新能源汽车技术原理和相关技术探究 附纯电动汽车技术状况及发展趋势分析.docx

新能源汽车技术原理和相关技术探究摘要：相较于传统能源汽车而言，新能源汽车不仅能够降低交通领域当中的污染物排放，同时也能够推进传统工业转型，推动汽车行业的发展。本文对新能源汽车的概念以及分类进行了系统界定,并针对纯电动汽车以及混合动力汽车两种不同的新能源汽车类型的技术原理展开了论述，阐述了动力电池技术以及电机技术的相关情况，旨在为推动新能源汽车技术的发展提供理论参考。关键词：新能源汽车；技术原理；动力电池技术；电机技术传统汽车通过内燃机燃烧汽油等常规燃料，产生推动汽车前进的动力，而新能源汽车使用了最新的动力控制技术以及驱动技术，确保了汽车内部能源以及勤力之间可以相互转化。新能源汽车的有效应用可以有效的降低二氧化碳、二氧化硫等气体的排放,实现优化环境的目标,为社会的可持续以及健康发展创设动力，因此，加强对于新能源汽车技术的相关研究工作，能够为汽车行业的不断发展提供必要的技术支持。1新能源汽车概述1.1 新能源汽车概念新能源汽车是相对于传统能源汽车而产生的一种全新的概念。因为新能源汽车的起步相对较晚，因此对其所进行的研究还比较少，从总体上看，新能源汽车有广义与狭义之分。从广义上看，凡是不使用汽油、柴油等传统能源的汽车都可以被看做新能源汽车，从这种论述中我们能够发现，新能源汽车不单单包含了纯电动汽车以及混合动力汽车，同时也包括了将天然气、石油气等作为动力来源的汽车类型。从狭义上看，新能源汽车指的是以非常规能源作为动力来源，辅以驱动技术、动力控制技术等相关技术的汽车。狭义的新能源汽车概念更加有助于推动汽车制造行业的整体发展，同时新能源汽车的发展也代表了科学技术达到了全新的高度。新能源汽车中广泛使用高科技技术逐渐成为了新能源汽车发展的大势所趋，这也意味着新能源汽车的发展成熟还要经历很长一段时间。1.2 新能源汽车分类新能源汽车可以分成以下几类：1.2.1 纯电动汽车纯电动汽车是依靠车载电源所提供的动力支持，将电动机作为单一驱动源，其电力系统包括了驱动电机、动力电池以及电驱控制器等相关部件，因为纯电动汽车不具备多齿比变速箱以及发动机，其相较于传统燃油车而言，有着低成本，舒适性良好，保养便捷等优点；续航里程低、充电时间过长等缺点，主要用于市区通勤。1.2.2 混合动力汽车混合动力汽车有着电力以及燃油两套驱动系统，包含了插电式混合动力汽车以及常规混合动力汽车。插电式混合动力汽车所采用的电力驱动系统和纯电动汽车相仿，因为在相同燃油车内部也存在燃油驱动系统，所以电池的容量会比纯电动汽车要小，发动机的性能也会弱于燃油车，但是电力驱动系统以及燃油驱动系统能够相互叠加使用，从而实现更好的性能以及更长的续航，也能够单独使用电力驱动系统，实现节能的效果。常规混合动力汽车不具备插电口，无法外接电源，主要是利用发动机驱动发电机进行电力输出，相较于插电式混合动力汽车而言，能够使用单独燃油以及电力驱动系统，同时也能够组合使用两种驱动系统。常规混动汽车不需外接电源，油耗比传统燃油车要低，在新能源汽车刚起步的时候发挥了极为重要的作用，可是因为难以完全摆脱发电机的束缚，节能的效果相对一般，同时伴随着充电设施的不断完善以及插电式混合动力汽车的发展，常规混动汽车的发展速度逐渐放缓，再加上当前很多国家以及地区已经将该车型划定为传统燃油车，不存在资金补贴以及优惠政策，使得常规混动汽车的处境更加的艰辛。2新能源汽车的技术原理2.1 纯电动汽车技术原理纯电动汽车的技术原理主要内容在于如何有效的存储电力，纯电动汽车和传统汽车本质区别就在于驱动力不同，纯电动汽车是采用电力驱动的，这也是导致了纯电动汽车在行驶的进程中二氧化碳等气体的排放量要比其他类型汽车都要少，是最环保的车型，同时也是我国近几年大力倡导的新能源汽车类型。纯电动汽车行驶过程中依托发电机驱动电动机的运转，驱动汽车不断行使，在汽车制动或者是减速的状态下，汽车的电机不会持续提供动力，而是采用发电机的方式发电，并且将发出的电能完全储藏在电池中，从而确保汽车动力双向流动，提升汽车能效。总体来看，纯电动汽车具备了零排放以及低噪声的偶遇点，可以在区域电网低谷的情况下，通过充电填平峰谷，由于纯电动汽车只是应用了单一化的驱动形式，因此，整体控制技术以及驱动系统相对简单，其主要劣势为电池技术问题,所以在平时应用的时候要建设大量的充电设施，同时后期的维护费用也较高。当前，随着汽车普及程度的不断加深，汽车尾气所产生的污染问题也更加的显著，在不同城市的环境污染指数当中，汽车废气物占比较大，纯电动汽车依托其低排放的特征能够显著的改变环境污染问题，推动低碳经济发展。通常来说，纯电动汽车凭借着夜间给汽车电池充电，从而储备足够的能源，满足白天行驶的要求。2.2 混合动力汽车技术原理作为一种重要的新能源汽车，混合动力汽车实现了传统能源和新能源之间的结合，其在传统燃料合理化应用的基础上，充分发挥了发动机辅助作用，使得能源消耗量不断的降低，这对于当前社会发展有着相对较大的推动作用。总体来看，混合动力汽车技术原理能够归纳为以下三点：首先，串联式原理有效应用。将串联式原理以及混动动力汽车所需要的电池对电量进行调节，使用电池在汽车的电动机与发动机之间保持平衡作用，从而控制与管理汽车动力控制系统。其次，并联式原理的合理化应用。在混合动力汽车中使用并联式原理可以使得混动汽车具备了电动机以及发动机等不同的驱动力，这两个驱动力能够单独发动汽车，也能够通过车辆动力控制系统实现二者的有效配合。这种类型的汽车能够存储电池当中剩余的能量，保证汽车的正常行驶。最后，将并联式与串联式原理用于混动汽车技术原理中，依据二者的结构需要有效整合，并且按照汽车实际的形式情况对自身运行的状态进行调整。3新能源汽车的相关技术分析3.1 动力电池技术电池能够为新能源汽车提供能量，其可以存储电网当中的电量，通过持续充电、放电为车辆提供源源不断的动力。新能源汽车想要实现商业化，提升其市场占有率，需要存在优越于传统汽车的优良性能，这对于电动汽车的性能也提出了更高的要求，比如加速性能、续航里程以及爬坡能力等。电池价格占据了纯重动汽车价格的绝大部分，所以电池性价比也成为了其是否能过推广的关键。为了推动纯电动汽车的研发效率，美国、欧洲、日本等国家都投入的大量资金研发车用锂电池技术。锂电池比铅酸电池有着更高的功率密度、无记忆效应、自放电小以及循环特性更好。在所有锂电池中，全固态锂电池应用范围更广。全固态锂电池指的是结构当中不包含液体，材料均为固态储能器材。总体来看，主要是由正极、负极以及电解质等内容构成，电解质通常为固态，其结构、密度有助于带电粒子向一端聚集，从而保证电流传导量最大化，有效提升电池的容量。固态电池有着更高的能量密度，体积也会更小。当前在专用车以及乘用车市场上，三元锂电池占主流地位；客车市场主要是磷酸铁锂电池，当前，纯电动汽车的续航里程为300-500公里。具有同样体积的固态电池容量密度能够保持在400Whkg,最高的时候能够达到600Whkg,是当前动力电池能量密度4-5倍，表明电量将会凭借着相同倍数不断增加，续航里程相较于之前有着较大幅度的提升。全固态锂电池将是未来电池技术的发展方向，能够在相同体积的基础上获得更长续航里程，在同样续航里程条件下能够实现更小体积，现在包括比亚迪、沃特玛、宁德时代以及丰田在内的多家汽车企业都开始研发固态电视，可是受限于技术难度以及制造成本，该技术的研发进度相对缓慢。3.2 电机技术当前，新能源汽车电机主要采用前置以及后置电机，连接动力电池以及传动轴，其结构比较成熟，装配也较为简易，可是因为需要通过传动系统输送动力到轮胎上,难免会导致电机功率出现损耗,对汽车性能以及电机使用寿命产生影响，轮毂电机将传动装置、动力装置以及制动装置共同整合到轮毂当中，从而简化了电动汽车机械部件，重量更轻，提升了车身空间使用率，电机将动力直接传送到轮毂上，在传动过程中不会出现损耗，车辆性能也可以得到充分的发挥，此外，轮毂电机本身具备了单个车轮独立驱动的性质，所以，不管是前驱、四驱还是后驱,它都能够轻松实现，全时四驱在利用轮毂电机驱动的车辆当中更加容易实现,这些优势是传动电机所不具备的，当然，轮毂电机要在空间相对较小的轮毂中布置，结构更加的复杂，技术难度也相对较高，要通过长期研发才可以普及技术。4结语随着科技的发展，传统能源汽车相关技术得到了优化、升级，通过对计算机技术以及电子技术的合理化应用，使得汽车在底盘、安全驾驶以及发动机等层面都得到了突破，有效提升了汽车性能。但是伴随着新能源汽车的出现，传统技术无法照搬到新能源汽车上，需要对相关技术进行优化，解决新能源汽车技术当中所存在的弊端，推动新能源汽车继续朝着智能操作以及无人驾驶的方向不断发展。参考文献：1陈明福，郑丽萍，陈其生.新能源汽车创新技术应用与研究J1.时代农机，2018,45(09)：240+242.2李文用.新能源汽车的发展将引领电池技术的重大变革J.居舍，2018(26)：215+222.3郑涛.新能源汽车技术发展现状和趋势J.企业科技与发展，2018(07)：86-87.4张厚明.提高新能源汽车技术门槛促进产业升级N.中国电子报，2018-07-10(003)5侯涛，徐佳.新能源汽车技术发展现状和趋势分析J.时代汽车，2018(07)：85-86.纯电动汽车技术状况及发展趋势分析摘要：经济的发展使得大众开始追求绿色经济，新能源汽车的发展就是其中重要的一个体现，其中的纯电动汽车也因此而被大众熟知。绿色经济的发展也推动着国家对于新能源技术政策的投入。本文介绍了纯电动汽车的概况以及国家对于纯电动汽车的推动政策，向大众展示了当前纯电动汽车的发展现状，并分析发展中存在的问题，概述了当前纯电动汽车的技术现状，以此来对未来纯电动汽车的发展趋势做出推断。关键词：纯电动汽车;技术状况;发展趋势纯电动汽车通过支持充电的电池做为动力驱动源，由电机驱动系统、转向系统及控制系统等结构组成。纯电动汽车行驶过程中消耗的是电力，所以不会排放废气，因此也就没有污染环境的危害，因此受到了国家和大众的推崇，也使得纯电动汽车有了极大的发展空间，良好的国家政策的推动，纯电动汽车技术的不断更新与提升，会大力的推动纯电动汽车受众程度，优良的驾驶性能会推动对于纯电动汽车的消费，以此而提升新能源汽车经济的发展，从而促进绿色经济的发展。1纯电动汽车概述纯电动汽车是使用蓄霜池存储维持汽车行驶的电能并通过电力驱动系统将电能转化为驱动汽车行驶的动能，同时也能够将汽车在制动时的动能再次转化回电能存储在蓄力电池中。纯电动汽车中的车载电源向汽车内操纵台、充电、能源管理等系统提供电能，使电动汽车驾驶系统能够正常运行，同时也向汽车内的照明、电动门窗。制冷制热等系统提供电能，保证车内辅助系统正常运转，保障安全驾驶条件。纯&动汽车的运行原理是通过控制器系统根据加速踏板或制动踏板发出来的信号对驱动控制系统做出对应的控制指令，使之控制电机对汽车做出相应的一系列反应。驱动系统主要通过捕捉控制系统发出的指令以及电机的运行速度及电流的信号，对其相应的环节做出指令以控制。电机的运行是在电动汽车行驶过程中，通过把动力电池向电机提供的电力转化为推动汽车形式的机械能，而在汽车的制动过程中，电机会把在制动时汽车因惯性而产生的动能转化为电能，并将之存储在蓄电池之中。纯电动汽车多重系统间的相互配合使得行驶功能正常运行。2纯电动汽车发展政策概述纯电动汽车与传统燃油汽车相比较，纯电动汽车依靠电能，不会产生污染空气的废气，而行驶过程中的噪音低，这些优点使得国家在绿色发挥展中对纯电动汽车提起重视，开展了一系列政策促进纯电动汽车产业的发展。由2016年汽车工程学会发布的路线图中的规划可以看出，在极力推动纯电动汽车的销售，使之成为汽车产业的主导产业。为推动大众对于纯电动汽车的消费，我国财政部联合相关部门在2019年发布有关纯电动汽车财政补贴政策的通知，提升了对纯电动汽车相关产业的补贴程度，使群众对于纯电动汽车的消费更低,更贴合消费水平。在降低价格的同时也注重纯电动汽车的安全性能，加大对纯电动汽车相关技术的要求与标准，根据提升的标准对企业进行补助，如要求动力电池的质量不可低于标准，提高的部分按照比例进行补助。也对纯电动汽车的能源消耗进行了补助，对充电单位按照现行比例进行补贴。这一系列相关补助政策和标准，是我国对于纯电动汽车产业的重视，纯电动汽车产业也因此而得到了发展。3纯电动汽车发展状况在国家重视的政策补贴和相关政策的影响之下，我国的纯电动汽车产业获得了一定程度的爆发性发展，纯电动汽车的销售量增加。然而在我国整体用车和购车市场低迷的情况下，加之又受到了疫情的影响，经济发展受到了制约，使得大众对于汽车的需求度不高，又因为新能源政策补贴的退坡因素的影响，导致了现如今我国纯电动汽车产业陷入低谷，并且因为疫情影响使得纯电动汽车未来发展还具有严重的不稳定性。但是在国家对于新能源的重视，不断地推动相关政策向其他有联系产业链扩展，并且对纯电动汽车的相关政策已扩散到各个生产环节，比如纯电动汽车的充电服务也受到了政策的补贴。为了维持纯电动汽车产业当前态势，鼓励生产企业保持供需平衡，提升自己产业开发的技术和质量，政府也对相关政策进行了局部调整。4纯电动汽车的技术状况4.1 电池储电技术纯电动汽车的主要动力来源于电池提供的电能，所以纯电动汽车能否良好发展的关键因素在于电池的储电性能。所以纯电动汽车在电池方面的技术在不断的发展，由最初的使用寿命比较短、功率较小的铅酸电池改进更新为碱性电池，对电池的使用寿命和功率都做了优化，使之能够长时期的为行车提供充足的电力。在此基础上，也要考虑使用电池的安全性能，提升储电池的存放能力及抗击能力，保证电池的安全性能稳定。同时也要考虑电池的环保节能方面，提升电能的利用率，以及电池更新换代后的回收管理，都要在技术提升的基础上提高使用率，减弱电池的报废率。4.2 汽车驱动技术纯电动汽车的驱动是在电池提供的电力之下，通过制动踏板和加速踏板向电机传输指令，电机根据指令做出加速、制动相关反应。电机技术的好坏影响着汽车形式的性能，电机的种类非常多，包含直流式电机、感应式电机等，当前我国现有的电机技术应用较高的是永磁同步电机，通过电机内部的旋转变压器、温度感应器收集电机运行状态，并将状态传回电机控制系统，这种电机的运用能够稳定汽车在运行过程中的转速。不同种类的电机在电动汽车的应用要根据车辆的具体需求方向，以促进汽车的某一方面性能的突出。4.3 电能管理技术当前电能管理技术对纯电动汽车的电能进行合理化的配置使纯电动汽车中电池所储存的电量得到充分有效的应用，增强汽车的续航时间，为汽车的形式提供更多的动能，同时也能够对汽车的运行状态进行监测，保证行车的安全，还可以在监测的同时促使对充电、用电过程中的不同性能进行提升，使之行驶中的电流、电压都在标准之中，提供安全的行车环境。保障电能管理技术在纯电动汽车中的应用，以提升纯电动汽车的使用效能。电能也会因为纯电动汽车本身的质量、外形而受到影响，在设计之初，会选择铝镁合金材料来减轻车身重量，设计流线型的车型来减弱空气对汽车的阻力，是汽车电能充分有效发生作用。4.4 电动汽车充电技术以往的纯电动汽隼采用慢充充电耗时长、速度慢，且对电池损耗大，因此限制了纯电动汽车也的发展。在此基础之上，对电动汽车的充电技术做出了优化，从电池的最高反应基础上出发，迎合电池的化学反应速度，在保证电池使用生命的前提下，加大充电功率从而减少充电时间，这也就要求在纯电动汽车的设计之初要应用材料足够好的电池，以此才能保证充电速度的提升，也能保证充电的安全性。电动汽车充电技术的提升，也就在促使着对于电池储电、安全等技术方面的提升，如此循环，使得纯电动汽车性能提高，纯电动汽车产业不断向更好的方向发展。5纯电动汽车发展趋势5.1 政策趋势纯电动汽车技术的不断提升，各种性能的不断提升,使得受众群体逐步增多。而绿色经济的发展，也促使着新能源的被应用途径的提升，国家对于新年能源的重视程度也逐渐增高，因此对于在纯电动汽车产业的政策也在不断地扩大，不仅仅对汽车的消费者进行补贴，同时也对生产企业进行优惠措施以鼓励纯电动汽车产业的发展，因此使得我国当前已经成为纯电动汽车销售大国，虽然在2021年我国将取消新能源汽车补贴政策，但是仍会提供相关支持体系，以维持纯电动汽车销售量。比如政府公车采购纯电动汽车，对从纯电动汽车用户提供充电设施补贴等等方式以保证纯电动汽车产业发展。5.2 市场趋势受当前疫情的影响，我国的经济发展状况受到冲击，但我国疫情控制态势良好，这也使得我国经济在稳步回升。因此虽然当前汽车的销售市场受到冲击，但是随着经济的稳步回升，纯电动汽车的市场也会朝着良好的方向发展。新能源汽车的增多，也会使纯电动汽车面临的市场竞争变得更加激烈，在需求量不变供给量大大增加的情况下，提升自己产品的质量，突出自己产品的吸引力使产品研发企业必要的选择，设计符合市场需求的纯电动汽车，把握市场主导权。5.3 性能趋势面对当前激励的市场竞争，也就要求这企业要不断的提升自己产品的性能。从当前技术发展水平来看，电池技术在不断提升，因此纯电动汽车的储电能力将大大提升，因此也就提高了汽车的续航能力。同时对于电池的优化改进也在不同程度的加大了纯电动汽车的安全性，减弱了人们对于纯电动汽车安全上的担心。以此同时，各种技术的提升都在保证着环保效能。5.4 受众趋势各种政策的支持与补贴，使得群众购买纯电动汽车需要花费的金钱减少，在一定程度上提升了群众对于纯电动汽车的认可度。同时政府对相关企业的补贴政策使产业产出的纯电动汽车性能不断提升，满足了群众的需要，促使着大众选择纯电动汽车。受绿色经济发展理念影响，使得绿色出行深入人心，而充电等基础设施不断地健全，这也会推动人们倾向与选择纯电动汽车。纯电动汽车越来越能满足群众出行的需要，这也提升了对电动汽车的需求量。6总结纯电动汽车的出现符合绿色经济的发展，且纯电动汽车的技术在不断优化，这也使得纯电动汽车的性能更符合大众的需求，这也使得企业对纯电动汽车产业的不断投入，需求和供给的增加推动着汽车产业的发展，而纯电动汽车产业的发展也推动着绿色经济的发展。参考文献：口赵治，郝志莉.纯电动汽车车身材料轻量化应用现状浅谈J汽车实用技术，2020(07)：22-24.齐善威.智能网联场景下纯电动客车车速规划算法研究UL汽车实用技术，2020(07)：28-30.引李胜琴，汤亚平.基于ECE法规及I线的纯电动汽车制动能量回收策略研究J.武汉理工大学学报(交通科学与工程版)，2020,44(01)：75-80.