基于低排放导向的新能源汽车节能技术

汪钦　王春　李松焱

摘 要：国民经济水平的不断提升，使得拥有汽车的人群数量在逐渐上升，汽车需求增加的同时，能源短缺和环境污染问题也逐渐突出，而为了能够应对这样的情况，新能源汽车的应用将是未来汽车发展的趋势。推广使用新能源汽车，重要的是研发节能技术，使汽车的尾气排放量降低，减少能耗，以降低环境污染。鉴于此，本文主要对基于低排放的新能源汽车节能技术有关内容进行了分析，以供参考。

关键词：低排放 节能技术 新能源汽车

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

近年来，我国人均拥有汽车的数量在不断增加，使得能源以及环境的压力逐渐增大，为了能够实现可持续发展，汽车行业需要重点解决这两大问题，新能源汽车的开发和应用已经是必然趋势。在如今的社会环境下，汽车正在朝着智能化、低碳化方向发展，新能源汽车的技术水平在逐渐提升。积极开发节能技术，降低汽车尾气排放，发展新能源来缓解能源和环境压力，是汽车行业不断努力的方向。

1 新能源汽车节能技术应用的重要性

传统的汽车运行主要依靠燃油来提供动力，在燃油消耗的过程中，会产生较多有害物质，排放到大气中，会造成环境污染，因此，新能源汽车的研发和应用得到推广。新能源汽车中的节能技术应用，首先能够使环境污染得到有效的缓解，汽车的动力消耗来源由燃油替换成锂离子电池，汽车运行过程中，不会产生对环境污染的物质。而且在如今的社会环境下，人们的环保意识在逐渐加强，新能源汽车的使用量在逐渐提升，研究新能源汽车的节能技术，对于实现可持续发展有重要的帮助，在国家有关政策的支持下，新能源汽车的节能技术研发已经是必然趋势，对于缓解能源短缺、降低环境污染问题有良好的作用。

2 能耗评估指标

新能源汽车在市场中的突出优势就是环保、低能耗，为了能够更好的研发节能技术，就要对新能源汽车的能耗评估指标进行分析。新能源汽车耗能主要就是通过电力驱动，使汽车获得动力。而在其电力驱动系统中，主要的组成部分是电力发动机、电机控制器、能耗储存器以及功率变换器等。汽车所获得的驱动力是来自能耗储存器中的电力，电力转换为动能，然后通过变速器、驱动桥等传输，驱动汽车进行运转。新能源汽车的能耗检测主要是通过将电能和燃油消耗之间做等效换算，然后再对汽车的能耗情况进行评估。经过换算后，汽车的能耗情况以及节能现状就能够有一个了解。在电力驱动系统中，还有一个重要的能耗指标就是工作效率，因此一般在一些机电产品中都会标定其额定工作效率。但是新能源汽车的电力驱动系统运转的环境较为复杂，转速和力矩会有较大的变化波动，假定只通过工作效率来作为能耗评估指标，就会较为片面，所以，进行能耗评估时，还应当通过燃油等效消耗计算来进行评价，以使评估数据更加具有参考性。

3 新能源汽车节能控制技术

3.1 電池系统控制技术

新能源汽车主要应用锂电池，这是由于锂离子通常会较高的产生能量，有高储能密度，比普通电池要高出5倍多，而且能够使用的年限较长，如果是正常使用情况下，年限会达到6年以上，磷酸亚铁锂作为正极的电池进行充放电，有记录超过1万次。锂电池的额定电压较高，通常是以电池组的形式应用在新能源汽车中，质量非常轻，便捷性较高。锂离子电池的环保性较高，使用过程中不会产生有害物质，因此，在新能源汽车中应用，从环保和节能的角度都具有优势。

3.2 动能消耗控制技术

新能源汽车的节能技术中，重要的是对动能消耗的研究，而其中主要针对馈能特性进行分析。馈能特性指的是减震器在回收震动能量后，会将其转换成汽车中的电能。而要实现这一转换过程，可以通过相应的公式进行计算，通过馈能效率和馈能功率作为衡量标准。根据馈能特性的反映，新能源汽车在运行过程中，就不用再增加过多资源的使用，电力网和发电机组都不用再进行扩展。如果遇到电力网运转效率较低时，即便是对功率和输出进行增加，所产生的碳排放也是很低的，而且对环境的污染极低。新能源汽车由于具有馈能特性，在低峰值情况下运行，汽车自身也能够进行充放电。汽车整体的电力系统在运作的过程中，有动能消耗，低峰值下汽车还能够维持应有的能源效率。所以，新能源汽车的馈能特性，能够使动能消耗得到良好的控制，汽车运行可以维持有足够的能源存储，使排放达到最小化。

3.3 电力驱动系统优化技术

传统的汽车动能的消耗主要来自燃油，燃油过程中会出现大量的含铅化合物、一氧化碳、二氧化硫等有害物质，排放到大气中会污染环境，对人体健康也会产生危害，而新能源汽车的研发和应用，使燃油污染问题得到了较好的解决，也能够使能源消耗得到降低。新能源汽车虽然具有环保性，但是也会相应的产生排放和能源消耗，同样也要对其节能技术进行良好的研发。新能源汽车在运行过程中，主要就是动能耗损以及电力消耗，其中能源转换主要依靠电力驱动系统，如果要对其能耗进行节约，同时还能够保持汽车的正常运行，就需要对电力驱动系统进行深入分析。新能源汽车保持正常的驱动力下进行节能，需要对电力驱动系统中的永磁同步进行合理的优化。首先，电磁设计、所用材料以及制造技术等方面需要进一步研发，使电机能量和效率都能够得到良好的提升。另外，关于脉宽调制技术需要进行优化，使汽车在运行过程中，大功率构件的能量消耗得到降低，从而使逆变器整体效率得到提高。同时，对电机变频器产生电压的谐波含量进行有效的降低，这可以通过使用空间矢量脉宽调制技术，最终使电力驱动系统的整体效率得到有效提升。再者，需要针对汽车自身的电机控制系统进行优化，汽车的制造商可以结合汽车电力驱动系统情况对其控制系统进一步研发，使汽车功率在保持良好状态的情况下，减少直流功率流入，这样系统在维持正常运行功率的状态下实现节能。汽车电机驱动系统中，主要的构成有电力电子控制器。电力电子控制器又分为直流变化器和其逆变部分。为了能够进一步提高电机驱动系统的工作效率，通常会在维持系统低负荷、高运转状态下使用多个电机一同工作，这样电机单个所需要承受的负荷就会降低，进而使系统的效率得到提高。

4 新能源汽车节能技术中人才的培养

新能源汽车节能技术的研发，还有一个重要的问题就是人才培养。当下的时代，是知识经济人才时代，节能技术开发需要有高素质人才的投入。新能源汽车本身就是具有环保、低能耗性能的科技产品，在开发、生产以及制造中都需要有大量的人才参与，这样才能使汽车行业的发展长久稳定。因此，对于节能技术的研发同样需要投入大量的专业化人才。在科技创新力度不断加深的过程中，人才培养和储备如果跟不上，就会使新能源汽车节能技术的发展进程受到一定的影响。所以，需要针对性的做出人才培养规划，建立专业人才培养体系，使节能技术的研究进程和质量得到更好的提升。

5 基于低排放的新能源汽车技术发展趋势

新能源汽车的推广应用能够有助于实现节能减排目标，实现社会可持续发展。以往的能源汽车在能源的利用率方面稍低，一般是在35%左右，而新能源汽车在经过优化升级后，电机驱动系统利用能源的效率大大提高，通常都能够超过85%。也就是说，新能源汽车对能源的利用效率要高出传统汽车40%以上，碳排放的降低就具有较大的潜力。由于新能源汽车能源利用率高、环保且国家对其扶持政策较好，所以，新能源汽车的发展和应用已经是未来发展趋势。

从人工成本角度来看，是处在快速增长的状态，如果单纯从减少人工成本方面进行优化，不客观且难度较大。如果使用低成本的劳动力显然不能使生产得到良好的维持，可以积极的借鑒国际上的先进经验，通过生产力的提高来进行优化，以使新能源汽车在市场中的竞争能力得到提高。另外，目前我国新能源汽车的种类比较少，汽车有关企业需要积极引入先进技术，加强技术科研力度，对车型以及结构进行创新设计和研发，使其升级速度加快，并且迅速在市场上进行投放，开发出各种类型的新能源汽车，以满足大众对汽车性能、功能的多样化需求。再者，由于新能源汽车的科技含量较高，而且发展起步较晚，汽车的造价成本较高，未来需要加大技术的研发力度，降低产品生产制造的成本，通过一系列的优惠政策以及合理化的措施减少有关费用，使汽车的消费成本得到减轻，这样新能源汽车的推广应用才会更加顺利。最后，有关部门需要对新能源汽车进行政策的发布，积极推进新能源汽车的使用和发展。

6 结语

总而言之，在如今的社会环境下，环保和节能减排已经是社会发展的重要方向，新能源汽车的开发和使用符合社会可持续发展战略，而且是汽车行业发展的重要突破。在能源和环境压力不断加大的情况下，通过推广使用新能源汽车，能够降低能耗、减少环境污染，是汽车行业发展的良好趋势。不过在未来的发展中，新能源汽车还需要进行技术的创新，对节能技术进一步深入研究。

江苏省2020年度高校哲学社会科学研究项目：汽车新能源以及节能技术的应用探究，项目编号：2020SJA0807。

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