fā)展，目前市場上已經(jīng)出現(xiàn)了很多種類的新型材料，可以運用多種輕體重新材料替代原有重型材料，例如采用輕型有色金屬取替原有鋼鐵部分，采用復合材料和鈦合金等材料替代原有鋼鐵部分，以大幅度降低汽車重量，汽車材料在發(fā)展中要進一步擴展鈦、鋁等材料的發(fā)展空間。

2、改進行駛過程中產(chǎn)生的阻力因素。汽車在正常路面行駛過程中一般主要來包括兩方面的阻力，一是空氣阻力，此阻力的出現(xiàn)會對發(fā)動機產(chǎn)生較大消耗，對此，汽車在進行外觀設計時要充分考慮到空氣阻力因素存在，以流線元素為設計要點，這樣不僅可以提升外在美觀性，還可以減少在實際行駛中產(chǎn)生的阻力影響。另一方面是滾動摩擦阻力，在此方面設計時既要考慮汽車行駛安全性特點，又要考慮摩擦力因素，在輪胎材料選取中要找準合適的原材料。

3、空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)化節(jié)能設計。目前市場上所運用的空調(diào)制冷方式多為蒸氣壓縮技術，以發(fā)動機帶動壓縮機，這就表明汽車在行駛中開啟空調(diào)制冷系統(tǒng)時，會對發(fā)動機的工作造成一定影響，進而增加油耗。在此系統(tǒng)的發(fā)展研究中，要以節(jié)能優(yōu)化為主要方面，用新型高效壓縮技術替代傳統(tǒng)技術，實現(xiàn)對壓縮機運行中的節(jié)能。

5 結語

綜上所述，新能源節(jié)能動力汽車是目前汽車領域的重要發(fā)展方向，隨著汽車領域相關技術的發(fā)展，未來必將會有更多的新能源代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油，從過度依賴逐漸轉向能源供給多元化。從電工電子技術設計方面分析，由計算機精準控制供油、燃油壓力等工作指標的新概念動力汽車正在普及，現(xiàn)代電工電子控制及時實現(xiàn)了在動力汽車領域的全面應用，且隨著技術的發(fā)展與研究在逐漸趨于完善。

基金項目：2020年第一批崇左市科技計劃項目（自籌課題）《新能源汽車新型 CNG 動力節(jié)能控制系統(tǒng)關鍵技術研發(fā)》合同編號：崇科攻2020005。

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作者簡介

諸葛橋忠：（1988.08—），男，漢族，廣西桂林人。研究生學歷，講師。