(德宏職業(yè)學(xué)院,云南 德宏 678400)
作為最偉大的一項(xiàng)工程技術(shù)發(fā)明,汽車(chē)為社會(huì)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的發(fā)展,做出了極為重要的貢獻(xiàn)。隨著汽車(chē)產(chǎn)品需求的日益增長(zhǎng),其日益凸顯出的嚴(yán)峻的交通、環(huán)境和能源問(wèn)題,需要人們科學(xué)、合理、快速的解決。因此,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展,備受社會(huì)各界的關(guān)注。
混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),是將汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)與輔助動(dòng)力進(jìn)行有效的結(jié)合,使二者的動(dòng)力優(yōu)勢(shì)得到更加有效的發(fā)揮,并同時(shí)為汽車(chē)提供所需的動(dòng)力;發(fā)動(dòng)機(jī)所具備的運(yùn)轉(zhuǎn)能力與電動(dòng)機(jī)的環(huán)保特性進(jìn)行充分的結(jié)合,使兩者的工作效率達(dá)到最大化,且具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)階段,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)主要的驅(qū)動(dòng)方式有三種:分別是串聯(lián)、并聯(lián)以及混聯(lián)三種類(lèi)型。這三種驅(qū)動(dòng)方式各具優(yōu)劣。串聯(lián)式的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),其驅(qū)動(dòng)力只依靠電動(dòng)機(jī),它的發(fā)動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)同時(shí)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)為汽車(chē)提供動(dòng)力。并聯(lián)式的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),它的發(fā)動(dòng)機(jī)及電動(dòng)機(jī)可同時(shí)或單獨(dú)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。混聯(lián)式的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē),則需要將串聯(lián)式與并聯(lián)式進(jìn)行結(jié)合,使汽車(chē)可以在雙模式下進(jìn)行任意的切換工作。
(1)電池以及相關(guān)的電池管理系統(tǒng)。首先,混合動(dòng)力汽車(chē)的電池在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),處于一種非周期性的充、放電循環(huán)狀態(tài)。因此,蓄電池一直處于工作的狀態(tài);所以,混合動(dòng)力汽車(chē)所需的電池不僅能量密度要高,且也需要具有較高的功率密度,使電池的使用壽命得到進(jìn)一步的提升。其次,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)所用電池的壽命、充放電的效率以及內(nèi)阻等功能,受電池充、放電速度、電流大小以及實(shí)際的汽車(chē)工作狀況等多種因素的影響。現(xiàn)階段,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的電池技術(shù)被局限在電池恒流特性中,存在著極大的技術(shù)開(kāi)發(fā)與發(fā)展空間。
(2)發(fā)動(dòng)機(jī)改進(jìn)技術(shù)。在混合動(dòng)力汽車(chē)系統(tǒng)中,因可將發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀況控制在所需范圍內(nèi);所以,利用特定的范圍對(duì)其運(yùn)行狀況進(jìn)行一定的設(shè)計(jì),使發(fā)動(dòng)機(jī)的性能得到提升。發(fā)動(dòng)機(jī)處于能量轉(zhuǎn)換的第首要位置;在混合動(dòng)力汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程是:首先,發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)工作運(yùn)行;其次,發(fā)電機(jī)的運(yùn)行,帶動(dòng)起電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn);之后,電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能;最后,電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。在上述轉(zhuǎn)換過(guò)程中,能量一直存在其中。
(3)控制系統(tǒng)的優(yōu)化技術(shù)。混合動(dòng)力汽車(chē)的控制系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)需要對(duì)兩個(gè)核心問(wèn)題進(jìn)行解決:其一,對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)作模式進(jìn)行調(diào)整,即如何根據(jù)實(shí)際的工作情況,進(jìn)行合理駕駛。其二,在運(yùn)行的情況下,對(duì)所產(chǎn)生的動(dòng)力進(jìn)行合理的分配,即對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率進(jìn)行分配,使汽車(chē)達(dá)到一種較為理想的工作狀態(tài)。隨著進(jìn)一步對(duì)控制系統(tǒng)的深入研究,它不僅需要最新的控制理論和方法,還應(yīng)將控制方法與汽車(chē)的性能進(jìn)行有效的結(jié)合,進(jìn)而可以對(duì)汽車(chē)性能進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,提高汽車(chē)的適應(yīng)能力,使混合動(dòng)力汽車(chē)更加接近完善。
(4)能量回收制動(dòng)技術(shù)。在混合動(dòng)力汽車(chē)進(jìn)行制動(dòng)時(shí),可以對(duì)其中的一部分動(dòng)力進(jìn)行儲(chǔ)存,并可以被再次使用,能源的使用效率因此得到提升,進(jìn)而混合動(dòng)力汽車(chē)的能源損耗率得到了有效的降低。混合動(dòng)力汽車(chē)的制動(dòng)能力受車(chē)速、電機(jī)功率以及電池狀態(tài)等因素的影響。怎樣在使車(chē)輛制動(dòng)性能得到滿足的前提下,提高汽車(chē)的制動(dòng)能量回收使用效率,是現(xiàn)階段混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。
混合動(dòng)力系統(tǒng)具有熱能與電能的優(yōu)勢(shì),這類(lèi)混合動(dòng)力汽車(chē),與傳統(tǒng)的汽車(chē)相比較,混合動(dòng)力汽車(chē)不但使熱能與電能可以進(jìn)行合理的應(yīng)用配置,還降低了能源損耗與廢氣污染物的排放。首先,發(fā)電機(jī)為混合動(dòng)力汽車(chē)提供主要的動(dòng)力,電動(dòng)機(jī)進(jìn)行輔助作用,兩種混合動(dòng)力的有效應(yīng)用使汽車(chē)自身的經(jīng)濟(jì)性能得到有效的提升。其次,由于電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用,減輕了發(fā)動(dòng)機(jī)所承擔(dān)的負(fù)荷,這使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的噪音得到了一定的控制。第三,可以對(duì)加油站進(jìn)行改裝升級(jí),使其可以對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)的能源添加需求得到滿足,不需要另建新的能源提供場(chǎng)所。
現(xiàn)階段,混合動(dòng)力汽車(chē)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是兩種動(dòng)力結(jié)合使用,清潔環(huán)保,能源消耗率低,且動(dòng)力性能良好。但由于汽車(chē)種類(lèi)較多,其所需配件、采用的工藝也不完全相同,因此,制造商還應(yīng)進(jìn)一步發(fā)展并改進(jìn)相關(guān)的技術(shù)與電池性能。由于汽車(chē)在加速時(shí),極易被所產(chǎn)生的熱能影響,因此,在未來(lái)的技術(shù)發(fā)展中,應(yīng)對(duì)熱能發(fā)電機(jī)進(jìn)行重點(diǎn)研究。
(1)成本問(wèn)題。混合動(dòng)力汽車(chē)與傳統(tǒng)汽車(chē)相比,其成本較高,進(jìn)而導(dǎo)致混合動(dòng)力汽車(chē)的售價(jià)高于傳統(tǒng)汽車(chē),因此使混合動(dòng)力汽車(chē)在銷(xiāo)售方面,需要面對(duì)極大的壓力。混合動(dòng)力汽車(chē)若想在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中打敗對(duì)手,就必須提高自身的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力,提升性價(jià)比,降低所需成本。盡管購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)會(huì)有相關(guān)的補(bǔ)貼,但補(bǔ)貼較少。因此,為促進(jìn)混合動(dòng)力汽車(chē)得到更有效的發(fā)展,應(yīng)制定有關(guān)的政策,借此推動(dòng)其進(jìn)一步發(fā)展;在技術(shù)上采取有效策略,降低其制造成本,使混合動(dòng)力汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化越加完善。
(2)基礎(chǔ)配套設(shè)施存在問(wèn)題。由于混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展時(shí)間較短,普及率不高,導(dǎo)致其基礎(chǔ)配套設(shè)施,如充電樁等設(shè)置較少、分布不均衡、整體基礎(chǔ)設(shè)施的安裝較為落后,這導(dǎo)致購(gòu)車(chē)者更傾向于選購(gòu)傳統(tǒng)的汽車(chē)。
(3)大眾對(duì)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)的認(rèn)識(shí)不夠充分。混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)是一種新出現(xiàn)的事物,這使大眾以及潛在客戶對(duì)其性能、特點(diǎn)等并不了解,對(duì)汽車(chē)的安全等方面比較擔(dān)憂,這就造成了大眾與潛在客戶處于一種觀望的狀態(tài)。
(4)后續(xù)服務(wù)與保障不足。為使混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)迅速發(fā)展,不僅需要政府的政策支持、制造商的生產(chǎn)與技術(shù)支持,還需要相關(guān)的服務(wù)的支持。但由于現(xiàn)階段的混合動(dòng)力汽車(chē)缺乏完整的產(chǎn)業(yè)鏈,導(dǎo)致后續(xù)服務(wù)與保障不足,這在一定程度上對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)的發(fā)展產(chǎn)生了制約作用。
混合動(dòng)力汽車(chē)最為顯著的優(yōu)勢(shì)是清潔環(huán)保,且實(shí)用。因此,為促進(jìn)其相關(guān)技術(shù)得到充分的發(fā)展,就應(yīng)從混合動(dòng)力汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)入手,采用取長(zhǎng)補(bǔ)短的發(fā)展策略,對(duì)這類(lèi)汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行全面、充分的宣傳與普及,使更多的人對(duì)其優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了解。在此過(guò)程當(dāng)中,汽車(chē)制造商應(yīng)對(duì)汽車(chē)的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)進(jìn)行更為深入的分析,對(duì)電機(jī)的使用效率進(jìn)行研究,之后將內(nèi)燃機(jī)與電機(jī)的結(jié)合應(yīng)用進(jìn)行全面的分析研究,借此進(jìn)一步提升混合電動(dòng)汽車(chē)的使用性能、環(huán)保性能,以及經(jīng)濟(jì)性能。
盡管混合動(dòng)力汽車(chē)得到了充分的發(fā)展,但由于現(xiàn)階段大部分這類(lèi)汽車(chē)安裝了較為簡(jiǎn)便的動(dòng)力系統(tǒng)以及裝置,并安裝了電池,這使混合動(dòng)力汽車(chē)的制造成本加大,進(jìn)而對(duì)其普及造成了一定的影響。為使混合動(dòng)力汽車(chē)得到充分的普及,就必須解決其成本過(guò)高的問(wèn)題。為使成本有效地降低,可從電力設(shè)備與電池的成本為切入點(diǎn),使混合動(dòng)力汽車(chē)的成本得到有效的控制,進(jìn)而使消費(fèi)者接受混合動(dòng)力汽車(chē)。
為進(jìn)一步促使混合動(dòng)力汽車(chē)技術(shù)的有效發(fā)展,必須對(duì)汽車(chē)的設(shè)計(jì)、制造進(jìn)行調(diào)整與優(yōu)化;并對(duì)汽車(chē)內(nèi)部的系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),同時(shí)對(duì)其進(jìn)行更為合理的改進(jìn)。使混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)符合再生制動(dòng)所需的要求,以便對(duì)再生能源進(jìn)行利用,以便汽車(chē)的再生能源使用效率得到有效地提升,進(jìn)而推動(dòng)混合動(dòng)力汽車(chē)進(jìn)一步發(fā)展。
綜上所述,混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展與推廣,符合現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展以及環(huán)境需求。為使其相關(guān)技術(shù)得到進(jìn)一步的完善與發(fā)展,不僅需要政策的支持,還必須加快汽車(chē)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,這樣會(huì)使大眾對(duì)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充分的了解,以便進(jìn)行后續(xù)的普及工作。