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1、新能源電動(dòng)汽車(chē)先進(jìn)技術(shù)及發(fā)展前景
摘要:近年來(lái)，我國(guó)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展迅速，在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也帶來(lái)了一系列問(wèn)題。汽車(chē)尾氣排放使得環(huán)境污染持續(xù)增加，對(duì)能源的快速消耗導(dǎo)致能源安全存在隱患。新能源電動(dòng)汽車(chē)的出現(xiàn)有效緩解了這些后果，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為新能源電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展提供了技術(shù)支撐。本文以新能源電動(dòng)汽車(chē)的先進(jìn)技術(shù)為中心，介紹目前常見(jiàn)技術(shù)并提出發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:新能源;先進(jìn)技術(shù);電動(dòng)汽車(chē)
傳統(tǒng)的汽車(chē)行業(yè)主要以汽油、柴油為動(dòng)力，隨著汽車(chē)普及程度的增加，汽車(chē)保有量大幅上漲，導(dǎo)致了兩個(gè)直接后果:石油資源過(guò)度開(kāi)采和汽車(chē)尾氣嚴(yán)重污染環(huán)境。新能源汽車(chē)的出現(xiàn)有效緩解了汽車(chē)行業(yè)的
2、困境。新能源汽車(chē)也成為未來(lái)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展方向，在發(fā)展過(guò)程中，新技術(shù)的使用和創(chuàng)新是不竭動(dòng)力。
一、新能源電動(dòng)汽車(chē)介紹
新能源汽車(chē)區(qū)別于傳統(tǒng)的以石油、柴油為動(dòng)力的汽車(chē)，以新能源作為汽車(chē)的動(dòng)力源。常見(jiàn)的新能源汽車(chē)有電動(dòng)汽車(chē)、氣體燃料汽車(chē)、生物燃料汽車(chē)等，這幾類(lèi)汽車(chē)的燃料和動(dòng)力裝置各有不同，但是都已進(jìn)行研發(fā)和推廣。目前，氣體燃料汽車(chē)已作為汽油燃料的輔助動(dòng)力加以推廣。本文以電動(dòng)汽車(chē)為對(duì)象，介紹常見(jiàn)的技術(shù)。電動(dòng)汽車(chē)在燃料和動(dòng)力裝置上的差異可分為純電動(dòng)汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池電動(dòng)汽車(chē)。
二、常見(jiàn)的電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)介紹
(一)增程式電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)
3、增程式電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)共由四部分組成，分別是動(dòng)力電池、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、增程器和整車(chē)控制系統(tǒng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力由動(dòng)力電池系統(tǒng)提供，動(dòng)力電池系統(tǒng)同時(shí)為增程器發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)提供反拖電流;取東西東驅(qū)動(dòng)由電機(jī)控制器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)組成，為車(chē)輛提供動(dòng)力輸出，控制車(chē)輛行駛;增程器將發(fā)電機(jī)的電為動(dòng)力電池充電;整車(chē)控制系統(tǒng)包括駕駛信息輸入接口、整車(chē)控制接口、動(dòng)力控制界都等部分組成。四部分共同構(gòu)成了增程式電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力提供系統(tǒng)。目前，通用volt采用1．4L四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，16(kW•h)電池，111kW電機(jī)，車(chē)重1700kg;傳祺REEV采用1L四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，13(kW•h)電池，40kW電機(jī)，車(chē)重
4、1635kg;奇瑞M1采用轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，20(kW•h)電池，30kW電機(jī)，車(chē)重1270kg;北汽E150采用0．8L二缸發(fā)動(dòng)機(jī)，13(kW•h)電池，20kW電機(jī)，車(chē)重1419kg。
(二)充電效率與熱管理
混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)有多重工作模式，在一般情況下，可選擇將增程器關(guān)閉，只保留電池提供動(dòng)力。這種情況下，既可以提高增程器功率輸出，又能根據(jù)功率補(bǔ)償方式延長(zhǎng)電池使用壽命。不同操作下，各部件的協(xié)調(diào)可以通過(guò)手動(dòng)實(shí)現(xiàn)，也可以通過(guò)模式的狀態(tài)識(shí)別實(shí)現(xiàn)。在電池SOC、動(dòng)力輸出產(chǎn)生變化時(shí)，充電效率也會(huì)發(fā)生變化。在驅(qū)動(dòng)機(jī)充放電、APU充電的雙重作用下，動(dòng)力電池的充放電頻
5、率明顯增加，電池老化明顯。同時(shí)，不同荷電情況下，溫度對(duì)電池的效率也存在明顯影響?？紤]到頻繁充放電和溫度對(duì)電池的影響，控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，需要特別注意電池組能效的管理。電池均衡設(shè)備和混合儲(chǔ)能系統(tǒng)是可選的方案。部分研究學(xué)者對(duì)最優(yōu)控制、遺傳算法等整車(chē)能力控制提出了設(shè)想，Richter等人已通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，在充分考慮動(dòng)力電池特性的情況下，增程器的存在能有將系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，續(xù)駛歷程和電池性均可得到相應(yīng)提升，合適的優(yōu)化策略能夠?qū)⑾到y(tǒng)效率提升10%-15%。
三、下一步研究方向
目前汽車(chē)廠(chǎng)商已投入大量精力對(duì)新能源汽車(chē)進(jìn)行研發(fā)創(chuàng)新，在研究過(guò)程中，以下幾個(gè)方面的問(wèn)題的解決將大大推進(jìn)新能源汽車(chē)的
6、發(fā)展進(jìn)程，應(yīng)得到特別關(guān)注:(1)如何進(jìn)一步提升能源轉(zhuǎn)換率。在純電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)中，增程式電動(dòng)汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于其他混合動(dòng)力汽車(chē)，但是在充電工況下，電流耦合的增程式電動(dòng)汽車(chē)還不能達(dá)到機(jī)械耦合混合動(dòng)力車(chē)型的水平。能源轉(zhuǎn)換率的提升仍存在很大空間，如何進(jìn)一步提升能源轉(zhuǎn)換率是新能源電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的核心問(wèn)題。不僅對(duì)車(chē)輛操作損耗產(chǎn)生影響，也關(guān)系到能源消耗、車(chē)輛運(yùn)行成本等問(wèn)題。(2)應(yīng)加強(qiáng)可拆卸式單元的應(yīng)用研究。安全、高效、通用性好的增程模塊涉及到增程單元通信的通用化，加強(qiáng)對(duì)增程單元的研究，可以提高車(chē)輛的自適應(yīng)性、動(dòng)力操控穩(wěn)定性等。對(duì)汽車(chē)行駛過(guò)程中的安全性、駕駛體驗(yàn)具有較大影響，加強(qiáng)對(duì)增程單元的研究可增強(qiáng)新能源電
7、動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，具有非常大的價(jià)值。(3)各項(xiàng)技術(shù)之間的整合．目前新能源汽車(chē)的研發(fā)正穩(wěn)步推進(jìn)，但是核心技術(shù)與微網(wǎng)、智能電網(wǎng)、車(chē)路協(xié)同等新技術(shù)的結(jié)合仍然存在較大的上升空間。增程式電動(dòng)汽車(chē)本身是一個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng)，由于存在充電需求，因此對(duì)電力的接入和控制都存在多種選擇，有助于汽車(chē)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化和靈活性。。在微網(wǎng)和大電網(wǎng)相結(jié)合的大背景下，各項(xiàng)技術(shù)與智能電網(wǎng)和車(chē)路協(xié)同控制的結(jié)合也是研究方向之一。
四、結(jié)語(yǔ)
隨著研究力度的不斷加大，技術(shù)水平的不斷提高，新能源汽車(chē)成本將不斷降低，能源利用率將持續(xù)提高，新能源電動(dòng)汽車(chē)代替?zhèn)鹘y(tǒng)然后車(chē)將是主流所向。然而，在此過(guò)程中，新能源電動(dòng)汽車(chē)的電池容量、充放電時(shí)間還不能完全滿(mǎn)足需要的階段，采用純電驅(qū)動(dòng)的增程式電動(dòng)汽車(chē)更加符合現(xiàn)實(shí)要求。我們要對(duì)新能源電動(dòng)汽車(chē)的各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行深入研究，限制車(chē)載充電的不良影響，持續(xù)提高電動(dòng)汽車(chē)的安全性、能源利用率和操作性，充分發(fā)揮充電能量的控制，使新能源電動(dòng)汽車(chē)更適應(yīng)駕駛，從而推動(dòng)新能源電動(dòng)汽車(chē)的普及。
參考文獻(xiàn):
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新能源電動(dòng)汽車(chē)先進(jìn)技術(shù)及發(fā)展前景
