林彩珍
摘 要:汽車經歷了一百多年的發展,成為人們社會生活中不可或缺的工具。汽車作為交通工具,每天都會排出大量的空氣污染物,對人體健康和生態環境帶來重大的傷害。而且隨著技術和經濟的發展以及人口的增加,人們對能源的需求越來越大,能源問題也越來越嚴峻。但另一方面,汽車作為主導產業,也是基礎的交通工具,開發節能環保的新能源汽車勢在必行。
關鍵詞:新能源汽車;混合動力;純電動
一、新能源汽車的概述
新能源汽車通常是指除汽油、柴油作為動力來源以外的其他能源汽車。新能源汽車擁有新型車載動力裝置,采用新技術,形成新結構,具有技術先進的動力控制系統和驅動系統。從廣義上來講新能源汽車包含的范圍比較廣,目前主要是指混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池電動汽車、其他新能源(如高效儲能器、二甲醚)汽車等。
二、新能源汽車的發展現狀
在混合動力汽車的理論研究和實際生產中都做了大量的工作的國家主要有美國、日本、歐洲等發達國家和地區。生物燃料和燃料電池汽車技術是美國中近期和遠期的技術線路。美國政府通過抵稅的方式,對購買新能源汽車的消費者提供給以稅收優惠政策。日本重點走混合動力電動汽車的技術路線,日本混合動力電動汽車以豐田普銳斯作為代表,在全球新能源汽車開發銷售領域排在第一位。歐洲對混合動力技術的研究重點在商用車領域,例如:瑞典、法國等國家計劃在9個歐洲城市開通混合動力公交車線路。
目前我國混合動力汽車研發成果是形成了擁有自主知識產權的動力系統技術平臺,掌握了關鍵零部件核心技術和電動汽車整車開發關鍵技術,擁有各類電動汽車的研發實力。
三、混合動力電動汽車的認識
混合動力汽車是將電力驅動和輔助動力單元合用到一輛汽車上。根據實際的車輛行駛狀態決定車輛的行駛功率由單個驅動系單獨提供或者兩個驅動系統一同提供。
按照混合動力驅動系統的聯結方式,混合動力系統可分為串聯、并聯、混聯聯三種結構形式。
(一)串聯式混合動力系統
串聯式系統主要包括發動機、發電機、電池和電動機等動力裝置。系統中,由發動機帶動發電機產生電能與蓄電池輸出的電能一起供給電動機,用來驅動汽車。因為該系統只有電動機一種驅動模式,所以說串聯式系統與純電動汽車相近。在車輛減速制動時,電動機則以發電機的狀態工作把驅動輪的動能轉化為電能,并通過功率變速器給蓄電池充電。
該系統適合市內常見的經常起步、加速和低速運行工況,可以使發動機穩定工作在高能效區域或低排放區域附近。但是該系統汽車動力傳動系的綜合效率較低,中途經過二次能量轉換,必然會損失部分能量。
(二)并聯式混合動力系統
并聯式混合動力系統由發動機、耦合器、變速器、電動機、功率變速器以及蓄電池等組成。并聯系統的發動機和電動機是并排安裝在驅動橋上的,汽車行駛時,發動機與電動機可以根據汽車的實際行駛工況可以向汽車驅動輪分別或者共同供給動力。因為并聯式混合動力汽車以發動機作為主要輸出動力,因此并聯式系統與傳統燃油汽車相近。并聯式系統動力性較好,能量傳遞損失小,但其驅動系統控制較復雜,燃油經濟性和排放性能都比串聯式差。
(三)混聯式混合動力系統
混聯式混合動力系統由發動機,發電機、離合器、蓄電池和電動機等組成,由于混聯式是串聯和并聯的組合,因此結合了串聯和并聯結構的優缺點。該系統有兩條能量傳遞路線:一是發動機輸出的功率通過傳動裝置直接驅動車輪;二是發動機輸出的功率一部分驅動發電機轉變成電能,輸送給電動機驅動車輛或者給蓄電池充電。
該系統電池的體積較小、重量較輕、成本較低;發動機常常在最高效率下工作,具有良好的燃油經濟性和較低的排放,加速性和平穩性也很好。雖然混聯式動力系統需要采用復雜的控制系統,開發和制造成本較高,但是隨著科學技術的進步,越來越混合動力汽車傾向于選擇混聯式動力系統。
四、純電動汽車的認識
(一)純電動汽車的定義和特點
純電動汽車是指完全由可充電電池提供動力源的汽車。純電動汽車具有能量利用率高,結構簡單,工作噪聲小等優點。但是市場占有率并不高,那是因為純電動汽車續駛里程短;蓄電池使用壽命短,充電時間長;沒有充足電力基礎設施。
(二)純電動汽車組成與原理
純電動汽車主要由電力驅動系統、電源系統和輔助系統等三部分組成。
電力驅動模塊主要由中央控制單元、驅動控制器、電動機、機械傳動裝置組成。汽車行駛時,由蓄電池輸出電能通過控制器驅動電動機運轉從而帶動車輪前進或后退。汽車減速制動時,電動機進行再生制動給蓄電池充電。
電源系統主要由蓄電池電源、能量管理系統和充電機控制器三部分組成。蓄電池是純電動汽車的唯一能源,提供汽車驅動行駛所需的電能和給汽車上各種輔助裝置提供工作電源。能源管理系統的主要功能是在汽車行駛中進行能源分配,并實時監測電池的使用情況。充電控制器的作用是按要求控制蓄電池充電電流。輔助動力源、動力轉向系統、導航系統、空調器、刮水器、收音機以及照明和除霜裝置等則屬于輔助系統。
結語
新能源汽車作為一個新興產業,對促進經濟發展,提高我國汽車產業整體競爭力具有重要意義。政府應該推出有力的措施,促進新能源汽車產業化發展。在全球提倡節能環保的大環境下,新能源汽車在我國駛入快速發展軌道,促進我國綠色產業的高速發展。
參考文獻:
[1] 趙勝全.《新能源汽車運用技術》.天津:天津科學技術出版社,2014年.
[2] 鄒政耀,王若平.新能源汽車技術.北京:國防工業出版社,2012.
[3] 周? 錦,李? 倩.《新能源技術》.北京:中國石化出版社,2011年.