新能源电动汽车研究

张烜赫

摘 要：作为发展中的国家，各领域的发展一直在不断的发展，有许多能源的开发也是必然的趋势，而有些能源的利用确实非持续发展，一旦将这些能源开采完变不复存在。而现在环境的改变让我们的思想也发生了改变，能源的不合理使用导致的环境问题便提上日程，其中碳排放不仅仅是我国关注的话题也是世界所探究的问题。在这种背景下，新能源电动汽车的研究就有极其重要的意义。我国在这方面的发展相对滞后，且付诸的行动范围小，但我们正朝着正确的方向前进，研究更适合时代发展更适合在环境中生存的方法。本文在进行详细研究后，就我国新能源电动汽车市场发展现状及路径、影响其发展的重要因素以及发展策略等几个方面做出论述。

关键词：电动汽车；电能；节能减排

在现实影响下，全球范围内的能源和资源在时代的演变中都或多或少的发生了质的改变，有些能源和资源面临着消失并永远不会出现，这种现象让各个国家看到了形势的严峻，在不同的领域去探索更合适的替代物或者让其资源能够更加合理的运用来减缓消失的速度。就目前来说，汽车作为对于能源消耗的重要因素，对于汽车今后的发展有很大的阻力，很多物件没有了能源的开发将会无法进行，对这一行业的后续影响深远。因为汽车的供应是大众的需求，各国的经济发展离不开各产业的发展，对此各国也都积极献策，制定汽车的节能减排标准，还给人们一个崭新的蓝天，就此新能源电动汽车应运而生。我国也在不断提出相关政策来推动新能源电动车的发展，在最大程度上降低能源消耗和碳排放量，为环保做出贡献。

1 我国新能源电动汽车发展现状

1.1 我国新能源电动汽车市场规模

在国家的大力扶持下和技术的不断研发推广，新能源电动汽车正逐渐普及到各大城市，运用到社会发展中，不仅仅是公共汽车，对于个人使用的汽车也在进行更新，而这种发展趋势让大家看到环境的改善，生活的质量也在不斷的提高，使得人们更加认可这个行业的发展，同时在新能源汽车的效益上也能够看出国家对这个新兴行业的支持力度和认同度，新能源电动汽车的发展在我国是有良好前景的。但这种好趋势并不能够代表着它的可持续发展，要明确的知道还有很多这方面的问题和不足，还有很多我们没有接触到的新知识新科技，需要研究人员的不断积累实验和开发等一系列的过程来缩小与时代进步的差距，要紧跟时代的步伐，将经济的发展带入一个新的历史时期，所以我们要做出更多的努力，真正促进新能源电动汽车的不断发展，提升市场规模。

1.2 我国新能源电动汽车的地域分布

现如今无论是一线城市还是更偏远的地区，对于新能源电动汽车的推广还是较为普及的，在大城市中有很多个人汽车也在使用新能源的汽车，公交汽车替换率基本达到最大值，但大量的使用仅仅是分片儿来划分，在东部和中部地区使用率要远远高于西部地区，这种规模足以表明各地区的经济发展是不同的，所以投入使用的情况也不同，因为西部地区对这种新能源电动车的发展无实际用处或者说经济制约着此模式的开展，这种运行模式也基本符合当前我国经济的发展分布。就此来看，我们想要推动新能源电动汽车的发展，也应当配合经济的发展，做到共同进步。

2 新能源电动汽车的关键技术

通常来说车身和底盘技术是汽车的通用技术，作为一个新兴技术，新能源的特有技术在于电池、电机和控制器的处理上，而这些特有技术也正是电动汽车能否打破市场的垄断，而成为一个受欢迎的行业的关键所在。

2.1 电池技术

电动汽车的使用要靠电池来驱动，也正因为如此，电池的作用便成为了发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量（E）、能量密度（Ed）、比功率（P）、循环寿命（L）和成本（C）等。到目前为止，电动汽车的电池经过了3代的发展，已经取得了突破性进展。第1代是铅酸电池，它的优点就在于好生产，投入低。实用强，所以即使作为第一代的电池仍为主流的生产的。第2代是碱性电池，由多种聚合物构成，它的优点在于性能比第一代有了大幅度的提升，但缺点在于因为是多种聚合物的产物，所以在投入生产时需要大量的资金，成本较高，大多数产业生产的较少。第3代是以燃料电池为主的电池。这是一种能量转换的过程，也是现阶段最为理想的电池，但这些能量的而转化还处于理论阶段，将它付诸于实际的生活中仍需时日。现在应用于电动汽车的是一种称为质子交换膜的燃料电池，让纯氢能够在空气中充分的吸收并转化为能量，这种能量是普通燃料的2～3倍。

2.2 电机技术

电动汽车驱动电机是所有电动汽车必不可少的关键部件。目前使用较多的有直流有刷、永磁无刷、交流感应和开关磁阻等4种电机。

直流电机是发明最早，投入使用时间最长一个电机技术，因此在一套系统的完善上会比较完整，但是它的电磁转矩控制特性这一优点并不能够掩盖它的缺点，实际的体积大小仍是它不得不承认的弊端。

永磁无刷电机有两种表达形式，分为方波驱动和正弦波驱动的无刷直流电机系统。它们实质上没有区别，对于这种刷电机最大的优势在于效率极高，正是因为这一特性可以让汽车的整体性有一个稳定，因此对于这一方面的而研发是最热门的。这类电机具有较高的密度分布，能够让能量更为集中的在一起工作，另外体积小、惯性低、响应快也是电动汽车所需要的功能，这种多方面都领先的技术在发展中有较好的优势，前景更为广阔。但它的成本要高很多，在热度这一性能上也有所欠缺，所以这项技术作为理论上来进行探讨，在我国并没有普及。

交流感应电机是出现较为久远的电机系统，它的优势在于点对点的交接，无需第三方的转化，但这种转化驱动需要在极小的范围内运转，在空间上有了一定的限制，与第一种电机相比它的最大缺陷就是第一电机的优点，来来回回的使用会让的寿命减短且不实用。美国以及欧洲研制的电动汽车多采用这种电机。

开关磁阻电机与前三种的电机相比最大的优势就是成本低，让生产更加简便快捷，但成本低并不能够带来增产，与第三种电机相比它的控制力要好一些，与第一种优势不相上下，但它的投入使用也是不理想的，使用的声音大，检测系统单一且老旧是这一电机的致命缺点，让它整体的优势大打折扣，在实际运用中有所限制。

2.3 控制器技术

电动机调速控制装置决定变速和方向，能够让它产生此反应的来自于电压和电流的驱动配合。目前电动汽车上应用较广泛的是晶闸管斩波调速。而这种广泛的控制器技术并非长久的使用，它会随着电子技术的发展而在此基础上更新。从技术的发展来看，直流逆变技术会是未来应用的主要来源。在驱动电机的旋向变换控制中，直流电机的旋向变换使得控制电路复杂、可靠性降低。当采用交流异步电机驱动时，改变的是三相电流的相序，即可控制电路简化。此外，采用调速控制技术让可持续发展得到最大化的推广，一些能量可重复使用，达到了环保和成本低的效果。近几年来，由感应电动机驱动的电动汽车几乎都采用矢量控制和直接转矩控制。前者是使励磁电流产生变化让电动机的损耗降到最小，效率达到最大；从而使后者是利用电机电压、电流和电机参数来估算出速度，不采用第三方的传递让系统簡单化，提高准确性。直接转矩控制克服了矢量控制中解耦的问题，把转子磁通定向变换为定子磁通定向，通过控制定子磁链的幅值以及该矢量相对于转子磁链的夹角，从而达到控制转矩的目的。

3 影响新能源电动汽车节能减排的因素分析

3.1 发电能源结构

新能源电动汽车在使用中的调查得出它的排放仍会有碳排放，这种排放与传统汽车相比虽然减少但仍不可忽视，这种碳排放的集聚也会造成环境的污染，而这种排放的来自于电力的使用，所以发电能源结构就成为影响新能源电动汽车实现的重要因素。因此，我们对后期的研发要注重对电力结构的研究。

3.2 汽车类型

汽车的类型之所以会成为减排的主要因素在于车体的结构会让燃料产生作用，它的使用决定了燃料的消耗，比如公交车的投入使用，出租车的使用，这些公共的交通是任何工具无法替代的，这些工具也是人们出行的必备工具之一，是普遍为大家所接受的。因此在新能源的开发上要着重于公共服务类型的研发，要解决大众的所需，我们需要做出更多的努力。

4 我国新能源电动汽车的发展路径

我国的新能源电动汽车还处于发展的初级阶段，就电动汽车的发展有两个部门的不同观点，一方面是工信部的观点，认为新能源电动汽车的发展是多方面的，要将汽车的发展扩展到各行各业并推广，让大家去直接接受，对于传统模式的工作要进行疏导，让高产能高消耗的行业可以做到环境无污染的作用，强调电动车汽车的多功能性。而另一方面则是发改委的观点，认为这种新兴的行业的普及需要过渡，有一个不确定的时间来让大众去适应，考虑的是人们的接受程度，也考虑到的是科技的发展能够带动这个产业的发展，在短期内可能因为资金或者是研发上会有一定的阻碍，混合动力车相对来说更容易被人所接受。就目前来说，研究的方向还不确定，研究的时间也无法敲定，研究的领域是否符合时代的要求仍需探讨，从更加符合实际和科学的理智角度来说，的确应当用混合动力的汽车来进行过渡。