新能源汽車特征及核心技術研究

張小興

摘 要：隨著我國節能環保理念的逐漸加強，新能源汽車由于燃油消耗少、污染物排放量低等優勢受到了越來越多人的喜愛，由此也推動了我國新能源汽車的快速發展。新能源汽車具有良好的環保性、靜謐性以及用車成本低等特征，從汽車消耗的能源樣式不同，新能源汽車分為純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車以及氫發動機汽車等，要促進新能源汽車的持續發展，必須要加強整車控制器技術、電機控制器技術以及電池管理技術的研究。

關鍵詞：新能源汽車;特征;技術

1 引言

隨著現代人們生活水平的逐漸改善，越來越多的人們選擇購買汽車來滿足家庭與個人的出行需要，也由此使得我國汽車保有量呈現遞增式增長，然而汽車在給人們日常生活、工作帶來便利的同時，也會排放出大量的污染氣體，嚴重損害了自然生態環境，威脅到人們的身心健康。此外，汽車行駛也會消耗大量的不可再生能源，一定程度上加劇了我國的能源危機。為了改變這樣的狀況，我國一些部門開始大力倡導新能源汽車，提高對新能源汽車的補貼與扶持力度，不斷推動新能源汽車產品的向前發展，也制定出引導性政策鼓勵消費者優先考慮購買新能源車，為我國新能源車發展提供巨大的幫助。我國投入了大量的人力和物力研發新能源汽車，取得了非常大的成果，其中一些成果已經在投產的新能源車上體現出來，但是仍舊有一些核心問題未能解決，影響了新能源汽車的進一步發展。

2 新能源汽車概述

新能源汽車和傳統汽車最明顯的區別就是動力燃料的不同，新能源汽車行駛中消耗的是環保新能源，此外，新能源汽車的動力控制系統、傳統系統等方面也與傳統燃油車存在較大的區別，新能源汽車具有更加高效的能源利用率，所使用的各項科學技術手段也要先進許多。新能源汽車的發明解決了傳統燃油汽車污染量大的問題，有利于我國生態環境的可持續發展，同時對于緩解我國能源危機也具有重要的作用。第一，新能源汽車具有非常好的環保性[1]。新能源汽車包含了純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車以及氫發動機汽車等，汽車運行中的排放量都非常的低，特別是純電動汽車可以實現零排放，電動汽車在形式中消耗電瓶的電量，而發電站在產生電能的過程中，其污染物排放量也要遠低于傳統的燃油汽車，，這是因為發電站的能源轉化效率非常高，同時還會對產生的污染物進行的進行中和處理，減少污染物對生態環境的破壞。第二，新能源汽車還具有使用成本低、運行靜謐性好的優勢[2]。這方面純電動汽車具有非常好的話語權，該車型動力系統為電動機，不需要像傳統內燃發動機那樣點火，因此汽車在怠速以及停止狀態下時難以覺察到車輛的抖動以及噪聲，在低速行駛中也會非常的安靜，只有當速度上升到一定數值后，由于汽車胎噪以及風噪等外界原因增加汽車的噪聲。

3 新能源汽車特征

新能源汽車是相對于傳統燃油汽車而言的一種新型汽車，從汽車消耗的能源樣式不同，可以將新能源汽車劃分為純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車以及氫發動機汽車等[3]。目前市面上在售的新能源車主要為混合動力汽車以及純電動汽車，為此，以這兩種新能源汽車為例探究其特征。

3.1 混合動力汽車

混合動力汽車的動力不僅僅是來自于某一個方面，而是將電動機與傳統的燃油發動機結合起來，使兩者達到新的平衡，消耗更少的能源完成相同的汽車行使里程，同時污染物的排放量也比傳統的燃油汽車要低很多。一般情況下，混合動力汽車的動力主要來源于電動機驅動系統以及內燃機驅動系統，當混合動力汽車處于啟動以及駐車轉態下時，通常由電動機為主要動力源，所以汽車具有非常好的響應速度、車輛靜謐性也非常好、對環境的污染也是微乎其微。當混合動力汽車在高速勻速行駛或者某種特殊工況下運行時，則以發動機為主要動力源，在這種情況下發動機處于經濟運行區間，只需要消耗少量的燃油就可以推動汽車的運行，極大的提高了燃油的利用率，減少汽車的尾氣排放，同時發動機的運行還能夠為電池進行充電，保證汽車的電池電量始終處于健康區間內[4]。

3.2 純電動汽車

純電動汽車是僅僅以電動機為動力系統的新能源汽車，是以混動動力汽車為載體發展出來的。純電動汽車由于沒有傳統的發動機，在汽車啟動、行駛過程中噪聲非常小，同時不需要消耗傳統的汽車燃料，自然也就不會排放出污染物，不會對周圍環境產生危害，純電動汽車也是新能源汽車發展了重要方向。現階段，純電動汽車還沒有獲得大面積普及，究其原因主要是由于純電動汽車的充電時間較長、續航里程較短以及后期電池維修更換成本高等，影響了人們購買純電動汽車的積極性。我國針對純電動汽車推出了許多優惠政策，比如說減免購置稅、限購城市免拍牌照等，極大的降低了消費者購買純電動汽車的資金，不斷推動純電動汽車的向前發展。

4 新能源汽車核心技術

4.1 整車控制器技術

整車控制技術是新能源汽車的核心技術之一，該技術實現對整個汽車工作狀態的監控與管理，包含有行駛速度、溫度等基礎因素進行監控，也會對汽車行駛檔位、油門下壓度以及方向角度等駕駛員潛在的操作意識進行收集和分析。汽車總體控制模塊在接收到各方面的傳感器數據信息后，經過綜合分析與處理后對電池控制模塊、動力控制模塊以及電力管理模塊等下屬單位發送相對指令。

汽車總體控制模塊分為了三大板塊，分別是硬件電路、底層驅動系統以及應用層軟件系統[5]。硬件電路一般包含了處理芯片、電源以及存儲單元等構件組成，擁有良好的移植性能、延伸性能以及兼容性能。在新能源汽車產業的不斷推動下，硬件電路也獲得了較快發展，現階段，處理芯片已經上升到了32位。底層驅動系統必須要通過專用的軟件進行設計，通常情況下以模塊化開發方式為主，對統一軟件進行重復利用，從而有效的降低軟件開發周期。應用層軟件系統的設計通常為V型樣式，具有良好的延伸性與拓展性，可以實現較高的團隊開發速度。

4.2 電機控制器技術

電動機是新能源汽車中的重要動力單元，電機控制器模塊能夠實現對電動機運行狀況的控制與監測，讓其處于良好的工作狀態，確保電動機能夠長久、穩定運行。電動機的輸入電壓通常為交流電，而新能源汽車自身電池組輸出的電壓為直流電，電機控制系統必須要將直流電轉變為交流電，再輸送給電動機，保障電動機能夠正常工作。電動機控制器的職責權限是負責對電動機的運行狀況進行監測，并及時反饋電動機出現的各類問題，保障電動機能夠安全、穩定的工作，同時還會將電動機工作中的各個數據存儲起來。電機控制器通常由底層驅動模塊、控制電路模塊以及應用層模塊等部分組成，共同負責電動機控制器的正常運行，也能夠有效的保護新能源汽車電動機的安全性[6]。電機控制中的底層驅動模塊與整車控制器相似，設計類型也是以模塊化方式為主，同時也注重軟件的重復實用性。應用層模塊算法軟件通常含有矢量算法、需求轉矩計算與故障監測等區域。

4.3 電池管理技術

新能源汽車的重要構成部分就是電池系統，電池系統是一些新能源汽車的重要動力部分，更是純電動汽車的全面動力來源，因此加強電池控制系統的管理可以實時監測電池組的工作狀態以及當前電量，并對電池系統的運行進行管理和優化，有助于提高電池系統的電能利用效率，更好的發揮出電池系統的潛能，此外，通過電池管理技術的應用還能夠有效的預防電池出現過壓、欠壓以及饋電等現象發生，降低電池系統的不正常損耗，從而有效的增加電池的使用壽命。電池管理系統通常由硬件電路、底層驅動電路以及應用層軟件系統三個部分構成，和汽車總體控制技術具有較大的相似性，但是硬件電路分為了主板以及從板兩個部分，主板主要職責為控制與保護關鍵部位，同時還開展荷電狀態值的測評，從板主要職責為電流以及電源的均衡控制。

5 結語

新能源汽車是我國汽車行業未來發展的重要趨勢，加強新能源汽車的推廣有利于緩解我國的能源危機，保護我國的生態環境，促使我國汽車產業的健康、可持續發展。我國的新能源汽車在正常控制器技術、電機控制器技術以及電池管理技術上仍然有所欠缺，必須要加大研發，實現各項技術的創新與突破。

參考文獻：

[1]郭本海，陸文茜，王涵，喬元東，李文鶼.基于關鍵技術鏈的新能源汽車產業政策分解及政策效力測度[J].中國人口·資源與環境，2019，29（08）：76-86.

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[3]袁尉銘.新能源汽車的故障問題分析與維修關鍵技術探討[J].汽車實用技術，2019（03）：21-22.

[4]韓穎.中國新能源汽車產業發展中存在的問題及對策分析[J].南方農機，2018，49（22）：166.

[5]武建龍，劉家洋.新能源汽車創新生態系統演進風險及應對策略——以比亞迪新能源汽車為例[J].科技進步與對策，2016，33（03）：72-77.

[6]張曉宇，趙海斌，周小柯.中國新能源汽車產業發展現狀及其問題分析——基于我國汽車產業可持續發展的視角[J].理論與現代化，2011（02）：60-66.