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电气技术在新能源汽车中的应用

赵沙沙1,孟凡涛2 2022/11/10 17:54:15

   (1.泰山科技学院,山东 泰安 271019;2.国网梁山县供电公司,山东 济宁 272600)
   摘要:当今社会,汽车作为人们的主要交通工具,逐步走进了千家万户,与此同时,汽车尾气排放对环境造成的污染也成为全社会共同面临的问题。基于此,新能源汽车逐步走进了人们的视野,本文主要探讨了以电气技术为核心的新能源汽车的优势及发展现状,并进一步阐述了新能源汽车的未来发展趋势。
  
   随着人类文明的不断进步,能源紧缺也成为社会面临的一大难题,针对能源紧缺这一问题,世界各国纷纷出台了各种应对措施,新能源成为各行各业争相研究、利用的重点。
   在这一背景下,新能源汽车也逐渐走进了大众的生活。截至2022年6月底,我国人民全国新能源汽车持有量达1001万辆,占汽车总量的3.23%。其中,纯电动汽车持有量810.4万辆,占新能源汽车总量的80.93%。
   一、新能源汽车的优势
   新能源汽车作为新技术的应用结果,以纯电动和混合动力为主要特征。
   针对混合动力汽车而言,其动力源含有两种或者是两种以上,通常是借助于电动机以及内燃机驱动来产生诸多能量。就纯电动汽车而言,其动力源主要来源于电动机,和传统汽车相比,纯电动汽车省去了内燃机、排水系统等,一方面简化了汽车的结构,另一方面促进了能量利用率的全面提高。
   在全社会倡导节能减排的背景下,新能源汽车以其低排放、低污染等优势,在市场上占有了一席之地,相信不久的将来其市场将会更加广阔。
   在新能源汽车发展势头良好的前提下也存在一些亟待解决的问题。
   二、新能源汽车发展面临的困境
   2.1 充电
   传统的新能源电动汽车的电池充电困难、充电时间长,且续航里程较传统的内燃机汽车短[1]。新能源汽车的充电时间可以用以下公式表示:
  
   不同品牌的新能源汽车电池容量不同,因此电池容量是衡量新能源电动汽车性能的重要指标之一。
   充电功率取决于充电桩最大功率与电动汽车交流充电最大功率两者的较小值。
   为了进一步提高充电效率,提高续航里程,不仅需要不断优化新能源汽车的性能,还需要合理配置充电桩,统一各地充电桩充电功率,加大充电桩的投设。
   2.2 维修
   以纯电动和混合动力为特征的新能源汽车,发展还尚为稚嫩,与此同时也伴随着很多新型故障,这些故障依靠传统的以掌握机械动力知识为主,对电气知识掌握较少的维修人员很难解决。新能源汽车的保养与传统的汽车相比较为复杂,电池寿命有限且价格昂贵,新能源保养客单价是传统燃油的25%,但维修客单价是传统车的1.43倍,同时一些维修网点不具备维修新能源汽车的能力,甚至在维修的过程中一些小的零件都需要从原厂发货,极大的拉长了维修周期[2]。
   为了解决以上这些问题,一方面需要加大对新能源汽车的研发力度,使其使用性能、维修性能更加人性化,另一方面急需储备大量的既懂机械知识又懂电气知识的专业维修人员。
   三、未来新能源汽车发展的方向
   目前风力发电技术和太阳能发电技术作为清洁能源成了我国工业用电、居民用电的良好补充。而太阳能发电技术和风力发电技术在新能源汽车领域还未进行良好的开发和利用[3]。
   3.1 太阳能发电
   太阳能发电就是将太阳能转化为电能的技术。在新能源汽车领域利用太阳能发电,将太阳能板安装在汽车上,太阳能发电系统在阳光充足的地方收集太阳能,太阳能电池板将太阳能直接转化为电能传输给控制器,控制器通过计算负载所需的电量,将电能通过逆变器转化为高压交流电对运行的电动汽车进行能量补充,当汽车停止运行或者当太阳能发出的电能供汽车运行之外还有剩余时,将这些电能储存在蓄电池中,为蓄电池充电。如图1所示。
  


   图1 太阳能供电过程
   其中,太阳能系统发电量计算式为:
   式中:H 为太阳能辐射时间;A 为太阳能板面积;n 为光伏电站系统总效率。
   3.2 风能发电
   风能发电技术是把风的动能转变成机械动能,再把机械能转化为电能的技术。在新能源汽车领域,风力发电是将风轮固定于底盘之上,风轮的叶片随着汽车的行驶,根据风向自由转动,从而将机械能转化为电能。
   风力发电将风能输出,经整流器整流后传输给控制器,控制器通过计算负载所需的电量,将电能通过逆变器转化为高压交流电对运行的电动汽车进行能量补充。当汽车停止运行或者当太阳能发出的电能供汽车运行之外还有剩余时,将这些电能储存在蓄电池中,为蓄电池充(未完,下一页

  

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