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電氣技術(shù)在新能源汽車中的應(yīng)用
趙沙沙1，孟凡濤2 2022/11/10 17:54:15
（1.泰山科技學(xué)院，山東 泰安 271019；2.國(guó)網(wǎng)梁山縣供電公司，山東 濟(jì)寧 272600）
摘要：當(dāng)今社會(huì)，汽車作為人們的主要交通工具，逐步走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，與此同時(shí)，汽車尾氣排放對(duì)環(huán)境造成的污染也成為全社會(huì)共同面臨的問(wèn)題�；诖�，新能源汽車逐步走進(jìn)了人們的視野，本文主要探討了以電氣技術(shù)為核心的新能源汽車的優(yōu)勢(shì)及發(fā)展現(xiàn)狀，并進(jìn)一步闡述了新能源汽車的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
隨著人類文明的不斷進(jìn)步，能源緊缺也成為社會(huì)面臨的一大難題，針對(duì)能源緊缺這一問(wèn)題，世界各國(guó)紛紛出臺(tái)了各種應(yīng)對(duì)措施，新能源成為各行各業(yè)爭(zhēng)相研究、利用的重點(diǎn)。
在這一背景下，新能源汽車也逐漸走進(jìn)了大眾的生活。截至2022年6月底，我國(guó)人民全國(guó)新能源汽車持有量達(dá)1001萬(wàn)輛，占汽車總量的3.23%。其中，純電動(dòng)汽車持有量810.4萬(wàn)輛，占新能源汽車總量的80.93%。
一、新能源汽車的優(yōu)勢(shì)
新能源汽車作為新技術(shù)的應(yīng)用結(jié)果，以純電動(dòng)和混合動(dòng)力為主要特征。
針對(duì)混合動(dòng)力汽車而言，其動(dòng)力源含有兩種或者是兩種以上，通常是借助于電動(dòng)機(jī)以及內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)產(chǎn)生諸多能量。就純電動(dòng)汽車而言，其動(dòng)力源主要來(lái)源于電動(dòng)機(jī)，和傳統(tǒng)汽車相比，純電動(dòng)汽車省去了內(nèi)燃機(jī)、排水系統(tǒng)等，一方面簡(jiǎn)化了汽車的結(jié)構(gòu)，另一方面促進(jìn)了能量利用率的全面提高。
在全社會(huì)倡導(dǎo)節(jié)能減排的背景下，新能源汽車以其低排放、低污染等優(yōu)勢(shì)，在市場(chǎng)上占有了一席之地，相信不久的將來(lái)其市場(chǎng)將會(huì)更加廣闊。
在新能源汽車發(fā)展勢(shì)頭良好的前提下也存在一些亟待解決的問(wèn)題。
二、新能源汽車發(fā)展面臨的困境
2.1 充電
傳統(tǒng)的新能源電動(dòng)汽車的電池充電困難、充電時(shí)間長(zhǎng)，且續(xù)航里程較傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車短[1]。新能源汽車的充電時(shí)間可以用以下公式表示：
不同品牌的新能源汽車電池容量不同，因此電池容量是衡量新能源電動(dòng)汽車性能的重要指標(biāo)之一。
充電功率取決于充電樁最大功率與電動(dòng)汽車交流充電最大功率兩者的較小值。
為了進(jìn)一步提高充電效率，提高續(xù)航里程，不僅需要不斷優(yōu)化新能源汽車的性能，還需要合理配置充電樁，統(tǒng)一各地充電樁充電功率，加大充電樁的投設(shè)。
2.2 維修
以純電動(dòng)和混合動(dòng)力為特征的新能源汽車，發(fā)展還尚為稚嫩，與此同時(shí)也伴隨著很多新型故障，這些故障依靠傳統(tǒng)的以掌握機(jī)械動(dòng)力知識(shí)為主，對(duì)電氣知識(shí)掌握較少的維修人員很難解決。新能源汽車的保養(yǎng)與傳統(tǒng)的汽車相比較為復(fù)雜，電池壽命有限且價(jià)格昂貴，新能源保養(yǎng)客單價(jià)是傳統(tǒng)燃油的25%，但維修客單價(jià)是傳統(tǒng)車的1.43倍，同時(shí)一些維修網(wǎng)點(diǎn)不具備維修新能源汽車的能力，甚至在維修的過(guò)程中一些小的零件都需要從原廠發(fā)貨，極大的拉長(zhǎng)了維修周期[2]。
為了解決以上這些問(wèn)題，一方面需要加大對(duì)新能源汽車的研發(fā)力度，使其使用性能、維修性能更加人性化，另一方面急需儲(chǔ)備大量的既懂機(jī)械知識(shí)又懂電氣知識(shí)的專業(yè)維修人員。
三、未來(lái)新能源汽車發(fā)展的方向
目前風(fēng)力發(fā)電技術(shù)和太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)作為清潔能源成了我國(guó)工業(yè)用電、居民用電的良好補(bǔ)充。而太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在新能源汽車領(lǐng)域還未進(jìn)行良好的開(kāi)發(fā)和利用[3]。
3.1 太陽(yáng)能發(fā)電
太陽(yáng)能發(fā)電就是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。在新能源汽車領(lǐng)域利用太陽(yáng)能發(fā)電，將太陽(yáng)能板安裝在汽車上，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)在陽(yáng)光充足的地方收集太陽(yáng)能，太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為電能傳輸給控制器，控制器通過(guò)計(jì)算負(fù)載所需的電量，將電能通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)化為高壓交流電對(duì)運(yùn)行的電動(dòng)汽車進(jìn)行能量補(bǔ)充，當(dāng)汽車停止運(yùn)行或者當(dāng)太陽(yáng)能發(fā)出的電能供汽車運(yùn)行之外還有剩余時(shí)，將這些電能儲(chǔ)存在蓄電池中，為蓄電池充電。如圖1所示。
圖1 太陽(yáng)能供電過(guò)程
其中，太陽(yáng)能系統(tǒng)發(fā)電量計(jì)算式為：
式中：H 為太陽(yáng)能輻射時(shí)間；A 為太陽(yáng)能板面積；n 為光伏電站系統(tǒng)總效率。
3.2 風(fēng)能發(fā)電
風(fēng)能發(fā)電技術(shù)是把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械動(dòng)能，再把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的技術(shù)。在新能源汽車領(lǐng)域，風(fēng)力發(fā)電是將風(fēng)輪固定于底盤之上，風(fēng)輪的葉片隨著汽車的行駛，根據(jù)風(fēng)向自由轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
風(fēng)力發(fā)電將風(fēng)能輸出，經(jīng)整流器整流后傳輸給控制器，控制器通過(guò)計(jì)算負(fù)載所需的電量，將電能通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)化為高壓交流電對(duì)運(yùn)行的電動(dòng)汽車進(jìn)行能量補(bǔ)充。當(dāng)汽車停止運(yùn)行或者當(dāng)太陽(yáng)能發(fā)出的電能供汽車運(yùn)行之外還有剩余時(shí)，將這些電能儲(chǔ)存在蓄電池中，為蓄電池充（未完，下一頁(yè)）
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