新能源汽车特征及核心技术研究

张小兴

摘 要：随着我国节能环保理念的逐渐加强，新能源汽车由于燃油消耗少、污染物排放量低等优势受到了越来越多人的喜爱，由此也推动了我国新能源汽车的快速发展。新能源汽车具有良好的环保性、静谧性以及用车成本低等特征，从汽车消耗的能源样式不同，新能源汽车分为纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车以及氢发动机汽车等，要促进新能源汽车的持续发展，必须要加强整车控制器技术、电机控制器技术以及电池管理技术的研究。

关键词：新能源汽车;特征;技术

1 引言

随着现代人们生活水平的逐渐改善，越来越多的人们选择购买汽车来满足家庭与个人的出行需要，也由此使得我国汽车保有量呈现递增式增长，然而汽车在给人们日常生活、工作带来便利的同时，也会排放出大量的污染气体，严重损害了自然生态环境，威胁到人们的身心健康。此外，汽车行驶也会消耗大量的不可再生能源，一定程度上加劇了我国的能源危机。为了改变这样的状况，我国一些部门开始大力倡导新能源汽车，提高对新能源汽车的补贴与扶持力度，不断推动新能源汽车产品的向前发展，也制定出引导性政策鼓励消费者优先考虑购买新能源车，为我国新能源车发展提供巨大的帮助。我国投入了大量的人力和物力研发新能源汽车，取得了非常大的成果，其中一些成果已经在投产的新能源车上体现出来，但是仍旧有一些核心问题未能解决，影响了新能源汽车的进一步发展。

2 新能源汽车概述

新能源汽车和传统汽车最明显的区别就是动力燃料的不同，新能源汽车行驶中消耗的是环保新能源，此外，新能源汽车的动力控制系统、传统系统等方面也与传统燃油车存在较大的区别，新能源汽车具有更加高效的能源利用率，所使用的各项科学技术手段也要先进许多。新能源汽车的发明解决了传统燃油汽车污染量大的问题，有利于我国生态环境的可持续发展，同时对于缓解我国能源危机也具有重要的作用。第一，新能源汽车具有非常好的环保性[1]。新能源汽车包含了纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车以及氢发动机汽车等，汽车运行中的排放量都非常的低，特别是纯电动汽车可以实现零排放，电动汽车在形式中消耗电瓶的电量，而发电站在产生电能的过程中，其污染物排放量也要远低于传统的燃油汽车，，这是因为发电站的能源转化效率非常高，同时还会对产生的污染物进行的进行中和处理，减少污染物对生态环境的破坏。第二，新能源汽车还具有使用成本低、运行静谧性好的优势[2]。这方面纯电动汽车具有非常好的话语权，该车型动力系统为电动机，不需要像传统内燃发动机那样点火，因此汽车在怠速以及停止状态下时难以觉察到车辆的抖动以及噪声，在低速行驶中也会非常的安静，只有当速度上升到一定数值后，由于汽车胎噪以及风噪等外界原因增加汽车的噪声。

3 新能源汽车特征

新能源汽车是相对于传统燃油汽车而言的一种新型汽车，从汽车消耗的能源样式不同，可以将新能源汽车划分为纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车以及氢发动机汽车等[3]。目前市面上在售的新能源车主要为混合动力汽车以及纯电动汽车，为此，以这两种新能源汽车为例探究其特征。

3.1 混合动力汽车

混合动力汽车的动力不仅仅是来自于某一个方面，而是将电动机与传统的燃油发动机结合起来，使两者达到新的平衡，消耗更少的能源完成相同的汽车行使里程，同时污染物的排放量也比传统的燃油汽车要低很多。一般情况下，混合动力汽车的动力主要来源于电动机驱动系统以及内燃机驱动系统，当混合动力汽车处于启动以及驻车转态下时，通常由电动机为主要动力源，所以汽车具有非常好的响应速度、车辆静谧性也非常好、对环境的污染也是微乎其微。当混合动力汽车在高速匀速行驶或者某种特殊工况下运行时，则以发动机为主要动力源，在这种情况下发动机处于经济运行区间，只需要消耗少量的燃油就可以推动汽车的运行，极大的提高了燃油的利用率，减少汽车的尾气排放，同时发动机的运行还能够为电池进行充电，保证汽车的电池电量始终处于健康区间内[4]。

3.2 纯电动汽车

纯电动汽车是仅仅以电动机为动力系统的新能源汽车，是以混动动力汽车为载体发展出来的。纯电动汽车由于没有传统的发动机，在汽车启动、行驶过程中噪声非常小，同时不需要消耗传统的汽车燃料，自然也就不会排放出污染物，不会对周围环境产生危害，纯电动汽车也是新能源汽车发展了重要方向。现阶段，纯电动汽车还没有获得大面积普及，究其原因主要是由于纯电动汽车的充电时间较长、续航里程较短以及后期电池维修更换成本高等，影响了人们购买纯电动汽车的积极性。我国针对纯电动汽车推出了许多优惠政策，比如说减免购置税、限购城市免拍牌照等，极大的降低了消费者购买纯电动汽车的资金，不断推动纯电动汽车的向前发展。

4 新能源汽车核心技术

4.1 整车控制器技术

整车控制技术是新能源汽车的核心技术之一，该技术实现对整个汽车工作状态的监控与管理，包含有行驶速度、温度等基础因素进行监控，也会对汽车行驶档位、油门下压度以及方向角度等驾驶员潜在的操作意识进行收集和分析。汽车总体控制模块在接收到各方面的传感器数据信息后，经过综合分析与处理后对电池控制模块、动力控制模块以及电力管理模块等下属单位发送相对指令。

汽车总体控制模块分为了三大板块，分别是硬件电路、底层驱动系统以及应用层软件系统[5]。硬件电路一般包含了处理芯片、电源以及存储单元等构件组成，拥有良好的移植性能、延伸性能以及兼容性能。在新能源汽车产业的不断推动下，硬件电路也获得了较快发展，现阶段，处理芯片已经上升到了32位。底层驱动系统必须要通过专用的软件进行设计，通常情况下以模块化开发方式为主，对统一软件进行重复利用，从而有效的降低软件开发周期。应用层软件系统的设计通常为V型样式，具有良好的延伸性与拓展性，可以实现较高的团队开发速度。

4.2 电机控制器技术

电动机是新能源汽车中的重要动力单元，电机控制器模块能够实现对电动机运行状况的控制与监测，让其处于良好的工作状态，确保电动机能够长久、稳定运行。电动机的输入电压通常为交流电，而新能源汽车自身电池组输出的电压为直流电，电机控制系统必须要将直流电转变为交流电，再输送给电动机，保障电动机能够正常工作。电动机控制器的职责权限是负责对电动机的运行状况进行监测，并及时反馈电动机出现的各类问题，保障电动机能够安全、稳定的工作，同時还会将电动机工作中的各个数据存储起来。电机控制器通常由底层驱动模块、控制电路模块以及应用层模块等部分组成，共同负责电动机控制器的正常运行，也能够有效的保护新能源汽车电动机的安全性[6]。电机控制中的底层驱动模块与整车控制器相似，设计类型也是以模块化方式为主，同时也注重软件的重复实用性。应用层模块算法软件通常含有矢量算法、需求转矩计算与故障监测等区域。

4.3 电池管理技术

新能源汽车的重要构成部分就是电池系统，电池系统是一些新能源汽车的重要动力部分，更是纯电动汽车的全面动力来源，因此加强电池控制系统的管理可以实时监测电池组的工作状态以及当前电量，并对电池系统的运行进行管理和优化，有助于提高电池系统的电能利用效率，更好的发挥出电池系统的潜能，此外，通过电池管理技术的应用还能够有效的预防电池出现过压、欠压以及馈电等现象发生，降低电池系统的不正常损耗，从而有效的增加电池的使用寿命。电池管理系统通常由硬件电路、底层驱动电路以及应用层软件系统三个部分构成，和汽车总体控制技术具有较大的相似性，但是硬件电路分为了主板以及从板两个部分，主板主要职责为控制与保护关键部位，同时还开展荷电状态值的测评，从板主要职责为电流以及电源的均衡控制。

5 结语

新能源汽车是我国汽车行业未来发展的重要趋势，加强新能源汽车的推广有利于缓解我国的能源危机，保护我国的生态环境，促使我国汽车产业的健康、可持续发展。我国的新能源汽车在正常控制器技术、电机控制器技术以及电池管理技术上仍然有所欠缺，必须要加大研发，实现各项技术的创新与突破。

参考文献：

[1]郭本海，陆文茜，王涵，乔元东，李文鹣.基于关键技术链的新能源汽车产业政策分解及政策效力测度[J].中国人口·资源与环境，2019，29（08）：76-86.

[2]陈亚鑫.中国新能源汽车行业核心技术的专利价值评估研究[J].科学技术创新，2019（23）：194-195.

[3]袁尉铭.新能源汽车的故障问题分析与维修关键技术探讨[J].汽车实用技术，2019（03）：21-22.

[4]韩颖.中国新能源汽车产业发展中存在的问题及对策分析[J].南方农机，2018，49（22）：166.

[5]武建龙，刘家洋.新能源汽车创新生态系统演进风险及应对策略——以比亚迪新能源汽车为例[J].科技进步与对策，2016，33（03）：72-77.

[6]张晓宇，赵海斌，周小柯.中国新能源汽车产业发展现状及其问题分析——基于我国汽车产业可持续发展的视角[J].理论与现代化，2011（02）：60-66.