新能源汽車技術(shù)原理和相關(guān)技術(shù)探究

余加亮 陳德唐

茂名交通高級(jí)技工學(xué)校 廣東省茂名市 525000

新能源電動(dòng)汽車主要是當(dāng)前國內(nèi)推廣應(yīng)用力度較大的一種能源車型，其所能產(chǎn)生的大氣污染相對(duì)較少，與發(fā)達(dá)國家的對(duì)新能源清潔節(jié)約優(yōu)惠政策等相互呼應(yīng)，具有相對(duì)比較廣闊的未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展應(yīng)用空間。但是不可否認(rèn)，新能源電動(dòng)汽車生產(chǎn)運(yùn)行管理過程中還可能存在一定的一些常見故障，要求汽車相關(guān)技術(shù)人員必須時(shí)刻加強(qiáng)高度重視，采取合理安排措施及時(shí)解決該車各類常見問題。

1 新能源汽車的類型

新能源汽車與其他傳統(tǒng)的新能源電動(dòng)汽車最為顯著的優(yōu)勢就是其完全突破了傳統(tǒng)能源汽車應(yīng)用的技術(shù)局限性，通過廣泛應(yīng)用各種新能源技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)能源應(yīng)用消耗量的合理化和縮減，這不僅能夠?yàn)槲覈囆袠I(yè)的長遠(yuǎn)未來發(fā)展、規(guī)劃提供積極有效的技術(shù)助推和動(dòng)力，更有效維護(hù)汽車生態(tài)平衡，有利于創(chuàng)健康、環(huán)保的汽車生態(tài)環(huán)境，基于此，新能源汽車在關(guān)鍵技術(shù)水平方面也相對(duì)應(yīng)當(dāng)多少有所謂的優(yōu)化，尤其它是能效驅(qū)動(dòng)及混合動(dòng)力系統(tǒng)控制關(guān)鍵技術(shù)，只有這種技術(shù)水準(zhǔn)與當(dāng)前新能源電動(dòng)汽車高度緊密契合，才能真正促使其能效驅(qū)動(dòng)作用得到充分發(fā)揮，為未來新能源汽車的廣泛推廣、應(yīng)用提供必要助力。就目前而言純低碳經(jīng)濟(jì)車的發(fā)展逐漸已經(jīng)成為汽車主流發(fā)展趨勢，而目前新能源汽車的不斷出現(xiàn)則認(rèn)為是一項(xiàng)迎合汽車發(fā)展市場需求的重要政策舉措，對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)以及原理應(yīng)用進(jìn)行深入探討顯然意義重大。從當(dāng)前汽車市場行情情況來看，新能源汽車根據(jù)駕駛功能及使用動(dòng)力的不同，主要由純動(dòng)力電動(dòng)汽車、混合燃?xì)鈩?dòng)力燃油汽車及燃料電池三種技術(shù)類型共同發(fā)展組成。

2 新能源汽車技術(shù)的原理

2.1 內(nèi)部驅(qū)動(dòng)部分

汽車內(nèi)部動(dòng)力的主要能量來源部分是內(nèi)部動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的部分，傳統(tǒng)電動(dòng)汽車中所采用的燃油動(dòng)力內(nèi)部驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)是通過汽車發(fā)動(dòng)機(jī)燃油汽缸內(nèi)的活塞驅(qū)動(dòng)做功，主要部分是汽車依靠一臺(tái)燃油引擎提供內(nèi)部能量，新能源電動(dòng)汽車與其他傳統(tǒng)電動(dòng)汽車不同，采用的材料是一種鋰電池材料來主動(dòng)提供內(nèi)部能量，新能源電動(dòng)汽車的內(nèi)部動(dòng)力系統(tǒng)主要部分是靠利用鋰電池、電機(jī)、電控系統(tǒng)來對(duì)內(nèi)部電力系統(tǒng)進(jìn)行能量傳輸和電能轉(zhuǎn)化，以此動(dòng)力作為推動(dòng)汽車正常行駛的主要驅(qū)動(dòng)力。

2.2 外部驅(qū)動(dòng)部分

除了內(nèi)部汽車動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)控制系統(tǒng)能源的不同，新一代能源汽車與對(duì)于傳統(tǒng)能源電動(dòng)汽車最大的不同就之處就是在于本身沒有采用汽車外部手動(dòng)操控系統(tǒng)控制操作程序，傳統(tǒng)能源電動(dòng)汽車在外部動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制上面所能夠采用的主要方式是單向程序控制，汽車內(nèi)部所有的手動(dòng)控制操控系統(tǒng)控制操作單元都極有可能因?yàn)樾枰耆揽繉?duì)于汽車外部司機(jī)的手動(dòng)監(jiān)控操作系統(tǒng)才能進(jìn)行實(shí)時(shí)自動(dòng)控制，汽車本身沒有自我啟動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的操作能力，而對(duì)于新一代能源傳統(tǒng)汽車，能夠?qū)鹘y(tǒng)汽車內(nèi)部的全操控手動(dòng)控制系統(tǒng)模式進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展并完全智能和自動(dòng)化的，從而可以實(shí)現(xiàn)車輛能夠?qū)崟r(shí)自動(dòng)監(jiān)控對(duì)于駕駛運(yùn)行供應(yīng)狀態(tài)和汽車內(nèi)部動(dòng)力系統(tǒng)資源正常供應(yīng)狀態(tài)操控控制系統(tǒng)，智能化的手動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)操作也同樣會(huì)大大減少對(duì)于資源供應(yīng)利用率和損耗。

3 新能源汽車技術(shù)現(xiàn)狀

3.1 新能源汽車的電池問題

電池是新能源汽車運(yùn)行的原動(dòng)力，但是在新能源汽車在運(yùn)行的時(shí)候，電池組之間還是會(huì)相互的影響，極大程度地縮短了電池的使用期限。并且現(xiàn)如今新能源汽車的電池是一次性的，因此需要定期更換的，所以前期也會(huì)花費(fèi)較大的資金來進(jìn)行維護(hù)，而且這個(gè)不利因素也會(huì)影響其新能源汽車的發(fā)展。因此需要有關(guān)政府部門加大對(duì)這方面的資金投入和政策方面的更新，這樣才能促進(jìn)新能源汽車在未來的推廣以及應(yīng)用。另外，新能源汽車系統(tǒng)中的一些電氣設(shè)備也可能會(huì)消耗掉很多的車池電能，如果汽車用戶只是需要長期使用一輛新能源汽車或者進(jìn)行一些長途旅行，新能源汽車就有可能并不需要具備這么強(qiáng)的電池續(xù)航行駛能力。并且使用新能源汽車在遇到車輛超速行駛或者高速公路行駛的情況時(shí)候，其他的動(dòng)力性能就會(huì)迅速響應(yīng)的非常緩慢，從而嚴(yán)重影響道路交通安全。

3.2 新能源汽車的充電問題

現(xiàn)如今，我國目前新能源電動(dòng)汽車的市場總產(chǎn)量和銷量已經(jīng)接近一百萬，但是現(xiàn)在全國各省范圍內(nèi)，建設(shè)和已完成的汽車充電轉(zhuǎn)換樁變電站僅有不到五千座，充電樁只有不到把萬個(gè)，車充電樁的使用比例嚴(yán)重出現(xiàn)失衡，根本上就不能完全滿足未來新能源汽車的公共充電應(yīng)用需求，這在很大程度上直接限制了未來新能源汽車在我國的商業(yè)推廣和應(yīng)用發(fā)展。對(duì)于目前現(xiàn)有的公共充電樁資源看來，存在著嚴(yán)重的電源分布不均衡使用問題，很多公共充電樁都需要設(shè)置在大型酒店、醫(yī)院或者大型商場等高層建筑的公共充電停車場中，私家車輛的車主們所希望將停車地點(diǎn)設(shè)置在小區(qū)的公共停車場，但是由于這些私家車在停車位的機(jī)會(huì)設(shè)置受到小區(qū)物業(yè)的嚴(yán)格限制，很多小區(qū)都沒有自主設(shè)置公共充電樁，這就直接導(dǎo)致自主建成的公共充電樁實(shí)際使用率低，而那些需要自主建設(shè)很多充電式車樁的公共區(qū)域卻沒有設(shè)置充電式車樁的這種現(xiàn)象，從而大大降低了我國消費(fèi)者的自主購買汽車積極性，限制了未來新能源電動(dòng)汽車的我國推廣和應(yīng)用發(fā)展。

4 新能源汽車相關(guān)技術(shù)分析

4.1 純電動(dòng)汽車

純電動(dòng)汽車主要使用的方式是將夜間電力作為驅(qū)動(dòng)的運(yùn)行方式，有的純電動(dòng)汽車將電動(dòng)機(jī)直接安裝在一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的艙內(nèi)，有的純電動(dòng)汽車直接就是使用發(fā)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，還有的將電動(dòng)車輪直接當(dāng)作或者是搭載電動(dòng)機(jī)的一個(gè)轉(zhuǎn)子輪來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)運(yùn)行，這其中的主要技術(shù)點(diǎn)和難點(diǎn)主要在于使用電力氣體儲(chǔ)存處理技術(shù)。純電動(dòng)汽車不會(huì)排放、放射出一些直接污染大氣的有危害化學(xué)氣體，并且由于火力發(fā)電廠一般都是建立在距離我們居住區(qū)和人群較遠(yuǎn)的一些地方，這樣對(duì)我們?nèi)祟惤】诞a(chǎn)生的實(shí)際經(jīng)濟(jì)傷害就比較小。純電動(dòng)汽車在使用夜間電力作為能源的運(yùn)行過程中，可以做到充分利用晚間的電力，因此用電能源低谷在此時(shí)期可以開展電力充電維護(hù)工作，這樣也就能夠直接使得純電動(dòng)汽車自身的電力發(fā)電設(shè)備在白天能夠保持良好的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電效果。此外，純正的電動(dòng)汽車主要是可以通過白天消耗大量電力作為能源從而進(jìn)行電力驅(qū)動(dòng)，可大大減少電力能源消耗，降低其運(yùn)行驅(qū)動(dòng)汽車過程中所需要產(chǎn)生的大量二氧化碳。

4.2 混合動(dòng)力汽車

混合能源動(dòng)力類型汽車顧名思義是其動(dòng)力源的來源以一種混合動(dòng)力形式表現(xiàn)為一種主導(dǎo)，基于對(duì)于高新能源和傳統(tǒng)動(dòng)力汽車兩種能源的有機(jī)合理結(jié)合，可以將其結(jié)合看成不僅是實(shí)現(xiàn)新舊能源汽車技術(shù)類型融合過渡的重要典型代表，對(duì)于新能源動(dòng)力汽車具有顯著的綜合應(yīng)用發(fā)展優(yōu)勢，但是在相關(guān)技術(shù)應(yīng)用方面仍舊仍然存在很多不足并且急需加以完善，再加之目前新能源動(dòng)力汽車的應(yīng)用行業(yè)市場規(guī)模并不能完全達(dá)到國家預(yù)期應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，這就在一定很大程度上直接限制了對(duì)于新能源汽車的適用發(fā)展，但是現(xiàn)在如今的市場中，對(duì)于混合能源動(dòng)力類型汽車則更易被購車人們所廣泛接受，因此，該類類型汽車的適用發(fā)展效果更為良好。對(duì)于混合能源動(dòng)力類型汽車雖然仍舊以電和燃料發(fā)電為兩種主導(dǎo)主要驅(qū)動(dòng)力，但是同時(shí)它還配備了風(fēng)力發(fā)電機(jī)等裝置，這就等于使得該類汽車不僅具備了兩種主要驅(qū)動(dòng)力，將二者高效率的銜接，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力能源輸出消耗量的合理適度縮減，動(dòng)力能源輸出應(yīng)用效果也將大大得到提升，相對(duì)的將對(duì)于混合能源動(dòng)力類型汽車的各種技術(shù)應(yīng)用原理類型進(jìn)行更為細(xì)致的合理分類，因此在未來也可以采用更多的技術(shù)來促進(jìn)其發(fā)展的進(jìn)步。

4.3 燃料電池汽車

燃料電池驅(qū)動(dòng)汽車以生物化學(xué)上的能量利用為驅(qū)動(dòng)主導(dǎo)，其主要技術(shù)工作是：由于空氣或水中的大量氧氣在與離子電池材料中的各種氫氣分子發(fā)生直接相互接觸的同時(shí)會(huì)使之產(chǎn)生一種化學(xué)反應(yīng)，將其氫氣作為化學(xué)能量就有可能直接驅(qū)動(dòng)一輛汽車。目前燃料電池汽車的各種動(dòng)力系統(tǒng)往往較為復(fù)雜，各個(gè)動(dòng)力部分之間往往需要通過相互配合才可以促使各種能量系統(tǒng)得以充分積聚及有效傳遞，最終形成各種驅(qū)動(dòng)力為延長汽車的環(huán)保使用壽命提供一個(gè)基礎(chǔ)動(dòng)力保障。利用燃料電池驅(qū)動(dòng)汽車最為重要的動(dòng)力結(jié)構(gòu)組成部件就是汽車動(dòng)力系統(tǒng)蓄電池及燃料電機(jī)，由于利用燃料電池驅(qū)動(dòng)汽車是基于在傳統(tǒng)的舊能源及清潔新能源之間，因此，傳統(tǒng)的汽車燃料電池裝置也是必不可少的。從當(dāng)前利用燃料電池驅(qū)動(dòng)汽車的環(huán)保使用體驗(yàn)情況分析來看，適用性較強(qiáng)，消費(fèi)者的環(huán)保使用汽車體驗(yàn)普遍良好，這主要是因?yàn)樵擃愲姵仄嚥粌H能夠?qū)η鍧嵭托履茉串a(chǎn)品進(jìn)行能效最大化綜合利用，提升環(huán)保使用效果。

5 汽車節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

5.1 壓燃技術(shù)應(yīng)用

汽車實(shí)際上的應(yīng)用還在發(fā)展中的過程中，往復(fù)式點(diǎn)燃柴油機(jī)和內(nèi)燃機(jī)一直認(rèn)為是其傳統(tǒng)汽車內(nèi)部動(dòng)力安全維持系統(tǒng)支撐的主要點(diǎn)燃驅(qū)動(dòng)動(dòng)力設(shè)備；并且因其針對(duì)傳統(tǒng)汽車所用燃料的不同，其具體的空氣壓縮柴油點(diǎn)火器和點(diǎn)燃驅(qū)動(dòng)方式也很有可能因此存在較大技術(shù)差異。具體而言，活塞自動(dòng)伸縮壓燃自動(dòng)點(diǎn)火方式是目前傳統(tǒng)內(nèi)燃柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的主要自動(dòng)壓縮壓燃點(diǎn)火方式點(diǎn)燃驅(qū)動(dòng)方式，而新型內(nèi)燃機(jī)車汽油則同樣可以直接采用燃油火花塞自動(dòng)伸縮壓燃點(diǎn)火的方式點(diǎn)燃，該方式也可用來直接進(jìn)行內(nèi)燃汽車內(nèi)部動(dòng)力系統(tǒng)支撐器的驅(qū)動(dòng)。柴油振動(dòng)活塞點(diǎn)火伸縮壓燃的活塞點(diǎn)火控制方式在大大提高通用燃油活塞燃燒機(jī)的效率上雖然已經(jīng)具有突出性的技術(shù)效益優(yōu)勢，然其降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)引擎動(dòng)力渦流振動(dòng)增壓放大較小幅度和高速汽車引擎噪音相對(duì)較大；相對(duì)而言，火花塞點(diǎn)火在降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)引擎動(dòng)力增壓振動(dòng)和高速汽車引擎噪音控制等兩個(gè)技術(shù)方面已經(jīng)分別進(jìn)行了較大幅度優(yōu)化，整體效益較好。柴油動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)活塞壓燃驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)技術(shù)也就是它主要是基于現(xiàn)代汽油利用活塞驅(qū)動(dòng)伸縮壓燃和利用汽油驅(qū)動(dòng)火花塞伸縮壓燃驅(qū)動(dòng)點(diǎn)火而逐漸發(fā)展興起的一種新型柴油動(dòng)力系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)壓燃點(diǎn)火系統(tǒng)技術(shù)。從實(shí)際開發(fā)應(yīng)用以及實(shí)現(xiàn)優(yōu)化過程中的發(fā)展趨勢來看，其在整車汽油燃料混合可燃?xì)怏w的快速壓縮點(diǎn)燃以及點(diǎn)火處理方式的廣泛應(yīng)用下，使得用于汽車所用燃料的汽油混合氣體壓縮點(diǎn)燃油耗比迅速優(yōu)化得到極大提高，有效的大大度地保證了利用汽車原料燃油的能源綜合利用和高效率。同時(shí)，在實(shí)際技術(shù)應(yīng)用不斷發(fā)展中的過程中，其技術(shù)大大降低了目前傳統(tǒng)內(nèi)燃汽車使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫焚燒汽車燃油時(shí)的輻射釋放溫度，進(jìn)而在不斷完善優(yōu)化傳統(tǒng)汽車柴油燃料箱的降低燃燒燃油輻射釋放溫度的技術(shù)基礎(chǔ)同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了汽車燃料箱的輻射熱量和能量自動(dòng)傳遞的有效和全自動(dòng)控制。另外，點(diǎn)火方便，污染氣體排放嚴(yán)重程度較小等都已經(jīng)成為是其實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用的主要關(guān)鍵技術(shù)，但優(yōu)勢之處不足所在。

5.2 混合動(dòng)力技術(shù)應(yīng)用

混合動(dòng)力技術(shù)在目前對(duì)于新能源混合動(dòng)力汽車應(yīng)用領(lǐng)域的柴油綜合技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，且綜合動(dòng)力技術(shù)在其應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展較為成熟。其中通用汽油與兩種通用渦輪電動(dòng)機(jī)混合動(dòng)力技術(shù)混合、柴油與兩種通用渦輪電動(dòng)機(jī)混合動(dòng)力柴油混合汽車技術(shù)應(yīng)用是其較為成熟的兩種柴油綜合技術(shù)應(yīng)用汽車技術(shù)發(fā)展形勢。具體而言，在目前汽油混合與新能源動(dòng)力柴油汽車綜合技術(shù)的強(qiáng)大基礎(chǔ)支撐下，電動(dòng)機(jī)組的變速控制系統(tǒng)和通用柴油渦輪發(fā)電機(jī)組的制動(dòng)響應(yīng)系統(tǒng)仍然能夠同時(shí)得以有效率地緊密結(jié)合，其應(yīng)用可以直接使得在純電動(dòng)汽車的最大扭矩爆發(fā)力和制動(dòng)響應(yīng)能力更高，進(jìn)而在電動(dòng)汽車處于高速運(yùn)行和在行駛中的過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出扭矩能夠進(jìn)入高速輸出并在控制系統(tǒng)過程中也能夠得以有效進(jìn)行控制，其在有效率地保證了純電動(dòng)汽車穩(wěn)定性和高速運(yùn)行的制動(dòng)性能同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)汽車混合能源系統(tǒng)綜合利用消耗量的不斷大幅度地降低，因而具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

6 結(jié)束語

綜上所述，通過對(duì)我國新能源驅(qū)動(dòng)技術(shù)的基本原理以及電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)的深入探討也就能夠?yàn)槟壳笆忻嫔系男乱淮茉醇夹g(shù)研究開發(fā)工作提供新的理論指導(dǎo)，讓我國新能源電力汽車驅(qū)動(dòng)技術(shù)不斷的取得創(chuàng)新和不斷發(fā)展，更好的能夠適應(yīng)我國現(xiàn)代電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展需求。