低排放導向下新能源汽車節(jié)能控制技術及優(yōu)化

楊朋

（中通建設工程管理有限公司，北京 100089）

隨著近年來人均汽車擁有量的不斷上漲，能源緊張現(xiàn)象和環(huán)境壓力的不斷增大都是不容忽視的問題。為了能夠有效解決這些問題，新能源汽車得到了大力的推廣和使用，它不僅能夠有效的降低能耗，還可以在一定程度上減少汽車尾氣的排放，有效的緩解環(huán)境污染問題。所以，對新能源汽車的節(jié)能控制技術進行細致的研究并對其進行優(yōu)化是非常重要的。

1 新能源汽車節(jié)能技術的應用

就新能源汽車的節(jié)能技術而言，它主要可以應用于以下幾個方面。

首先，它可以對環(huán)境的質量帶來很大的提升。比如人們可以選擇電動汽車來替換汽油汽車，這樣會使環(huán)境質量得到極大的改善。在社會發(fā)展的新潮流下，人們越來越看重電力能源的無污染性，并將其極大程度的應用于日常生活之中。雖然電動汽車被大家廣泛的使用，但是它在具體的應用過程中也存在著一些不可避免的問題和不足之處，比如電動車的動力無法比擬汽油汽車或者柴油汽車。所以，隨著科學技術的不斷發(fā)展，研究出具有更大動力且無污染的電動汽車將成為必然趨勢。

其次，它比較符合我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略要求。所以，為了積極相應國家的要求，大力發(fā)展新能源汽車節(jié)能技術刻不容緩。目前，世界范圍內的能源危機情況越來越嚴重，所以要不斷擴大對新能源汽車節(jié)能技術的應用。

2 新能源汽車技能控制技術

2.1 電池系統(tǒng)控制技術

因為鋰離子電池一般產生能量比較高，具有高儲存能量密度，大約是普通電池的6～7倍。使用期限長，一般情況下它的使用壽命可達到6年或6年以上，磷酸亞鐵鋰為正極的電池用1CDOD充放，有可以使用10000次的記錄。額定電壓也較普通電池高，可以將其組成電池電源組。且它的自身質量比較低，大約是相同體積下鉛酸電池的五分之一或者六分之一。鋰離子電池也較普通電池來說更加生態(tài)環(huán)保，在它的生產、使用和報廢等一系列過程中，都沒有產生或散放出任何鉛、汞、鎘等有毒有害重的金屬元素和物質。而且鋰離子電池的整個生產過程基本不會對水產生消耗，這對于水資源稀缺的我們國來說，具有十分重要的意義。所以對整個汽車的使用性和經(jīng)濟成本以及環(huán)保角度等因素全面分析可以得出結論：使用鋰離子電池于新能源汽車的生產制造之中是最佳選擇。

2.2 汽車可變排量技術

因為傳統(tǒng)的燃油汽車中會排放大量的污染物，一般污染物中會含有很多不同種類的有毒有害物質，如一氧化碳、二氧化硫、含鉛化合物等。這些污染物自汽車尾氣排出并會一直排放至大氣中，同時會嚴重影響人們的身體健康，同時對自然環(huán)境造成極大的污染，帶來不可逆轉的危害。而且在當前我國的新能源汽車應用和推廣工作進行的都比較快，符合世界發(fā)展趨勢。所以，繼續(xù)推廣和應用新能源節(jié)能汽車符合我國現(xiàn)階段可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。傳統(tǒng)的舊能源一般以煤炭、石油為等污染性較大的能源為主，傳統(tǒng)的燃油汽車一般使用也是汽油或者柴油等污染性燃料。燃油汽車的大量使用在過去很長一段時間內對全球的自然環(huán)境帶來了很多不良的影響。如酸雨、大氣臭氧層遭到破壞，大量排放溫室氣體造成的全球變暖等，對全球自然環(huán)境造成了極為嚴重的污染。綜上，積極研發(fā)汽車的可變排量技術十分有必要，它能夠有效的減輕對自然環(huán)境的污染，切實保障人類的身體健康。這種技術還能有效減少汽車尾氣污染物的排放量，減輕對能源的大量消耗，起到保護自然環(huán)境的作用。

2.3 電驅動系統(tǒng)效率和優(yōu)化控制技術

低排放導向下新能源汽車主要由電動機為其提供動力，電機驅動系統(tǒng)的性能會對整個汽車的使用性能起到直接的影響。電動汽車系統(tǒng)要能夠支撐多次的停車、啟動、轉換速度、緊急制動等一系列使用過程，還需要對汽車正常運行時復雜多變的道路交通進行綜合考慮，包括雷雨天、盛夏、雨雪冰雹等一系列惡劣天氣的影響，還有坑洼、崎嶇等比較惡劣的道路狀況。另外，在可以達到一系列的行駛條件之后還需要在最大程度上有效地保證汽車駕駛操作人員以及車上乘客的人身安全和良好的乘車體驗。合理優(yōu)化永磁同步電機驅動系統(tǒng)的效率，一般可以分為三個部分：從電機自身關于電磁的一系列設計、它的制造技術和制造所應用的原材料進行分析，不斷研發(fā)具有高效率和高能量的電機。然后對脈寬調制技術進行不斷地完善，有效的減輕大功率開關構件上的能量消耗，最終達到有效加強逆變器的整體效率的目的。減輕電機變頻器產生電壓的諧波含量，例如可以應用空間矢量脈寬調制技術，可以減輕電壓中的諧波含量，促使電機驅動系統(tǒng)的整體效率得到一定程度的提升。最后，需要開發(fā)適用電機本身的的控制系統(tǒng)，在能夠有效滿足電機正常運行的情況下極大程度的降低直流側的功率的引入，成功實現(xiàn)電機驅動系統(tǒng)的運行效率的提升。

關于新能源汽車電驅動系統(tǒng)的電路圖一般如圖1所示。電路系統(tǒng)中，電力電子控制器（PEU）它包括兩部分：DCDC變化器（又稱直流變化器）和它的逆變部分。逆變部分又包括兩個分支：DCAC變換器和ACDC變換器。如果想要有效提高電驅動系統(tǒng)的工作效率，需要使電驅動系統(tǒng)保持在高速度運轉和低負荷的情況下。所以，一般會采用多個電機共同使用的方法，使得每一個電機所承受的負荷都比較小，從而使電驅動系統(tǒng)的使用效率得到提升。

圖1 新能源汽車電驅動系統(tǒng)電路示意圖

3 低排放導向下新能源汽車的未來展望和優(yōu)化策略

大力發(fā)展和使用新能源汽車可以有效的達到節(jié)能減排的目的。升級前的能源汽車關于能源的有效使用率一般較低，大概在30%～40%之間。而新能源汽車升級之后的電驅動系統(tǒng)對能源的有效使用率遠遠高出傳統(tǒng)能源汽車，在正常情況下一般可以達到85%及以上。所以，我國的新能源汽車的有效利用率要遠高于一般的燃油汽車，高出使用效率大概在45%～55%范圍內。其中，關于環(huán)保方面，新能源汽車對二氧化碳的排放量可以減少至40%及以上。新能源汽車自身對環(huán)境污染非常小、對能源的有效利用率比較高以及政府的大力支持等因素，使得新能源汽車的轉型之路順利。下面開始對新能源汽車在推廣和應用中遇到的幾個問題進行思索。

第一點，關于新能源汽車人工成本較高且呈現(xiàn)不斷上漲狀態(tài)的問題，現(xiàn)階段，還無法有效的降低人工成本。

第二點，在現(xiàn)階段我國的新能源汽車車型有限。這就需要我國的相關企業(yè)不斷引用先進技術，對新能源汽車的車型進行進一步研究和設計，促使產品可以不斷地升級，使得新能源汽車可以廣泛的應用于人們的日常生活之中，并且未來也繼續(xù)不斷地開發(fā)和應用。

第三點，對于新能源汽車的造價成本過高的問題，可制定一系列的政策或措施來有效減輕相關費用，降低人們的經(jīng)濟負擔，使得新能源汽車可以被更多的人民群眾應用到日常生活之中。

最后一點，相關部門應盡快出臺相關政策，鼓勵新能源汽車的發(fā)展和使用。對于一些積極引進新能源汽車的城市給予政策和資金上的大力支持，提高這些城市對引進新能源汽車的積極性。

4 結語

對新能源汽車進行不斷的研發(fā)和應用符合當前的社會發(fā)展要求，它不僅能夠有效的改善環(huán)境問題還可以大幅度的減輕對能源的消耗，并且為汽車產業(yè)的發(fā)展做出了貢獻。但是要實現(xiàn)新能源汽車的不斷發(fā)展和使用，還需要對其節(jié)能控制技術進行不斷地分析和進一步的優(yōu)化。