试析新能源汽车技术的技术原理及优缺点
2022-12-16须麒
须 麒
钟山职业技术学院 江苏南京 210049
当代社会经济的发展与科学技术的应用和创新之间存在着密不可分的关系,国家经济水平的提升,也为我国汽车制造行业提供了充分的经济支持。积极解决当前存在的环境污染问题,保障人民生活便利的同时,也能够在一定程度上缓解能源危机,加强相关技术的研究迫在眉睫。为了积极响应国家环保政策的号召,加强对新能源汽车技术的研究,有助于促进科技发展和创新,同时也是对环境保护理念和生命共同体理念的重要回应。
1 新能源汽车技术含义
相比较于技术发达的美国,我国所采用的新能源汽车技术在应用水平方面还存在一定的不足,还有待改善。石油危机给全世界带来了压迫性的影响,在这样的背景下诞生了新能源汽车,这种类型的汽车对传统燃油汽车进行了改造和升级,在环境保护和经济发展方面都做出了重要的贡献。在交通运输领域,这种类型的汽车的广泛运用也能够调整资源配置和协调之间的问题。
1.1 新能源汽车种类
基于对新能源高效利用的理念,对传统石油能源的改进,新能源汽车所采用的能源更加具备清洁性、低能耗性的特征。广泛运用这种类型汽车的过程中,有助于保护大气环境;在汽车驱动和动力控制方面,采用新能源汽车技术也能够进一步提高汽车运行效率。新能源汽车目前在市面上共推出了三种模式,分别是纯电力驱动汽车、燃料电池汽车以及混合动力汽车[1]。所采用的驱动力供应来源都存在较大的差别,而且分别存在不同的优缺点。加强对新能源汽车技术的研究具有非常现实的意义,符合我国低碳经济发展的时代需求,因此,必须要注重对锂离子电池产业链的改造和升级,也能够促进现代工业以及其他行业之间实现融合发展。对此,应积极落实国家相关政策举措,为新能源汽车制造技术和现代交通运输领域的融合发展给予充分的支持。
1.2 新能源汽车技术定义
相比较于传统燃料汽车来说,新能源汽车所采用的技术更加节能和环保,符合当前国家所提出的环保政策要求,而且更加倾向于对新能源的应用。新能源汽车技术依赖于科技水平的更新和完善,有助于解决当前社会经济发展过程中能源短缺的问题,同时,也有助于推动我国能耗产业获得进一步转型发展。
2 新能源汽车技术类型及技术原理
目前国内市场所推出的新能源汽车类型丰富,而且能够满足长短途、不同需求群体的行车需要,主要包括纯电力驱动汽车、燃料电池汽车以及混合动力汽车三种。其中,纯电力驱动汽车以及混合动力汽车技术生产链的不断改进升级,也加强了对相关技术的应用和拓展,目前在国内发展相对来说较为成熟,拥有较大的市场保有量。加强对新能源汽车工作原理的研究,有助于了解新能源汽车技术所存在的优缺点,进一步寻找到需要突破的技术瓶颈。
2.1 纯电力驱动汽车
在国内纯电力驱动汽车也被叫作纯电动汽车,对于国内的尾气排放污染问题,具有一定的削减效果,这种汽车主要采用电机来完成驱动的任务。一般来说,一些汽车主要是将电动机安置在发动机舱内部,只有少部分的汽车会将车轮作为电动机的转子,但同样都能够达到驱动的效果[2]。这种汽车技术在运用的过程中可能会存在一定的困难和问题,主要表现为电力的储存。但是在采用纯电动汽车的过程中,不会像传统燃油汽车一样排放出大量的危害气体。而供电的发电厂基本上都建立在较为偏远的位置,因此,也不会干涉人们的生活,一般来说,利用夜间的低频率用电期来完成充电的任务,保持在日间良好的运行效率,能够实现节能减排的目标。纯电动汽车与传统汽车存在着较为突出的差异,纯电动汽车将所需要的电能长时间储存在汽车中,不需要排放二氧化碳,而采用蓄电池就能够实现能源供应的目标。这种汽车技术不仅有助于缓解空气污染,也能够贯彻和落实我国低碳经济发展的任务。比如,已经研发出了快速充电的功能,能够大大延长一次充满电后的航程,这也将为业界带来更为光明的发展前景。
2.2 燃料电池汽车
燃料电池汽车在国内受到广泛推崇的原因,在于其所采用的驱动力的特殊性。所采用的驱动力,主要源于氢能和大气中的氧所发生的化学作用,发生化学作用的过程中会释放一定的化学能量,从而成为燃料电池汽车的主要动力来源。在燃料电池汽车的动力系统中,采用的驱动形式主要包括电机、燃料电池发动、机动力蓄电池以及燃料箱。目前这种类型的汽车在现代社会中应用得十分普遍,它能够广泛利用清洁能源,符合当前低碳经济的发展需求。采用这些基本构成部分,有助于保障这种类型的汽车稳定运行,而且动力来源是氢能,在燃烧和排放的过程中,所产生的排放物主要是水,不会对周围环境造成伤害,基本上没有污染。
2.3 混合动力汽车
在采用新能源汽车技术的过程中,常常会遇到电能供应不及时的问题。为了克服这种问题,一些人又会倾向于选择传统燃油汽车。而混合动力汽车是重要代表之一,能够更好地平衡能源供应之间的协调性。混合动力汽车所采用的驱动力主要来源于传统燃料,但在采用的过程中,需要依靠发电机或电动机作为辅助设备,对于现代社会经济发展具有重要的推动作用。目前,国内市场所推出的混合动力汽车包括三种类型,应用十分广泛。混合动力汽车技术将传统燃料的发动机所产生的动能,及时转化为电能以实现车辆正常行驶,从而满足汽车正常运行的能源需求。同时具备传统汽车核心能源汽车所共同拥有的特征,因此,也能够更为容易地被大众所接受。
3 新能源汽车技术的优缺点
经过了近30年的发展,国际科技水平在不断进步,新能源汽车产业也随之发生了较大的转变。我国新能源汽车逐渐得到大众市场的广泛认同,在采用的过程中,也表现出了自身所拥有的突出的优势。但从宏观的角度来看,这些类型的汽车也存在一定的缺点,依靠国内目前所拥有的技术水平条件,还无法得到完全解决。以下主要针对不同类型新能源汽车技术所存在的优缺点,进行详细分析和探讨。
3.1 纯电力驱动汽车的优缺点
纯电动汽车所采用的技术原理相对来说较为成熟,在生产和制造的过程中也能够实现良好的节能降耗目标,因此获得了长久的发展和运行。对传统汽车结构进行了优化和改造,使之不仅具有质量较轻的特征,而且也能够克服纯电动汽车所遇到的能源问题。在实际驾驶和操作的过程中,纯电动汽车具有突出的优势,主要在于人工操作十分方便。而且这种类型的汽车所采用的主要是电力能源,因此,有效弥补了电力资源利用方面的空缺,也能够充分发挥电动汽车的作用和优势。用户在使用的过程中,不必担心能源突然枯竭的问题,电能能够保障这种类型的汽车运行状态平稳。在制造和生产这类汽车的过程中,能够有效解决和克服能源的问题,这也是这类汽车所能够得到长远发展和运行的重要因素。同时这类汽车也存在电力储存方面的缺陷。需要将所使用的电能提前储存在蓄电池中,而蓄电池本身所能够储存的总量较少,要满足实际需求就需要构建更大储存量的电池,所需成本较高。与之带来的是燃料电池汽车的购买价格较高,给用户带来更为严重的经济负担。虽然这类汽车发展时间较长,也拥有广泛认同的汽车优势。但由于这类汽车只将电能作为单纯的供应能源,在采用过程中,通过调整电力大小来进行速度的控制,相当于传统意义上的自动挡汽车。虽然这种汽车使用起来较为轻便快捷,但是充电时间较长。未来还需要加强对充电桩的研发和利用,在稳定经济规模的同时也能够带来更长的电能供应。从性价比的角度来看,这种类型的汽车不如其他类型的新能源汽车。
3.2 燃料电池汽车的优缺点
燃料电池汽车能够有效提高发动机的燃烧效率,对于处理和降低温室气体具有重要的作用。这种类型的汽车不仅有助于降低温室气体的排放,也能够促进我国低碳经济实现良好的发展,充分利用清洁能源的优势。燃料电池汽车在正常使用的过程中能够实现零排放的目标,而这种状态,也使这类汽车达到零排放的标准和要求,因此,在社会中得到了广泛的认同。而这种类型的汽车所采用的能源,主要是清洁型的氢能源,所产生的排放物主要是水,虽然没有排放温室气体,但是也存在着技术难度较高,成本耗费较高的问题。我国目前对于这类汽车所开发和使用的技术还处在初级阶段,还存在许多技术方面的困境和问题,为了更好地借鉴零排放的标准,也需要解决机油泄漏所产生的水污染问题。在实际驾驶过程中,这种类型的汽车较为平缓,而且没有多余的噪声干扰问题,但为了更符合社会对这种类型汽车的需求,需要加强对相关造价系统的研究和开发,也需要克服造价成本过高和技术难度较高的问题。在长期驱动和运行的过程中,这种类型的汽车的燃烧效率能够得到大幅提升,未来势必要加强对汽车技术的研究和改进。
3.3 混合动力汽车的优缺点
混合动力汽车充分结合了传统汽车和新能源汽车二者之间的优势,存在两种能源供应的方式,在一定程度上相比较于传统燃油汽车,具有更为强劲的动力,而且也能够保持更为长效的运行。其中一种是新能源供应方式,另一种是传统能源供应方式。在刚步入市场之际,这种类型的汽车有效填补了新能源汽车技术发展还不完善的市场空白,有效实现了节能降耗的目标。新能源汽车能够自主检索周围的环境情况,根据不同的路况和地势特征选择合适的驱动方式,从而降低汽车对能源的消耗,进一步提高对能源的利用效率。相比较于纯电动汽车,混合动力汽车能够不受电池续航能力和效果的限制,在需要能源供应的情况下,也可以通过加油来增加续航。这种类型的汽车对动力驱动也提出了更高的需求,不仅需要采用先进的控制系统,也需要不断加强对技术的改进和升级。因此,这也给这类型的汽车提出了造价较高的难题,未来还需要加强对技术的研究和开发,才能够实现广泛推广的目标。这种类型的汽车在驱动设备功率稳定性方面存在着突出的优势,在较长距离的行驶过程中能够表现出更为突出的竞争优势。而且这种汽车在后期能够实现反复充电,因此所采用的蓄电池稳定性也较高。用户在使用和驾驶的过程中,汽车内部暖气和空调设备都能够保持正常使用。最大限度上符合规定参数的汽车运行需求,但混联式汽车所采用的驱动系统构造更为复杂,在长途使用过程中,可能需要耗费大量的油量,在短途内却能够保持长久的动力。而这种远距离交通所耗费的成本,无疑会给普通家庭带来较大的经济负担。为了解决这些问题,我国相关人工开发成本也较高,现有的技术还不够成熟,势必要加强对相关系统和环节的研究。
4 新能源汽车技术未来的发展趋势
在当代社会中,科学技术的转型和发展日新月异,但也提出了更为迫切的能源需求,在这样的背景下,汽车制造产业必须要注重对当前的生产技术进行改造升级,以实现节能减排的目标。我国汽车制造产业逐渐朝向电动化和智能化方向发展,并且逐渐与新能源和信息通信以及人工智能等先进领域进行加速融合。在这样的背景下,汽车制造产业技术得到了优化和升级,传统的能源消费结构相比之前也有了巨大的变化。为了响应国家建设清洁美丽中国的号召,必须要树立人类命运共同体的观念,紧紧抓住新能源汽车发展的机遇和关键时期,加强对各个系统技术的研究。
对于新能源汽车来说,电池、电机以及电子控制系统三个方面扮演着重要的角色。第一,应注重提高电池的输入输出特性、安全性能以及使用寿命,对此,应加强对国际前沿技术的研究和应用,大力采用功率型动力电池,或者可以运用超级电容技术,提高电池的模块化发展水平。该领域的研究重点应注重放在锂离子电池的研究方面,有助于为新能源汽车行业的发展提供充分的科技支撑,也能够进一步提升汽车的材料利用效率和环境适应性。第二,应从采用新材料、新结构的角度,注重开发效率高的电机。第三,为了给新能源汽车提供充分的技术支撑,也应该加强对电子控制系统的研究。首先为了提高汽车的容错性,可以采用高性能的整车控制器以及专用芯片,大力运用智能网联技术开发分布性较强的控制系统。通过采用这种电子控制系统实现高效和降噪的目标,除此之外,也应重点研发高性能的混合动力系统整车控制器,不断满足新能源汽车产业化发展的技术需求。
相比较于传统燃油排放汽车,新能源汽车具有更高的碳排放优势,未来势必拥有更大的发展潜力和更为广阔的市场前景。目前,国内汽车产量居于全球领先位置,并结合新能源汽车行业的发展现状,推出了26项国家标准,汽车制造行业也应加强对汽车技术的研发,积极克服和解决当前基础设施配套不足的矛盾和问题,补充新型技术,重点突破新能源汽车制造行业所面临的问题和困难。除此之外,国家也应积极完善相关法律法规,为新能源汽车的持续发展,做好充分的支持。
结语
综上所述,新能源汽车在当代社会中为交通领域的发展做出了重要的贡献。新能源汽车不仅为人民的现实生活带来了极大的便利,也相比较于传统燃油汽车具有更为突出的优势。在环保和节能减排方面具有更大的作用,依靠国家科技水平的进步和发展,新能源汽车的缺点和困境,势必会得到更好的升级和改造。充分发挥这类型汽车的优势,促进我国现代工业和其他行业之间的融合发展,有效减轻我国经济发展所面临的环境污染压力,致力于现代社会经济的发展。