趙勇
摘要:隨著科學技術的進一步發展,傳統汽車產業發生了重大變化,尤其是傳統燃油汽車開始向清潔能源的轉變,大大降低經濟成本的同時,也為生態環境建設提供了保障。但是,目前以電動為主體的新能源汽車在技術上還存在一定的不足,因此,混合動力汽車成為當前汽車產業發展的重要趨向。筆者以混動車技術發展為基礎,探索其未來發展前景。
關鍵詞:混合動力汽車;未來展望;技術發展
汽車,在生產技術高速發展今天,已經由奢侈品轉變為普遍的代步用品。現在,汽車已經走進千家萬戶,我國也成為世界汽車保有量第一大國。汽車產業的繁榮發展,為我國帶來了能源、生態等領域的問題,如何解決這些問題成為汽車研發的重點問題。混合動力汽車在一定程度上克服了生態、能源等領域的問題,另外,混合動力汽車比目前的純電動汽車續航、快充等技術更加成熟。所以,混合動力汽車是本文研究的對象,筆者通過對當前混合動力汽車技術的優勢入手,對混合動力汽車的未來發展進行了展望,以期推動混合動力汽車更加全面可持續發展。
一、混合動力汽車的優勢
混合動力主要是依靠汽油、電力等混合能源作為動力的汽車。其實,我國傳統汽油能源汽車中也摻如了乙醇等,這也可以算作混合能源。混合動力汽車續航能力充足,可以與傳統油耗車相比,另外,其尾氣排放又大大小于油耗車的排放。盡管混合動力汽車在技術仍存在一定的不足,但其發展前景、經濟成本都大受消費者的青睞。
其一,續航時間較為充足。續航問題是純電動汽車的技術壁壘,但油電混合動力車卻沒有這種壁壘,而且混合動力汽車的成本大大低于純電動汽車,所以,純電動汽車還有點進一步克服技術上的難題。油電混動汽車不僅經濟成本低,而且續航能力充足。就續航能力、經濟成本兩大層面來說,油電混合動力汽車優勢更加明顯,更滿足人們出行需求。而且人們在出行中,不用擔心電能耗盡的問題,又效克服了動力電池壽命短的問題,為人們出行提供了便利。
其二,能源消耗少。傳統油耗車以汽油作為能源,混合動力則以電能、汽油作為能源,在尾氣排放上遠低于傳統有豪車。以傳統石化能源作為能量的汽車,由于燃燒不足等問題,尾氣中含有大量有害物質,污染了環境。而混合動力汽車尾氣產生量小,有害物質也少,降低了對環境的污染。油電混動汽車所需要的石化能源少,環境保護效果自然就好。而且,隨著汽油等傳統能源的經濟費用越來越高,油電混動汽車也降低了成本。另外,混合動力汽車的產業鏈也由傳統油耗車生產線改裝而來,不必大量購買設備,也為企業發展帶來了更多經濟效益。
二、油電混動車的基本結構
其一,串聯式油電混合動力汽車。這種結構主要在大型客車、貨車領域使用,其內部結構就是將電能通過轉化變成發動機的動力,確保發動機的運行,產生的多余電能則進行一定的儲存。如果發動機出現問題,汽車處于非正常運行,那么儲存的電能就會替代石油成為新的能源。但,就目前串聯油電混動車還存在電能損失大,整體運行效率低等問題。
其二,并聯式油電混合動力汽車。并聯油電混動車對于串聯式來說,沒有電能轉換環節,而是直接將電能轉換為運行動力。這樣就克服了串聯電能損耗、運行效率低的問題,就整車來說,并聯式油電混動優于串聯式。但是,并聯式油電混動車發動機的工作情況與駕駛速度等關系鏈緊密。另外,并聯式油電混動車的車輪驅動與動力關系明顯,耗能較低,因此,目前的混合動力車多是采用此種形式。
其三,混聯式油電混合動力汽車。此類結構較為復雜,主要是串聯式、并聯式混合使用,也就是當汽車低速行駛時,車載智能平臺會轉換為串聯式油電混動,而處于高速時,則切換為并聯式油電混動。其最大優勢就是無論汽車處于哪種運行狀態,發動機都能處于最優狀態。
三、油電混合動力汽車的技術展望
其一,電池功率比。與串電動汽車相比,油電混合汽車優勢明顯,但仍要接受更加嚴峻環境下汽車行駛狀態的挑戰,其主要挑戰來自電池本身的使用功率,同時,電池的使用壽命也有待進一步提升。電池的使用功率與汽車的運行里程有著直接的關系,在遇到復雜路況時,必須保證電池功率轉換,確保汽車正常運行。另外,對于電池本身的散熱技術也有點進一步完善,嚴防電池過熱產生的安全問題。
其二,高性能電機。目前,汽車電機的研發集中在純電動汽車,就油電混動車來說,電機不僅是驅動裝置,也是能量轉換的重要區域。所以,在未來電機的研發中,要綜合更多因素加快研發速度。就目前油電混動車來說,只有提高電機性能,確保電機功率上升,才能滿足未來油電混動車的發展。在以后電機開發中,要全面優化電機性能,縮小體積,為油電混動車的進一步發展提供便利。
其三,控制策略。油電混合動力汽車在發展過程中需要完善的控制策略,這對于系統的發展也十分關鍵,期望油電混合動力進一步的提高工作性能,還應該深入探索控制策略,解決當前存在的問題,研發出更為有效的控制策略,盡可能提高汽車性能。油電混合動力汽車期望在當前發展情況下向前邁進,還應該融合更加先進的科學技術,從技術方面取得突破,才可以制定出行之有效的研究策略,推動汽車領域的發展。
其四,測試技術。在混合動力汽車測試系統中,其測量包括發動機轉矩、轉速、電池工作狀態等,需對傳統臺架測試數據采集系統進行優化,添置相應的電池數據采集裝置,測試電池的工作狀態。在這個過程中,由于電池的性能易受工作環境與溫度的影響以及電池 SOC 的變化,使得電池的數據系統研發困難重重。但隨著科技與計算機技術的快速發展,在混合動力汽車測試系統技術方面,已取得了較大突破。
總而言之,油電混動車目前市場占有一定的比例,不可否認其發展過程中存在一定的問題。但是要客服這些問題,必須在兼顧環保、提高效能的前提下進行。就油電混動車的未來發展看,近15年內仍被市場看好,國內外也將混合動力汽車作為主要研究方向,只有進一步加大研發,才能進一步確保其全面可持續發展。
參考文獻
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