基于低排放導向的新能源汽車節能技術

汪欽　王春　李松焱

摘 要：國民經濟水平的不斷提升，使得擁有汽車的人群數量在逐漸上升，汽車需求增加的同時，能源短缺和環境污染問題也逐漸突出，而為了能夠應對這樣的情況，新能源汽車的應用將是未來汽車發展的趨勢。推廣使用新能源汽車，重要的是研發節能技術，使汽車的尾氣排放量降低，減少能耗，以降低環境污染。鑒于此，本文主要對基于低排放的新能源汽車節能技術有關內容進行了分析，以供參考。

關鍵詞：低排放 節能技術 新能源汽車

Energy-saving Technology for New Energy Vehicles based on Low-emission Orientation

Wang Qin，Wang Chun，Li Songyan

Abstract：With the continuous improvement of the national economy， the number of people who own cars is gradually increasing. While the demand for cars is increasing， the problems of energy shortage and environmental pollution have gradually become prominent. In order to be able to cope with this situation， the application of new energy vehicles will be the trend of future automobile development. To promote the use of new energy vehicles， it is important to develop energy-saving technologies to reduce vehicle exhaust emissions， reduce energy consumption， and reduce environmental pollution. In view of this， this article mainly analyzes the energy-saving technology of new energy vehicles based on low-emissions for reference.

Key words：low emission， energy-saving technology， new energy vehicles

近年來，我國人均擁有汽車的數量在不斷增加，使得能源以及環境的壓力逐漸增大，為了能夠實現可持續發展，汽車行業需要重點解決這兩大問題，新能源汽車的開發和應用已經是必然趨勢。在如今的社會環境下，汽車正在朝著智能化、低碳化方向發展，新能源汽車的技術水平在逐漸提升。積極開發節能技術，降低汽車尾氣排放，發展新能源來緩解能源和環境壓力，是汽車行業不斷努力的方向。

1 新能源汽車節能技術應用的重要性

傳統的汽車運行主要依靠燃油來提供動力，在燃油消耗的過程中，會產生較多有害物質，排放到大氣中，會造成環境污染，因此，新能源汽車的研發和應用得到推廣。新能源汽車中的節能技術應用，首先能夠使環境污染得到有效的緩解，汽車的動力消耗來源由燃油替換成鋰離子電池，汽車運行過程中，不會產生對環境污染的物質。而且在如今的社會環境下，人們的環保意識在逐漸加強，新能源汽車的使用量在逐漸提升，研究新能源汽車的節能技術，對于實現可持續發展有重要的幫助，在國家有關政策的支持下，新能源汽車的節能技術研發已經是必然趨勢，對于緩解能源短缺、降低環境污染問題有良好的作用。

2 能耗評估指標

新能源汽車在市場中的突出優勢就是環保、低能耗，為了能夠更好的研發節能技術，就要對新能源汽車的能耗評估指標進行分析。新能源汽車耗能主要就是通過電力驅動，使汽車獲得動力。而在其電力驅動系統中，主要的組成部分是電力發動機、電機控制器、能耗儲存器以及功率變換器等。汽車所獲得的驅動力是來自能耗儲存器中的電力，電力轉換為動能，然后通過變速器、驅動橋等傳輸，驅動汽車進行運轉。新能源汽車的能耗檢測主要是通過將電能和燃油消耗之間做等效換算，然后再對汽車的能耗情況進行評估。經過換算后，汽車的能耗情況以及節能現狀就能夠有一個了解。在電力驅動系統中，還有一個重要的能耗指標就是工作效率，因此一般在一些機電產品中都會標定其額定工作效率。但是新能源汽車的電力驅動系統運轉的環境較為復雜，轉速和力矩會有較大的變化波動，假定只通過工作效率來作為能耗評估指標，就會較為片面，所以，進行能耗評估時，還應當通過燃油等效消耗計算來進行評價，以使評估數據更加具有參考性。

3 新能源汽車節能控制技術

3.1 電池系統控制技術

新能源汽車主要應用鋰電池，這是由于鋰離子通常會較高的產生能量，有高儲能密度，比普通電池要高出5倍多，而且能夠使用的年限較長，如果是正常使用情況下，年限會達到6年以上，磷酸亞鐵鋰作為正極的電池進行充放電，有記錄超過1萬次。鋰電池的額定電壓較高，通常是以電池組的形式應用在新能源汽車中，質量非常輕，便捷性較高。鋰離子電池的環保性較高，使用過程中不會產生有害物質，因此，在新能源汽車中應用，從環保和節能的角度都具有優勢。

3.2 動能消耗控制技術

新能源汽車的節能技術中，重要的是對動能消耗的研究，而其中主要針對饋能特性進行分析。饋能特性指的是減震器在回收震動能量后，會將其轉換成汽車中的電能。而要實現這一轉換過程，可以通過相應的公式進行計算，通過饋能效率和饋能功率作為衡量標準。根據饋能特性的反映，新能源汽車在運行過程中，就不用再增加過多資源的使用，電力網和發電機組都不用再進行擴展。如果遇到電力網運轉效率較低時，即便是對功率和輸出進行增加，所產生的碳排放也是很低的，而且對環境的污染極低。新能源汽車由于具有饋能特性，在低峰值情況下運行，汽車自身也能夠進行充放電。汽車整體的電力系統在運作的過程中，有動能消耗，低峰值下汽車還能夠維持應有的能源效率。所以，新能源汽車的饋能特性，能夠使動能消耗得到良好的控制，汽車運行可以維持有足夠的能源存儲，使排放達到最小化。

3.3 電力驅動系統優化技術

傳統的汽車動能的消耗主要來自燃油，燃油過程中會出現大量的含鉛化合物、一氧化碳、二氧化硫等有害物質，排放到大氣中會污染環境，對人體健康也會產生危害，而新能源汽車的研發和應用，使燃油污染問題得到了較好的解決，也能夠使能源消耗得到降低。新能源汽車雖然具有環保性，但是也會相應的產生排放和能源消耗，同樣也要對其節能技術進行良好的研發。新能源汽車在運行過程中，主要就是動能耗損以及電力消耗，其中能源轉換主要依靠電力驅動系統，如果要對其能耗進行節約，同時還能夠保持汽車的正常運行，就需要對電力驅動系統進行深入分析。新能源汽車保持正常的驅動力下進行節能，需要對電力驅動系統中的永磁同步進行合理的優化。首先，電磁設計、所用材料以及制造技術等方面需要進一步研發，使電機能量和效率都能夠得到良好的提升。另外，關于脈寬調制技術需要進行優化，使汽車在運行過程中，大功率構件的能量消耗得到降低，從而使逆變器整體效率得到提高。同時，對電機變頻器產生電壓的諧波含量進行有效的降低，這可以通過使用空間矢量脈寬調制技術，最終使電力驅動系統的整體效率得到有效提升。再者，需要針對汽車自身的電機控制系統進行優化，汽車的制造商可以結合汽車電力驅動系統情況對其控制系統進一步研發，使汽車功率在保持良好狀態的情況下，減少直流功率流入，這樣系統在維持正常運行功率的狀態下實現節能。汽車電機驅動系統中，主要的構成有電力電子控制器。電力電子控制器又分為直流變化器和其逆變部分。為了能夠進一步提高電機驅動系統的工作效率，通常會在維持系統低負荷、高運轉狀態下使用多個電機一同工作，這樣電機單個所需要承受的負荷就會降低，進而使系統的效率得到提高。

4 新能源汽車節能技術中人才的培養

新能源汽車節能技術的研發，還有一個重要的問題就是人才培養。當下的時代，是知識經濟人才時代，節能技術開發需要有高素質人才的投入。新能源汽車本身就是具有環保、低能耗性能的科技產品，在開發、生產以及制造中都需要有大量的人才參與，這樣才能使汽車行業的發展長久穩定。因此，對于節能技術的研發同樣需要投入大量的專業化人才。在科技創新力度不斷加深的過程中，人才培養和儲備如果跟不上，就會使新能源汽車節能技術的發展進程受到一定的影響。所以，需要針對性的做出人才培養規劃，建立專業人才培養體系，使節能技術的研究進程和質量得到更好的提升。

5 基于低排放的新能源汽車技術發展趨勢

新能源汽車的推廣應用能夠有助于實現節能減排目標，實現社會可持續發展。以往的能源汽車在能源的利用率方面稍低，一般是在35%左右，而新能源汽車在經過優化升級后，電機驅動系統利用能源的效率大大提高，通常都能夠超過85%。也就是說，新能源汽車對能源的利用效率要高出傳統汽車40%以上，碳排放的降低就具有較大的潛力。由于新能源汽車能源利用率高、環保且國家對其扶持政策較好，所以，新能源汽車的發展和應用已經是未來發展趨勢。

從人工成本角度來看，是處在快速增長的狀態，如果單純從減少人工成本方面進行優化，不客觀且難度較大。如果使用低成本的勞動力顯然不能使生產得到良好的維持，可以積極的借鑒國際上的先進經驗，通過生產力的提高來進行優化，以使新能源汽車在市場中的競爭能力得到提高。另外，目前我國新能源汽車的種類比較少，汽車有關企業需要積極引入先進技術，加強技術科研力度，對車型以及結構進行創新設計和研發，使其升級速度加快，并且迅速在市場上進行投放，開發出各種類型的新能源汽車，以滿足大眾對汽車性能、功能的多樣化需求。再者，由于新能源汽車的科技含量較高，而且發展起步較晚，汽車的造價成本較高，未來需要加大技術的研發力度，降低產品生產制造的成本，通過一系列的優惠政策以及合理化的措施減少有關費用，使汽車的消費成本得到減輕，這樣新能源汽車的推廣應用才會更加順利。最后，有關部門需要對新能源汽車進行政策的發布，積極推進新能源汽車的使用和發展。

6 結語

總而言之，在如今的社會環境下，環保和節能減排已經是社會發展的重要方向，新能源汽車的開發和使用符合社會可持續發展戰略，而且是汽車行業發展的重要突破。在能源和環境壓力不斷加大的情況下，通過推廣使用新能源汽車，能夠降低能耗、減少環境污染，是汽車行業發展的良好趨勢。不過在未來的發展中，新能源汽車還需要進行技術的創新，對節能技術進一步深入研究。

江蘇省2020年度高校哲學社會科學研究項目：汽車新能源以及節能技術的應用探究，項目編號：2020SJA0807。

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