新能源汽车电气动力系统技术发展战略

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  摘 要:近些年来,人们的收入水平不断增长,对生活质量也提出了更高的要求,汽车这种交通工具成为人们在出行时使用率最高的一种交通工具。但是,需要注意的是,在汽车行驶时,会向空气内排放大量的废气和颗粒物,导致环境污染问题的出现。为了对环境进行保护,人们研发出了使用电能、太阳能等清洁能源的新能源汽车,其运行能量的控制中枢与传统汽车有所不同,是电气动力系统,所以说,大力发展电气动力系统技术是新能源汽车行业的必要发展条件。为此,在此次研究中,以新能源汽车的动力驱动系统原理为切入点,从电力驱动板块和车载电池两个方面对系能源汽车电气动力系统的技术发展进行了深入的分析,以此来为电气动力系统技术提供发展策略,促进新能源汽车行业的稳健发展。
  关键词:新能源汽车 电气动力系统 技术发展战略
  The Development Strategy of New Energy Vehicle Electric Power System Technology
  Yang Lijie Fan Kai Xue Yuanyuan
  Abstract:In recent years, people’s income levels have continued to increase, and higher requirements have been placed on the quality of life. Automobiles have become the most commonly used means of transportation when people travel. However, it should be noted that when a car is running, a large amount of exhaust gas and particulate matter will be emitted into the air, which will cause environmental pollution problems. To protect the environment, people have developed new energy vehicles that use clean energy such as electricity and solar energy. The control center of their operating energy is different from traditional vehicles , and is an electrical power system. Therefore, vigorously developing electrical power system technology is the necessary development conditions for the new energy automobile industry. For this reason, in this study, the principle of the power drive system of new energy vehicles was taken as the starting point, and the technical development of the electric power system of energy vehicles was analyzed in depth from the two aspects of the electric drive section and the on-board battery to provide development strategies for electric power system technology and promote the steady development of the new energy automobile industry.
  Key words:new energy vehicles, electric power systems, technology development strategies
  1 引言
  我國的经济处于飞速发展的阶段,人们的收入水平也随之出现了明显的提升,在基本需求得到满足的情况下,更加注重生活质量,尤其是在出行工具的选择上。根据权威部门的调查统计情况来看,我国的汽车普及率呈现出持续上升的趋势,汽车在人们的生产生活中扮演着非常重要的角色。但是,需要注意的问题是,传统汽车消耗能源的数量比较大,且所消耗的还是不可再生的石油资源,目前能源问题已经成为全球性的问题。汽车在行驶过程中会排放大量的尾气,其中含有污染性气体和固体物质,会对大气造成污染,也正是因为如此,我国在发展交通运输行业的同时,更加注重环保问题,逐渐有意识地减少石油消耗,这是可持续发展的必然要求。基于汽车在人们生产生活中的重要程度,大量减少汽车的使用是不可能完成的,所以要从能源方面入手,寻找可以替代石油的清洁可再生能源,新能源汽车应运而生。在新能源汽车开发工作进行的过程当中,我们发现其最主要的技术问题就是电气动力系统的匹配问题,此次研究也正是基于此而展开。
  2 新能源汽车动力驱动系统原理
  新能源汽车的的动力驱动系统主要由两个部分组成,分别是电力驱动系统和内燃机,这也就意味着身就存在两种及以上的动力源或者是具备储存能源功能的设备。相较于传统的以汽油作为驱动能源的汽车,新能源汽车在经济性、环保性上具有独特的优势性条件,如果可以解决其电力驱动系统的动力输出与内燃机匹配问题,使之更具科学性与合理性,那就可以起到优化的效果,将电力驱动系统和内燃机的优点发挥出来。新能源汽车之所以可以安全稳定的运行,主要是因为内燃机;而其在行驶中的动态动力性能调节工作主要由电力驱动系统负责。在新能源汽车中应用电力驱动系统以后,不管是燃油消耗,还是废气排放,都会出现明显的减少,这就达到了我们追求环保性的目的,除此之外,汽车的动力系统也能得到更好的控制,在道路行驶技能上优化更为明显。   3 新能源汽车电气动力系统技术发展分析
  根据工作原理的差异性,基本上可以将新能源汽车的电力驱动系统划分为三个不同的模块,分别是电力驱动模块、车载电源模块和辅助模块,在下文中将就此展开详细的阐述。
  3.1 电力驱动板块
  电力驱动板块的构成主要包括四个部分,分别是机械控制器、功率转化器、电动机和机械传动装置。从结构上来说,新能源汽车是在传统汽油汽车的基础上来进行构造的,所以其存在一致性,举个典型的例子来说,新能源汽车所保留的加速踏板和制动踏板就传统汽油汽车所拥有的,其差异性体现在机械位移量的变化上,新能源汽车将之以电信号的方式显示出来。
  3.1.1 机械控制器
  在新能源汽车的设计过程当中,会对零部件进行一定的改动,这一操作的主要目的就是为了更好的控制新能源汽车的动力系统,增强其协调性,换句话来讲,也就是说机械控制器在电力驱动模块中所扮演的角色非常重要,是其控制中心。在加速踏板和制动踏板发出信号且电子控制器接收完毕之后,其就会将加速或者是制动的指令发给电机控制器,从而实现对电动机的控制,以此来启动新能源汽车或者是在行驶中进行加速、刹车等一系列操作。基于机械控制器的重要作用,在对其进行设计时需要综合考虑其与新能源汽车其他部分的协调性,从而更好地控制新能源汽车的运行,提高行驶的平稳性与安全性,避免不必要的问题发生。
  3.1.2 功率转化器
  在功率转化器接收到来自于控制器的通知之后,其可以利用电机的速度以及电流的反馈信号来进行功率转化,最终实现控制电动机的功能,在对电动机进行控制的过程当中,主要控制的几项指标分别是其转速、转矩以及旋转方向。其中的差异性在与,电动机的种类不同,其所需要使用的功率转化器也有所不同,举个例子来说,直流电动机在实现控制时主要是利用斩波来实现的,所控制的具体指标为调压和调速;永磁电动机在实现控制功能时主要是通过转换器来实现的,所控制的具体指标也是调压和调速;感应电动机的控制功能实现则需要DC/AC轉化器来支撑,所控制的具体指标主要是调频、调压和矢量;磁阻电动机的控制功能实现则需要利用七脉冲频率。
  3.1.3 电动机
  电动机作为发电和提供动力的构件,在整个新能源汽车中都是非常核心的部分,可以说没有电动机,新能源汽车就无法启动,更不用说之后的操作步骤了。在新能源汽车启动之后,行驶的过程就是电动机提供动能的过程,如果汽车在行驶中突然刹车或者是行驶路段是下坡路,电动机的发点功能就会启动,实现能量回收,以此来起到节能的作用。
  3.1.4 机械传动装置
  机械传动装置的主要功能是传输功能,也就是把电动机的驱动直接传输到驱动轴的位置,驱动轴做出反应之后,汽车就可以行驶。但是,需要注意的一点是,电动机的调速特性是非常优越的,基于此,机械传动装置的变速结构无需过于繁琐,可以被简化到最大限额,在电动机调速特性到达一定水平的情况下,整车性需求的满足条件更少,甚至可以不需要对汽车进行变速。
  3.2 车载电源
  车载电源的构成主要分为三个部分,分别是能源管理系统、电池电源、充电控制器,在下文中将对着三个部分的功能进行详细的阐述。
  3.2.1 蓄电池电源
  新能源汽车的能源供应的主要来源有两个,分别是动力系统和蓄电池。在将蓄电池能源安装到新能源汽车上时所采用的安装方式通常是串并联组合,这种组合方式可以发挥最大化的效果,所达到的电压可以满足驱动的需求。可能会影响到能量输送的因素并不仅仅局限于这些,根据实践情况来看,蓄电池所制造出的一些因素同样可以影响到输送问题,而电解液的浓度高低也与能量输送存在关联性。也正是因为如此,在为新能源汽车配备蓄电池时,应该从性价比上来进行考虑,尽可能选择比较高的,以此来实现误差的减少甚至是完全避免,对蓄电池的一致性进行保障,这样也可以对蓄电池的寿命进行延长,其使用周期延长之后,新能源汽车的成本就得到了控制。
  3.2.2 能量管理系统
  能源管理系统,顾名思义,就是对新能源汽车中所有能源进行分配,提高其科学性与合理性,综合管理协调不同部件之间的能量,从而提高能源利用率的系统,从这一点上来看,这一系统所扮演的角色是非常重要的管理者角色。但是,这里存在一个问题,就是若要保障能量管理系统在新能源电车中的充电功能正常运行,就必须要将之与充电器联系起来,共同作用。在新能源汽车运行的过程当中,能量管理系统可以实时监测蓄电池的性能以及性能参数,通过这些指标来对其工作状态进行判定,以此来实现监督功能,若在检测中发现蓄电池的性能或性能参数突然出现大幅度下降,则可以判定蓄电池无法正常运行,需要即刻采取措施进行解决,避免意外事件的发生。从某种程度上来说,能量管理系统的运行可以对蓄电池的使用寿命进行延长,也能够保障蓄电池的可靠性,对新能源汽车行驶的安全性进行保障。
  3.2.3 充电控制器
  充电控制器在工作中所起到的作用主要是转化作用,其可以将电网内的电能转化为蓄电池,以此来实现新能源汽车的充电,也就是说,在整流完毕电流之后,将其转化成直流电,然后就可以实现向新能源汽车蓄电池进行充电的目的。根据现阶段的新能源汽车设计情况来看,大多数设计中所应用的充电控制器都是三段式的,也就是说电流要经过三个阶段之后才能进入蓄电池,这三个阶段分别是恒流、恒压和涓流阶段,实行分段之后,设计的科学性和合理性都有增加,可以让新能源汽车的充电工作效率更高,更具安全性。
  4 结语
  综上所述,在新能源汽车的开发过程中,最主要的技术问题就是电气动力系统的匹配问题,只有在解决这一问题的基础上,对电力系统配置所展开的管理工作的科学性和合理性程度才会提升。在新能源汽车电气动力系统技术水平得到提升以后,新能源汽车的稳健发展需求才能得到满足,在市场中才能更具竞争力。随着新能源汽车销售数量的增加,汽油汽车的应用会逐渐减少,这也就意味着向大气内排放污染气体和固体颗粒物的污染源减少,所消耗的石油数量逐渐下降,可以起到节能减排的作用,为环境保护工作贡献力量。
  参考文献:
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