关于我国新能源汽车发展分析
论文摘要:在全球能源短缺,提倡清洁能源的大背景下,新能源汽车是汽车行业发展的必然选择。从新能源汽车兴起的背景出发,提出我国新能源汽车发展的挑战和促进我国新能源汽车发展的相关措施,对我国新能源汽车的发展有重要意义。
论文关键词:新能源;汽车
1 新能源汽车发展的背景
1.1 新能源汽车的相关概念
新能源汽车是相对于传统汽车提出来的,传统的汽车是以汽油、柴油为燃料。按照国家发改委的公告定义,新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。目前在工程上可实现的新能源汽车技术包括以下种类:新型燃油汽车;燃气汽车;生物燃料;煤制醇醚燃料;电动汽车。
1.2 新能源汽车兴起的背景
1.2.1 全球石油价格上涨的推动
全球石油资源储量的稀缺性毋庸置疑,几个经济大国能源紧缺问题严重,现阶段仍以石油为主要燃料的汽车产业的发展受到极大威胁。因此,发展新能源汽车成为世界汽车工业持续发展的必然选择。在2008年上半年石油价格从80美元一路飘升到147美元,汽车燃料的使用成本也随之水涨船高。在这一轮石油价格上涨期间,部分新能源汽车显示出相对使用成本优势。部分消费者为免于负担过高的燃油费用而放弃原本欲购买的传统车型,而选择石油燃料消耗相对较低的新能源汽车。汽车制造厂商也看到了新能源汽车的发展空间,开始加大研发和推广的力度。各国政府也适时推出了一些优惠政策对新能源汽车的购买和销售予以补贴,新能源汽车行业获得了前所未有的发展良机。虽然近期石油价格受全球经济衰退影响出现严重下跌,但新能源汽车技术的不断发展仍可以使部分新能源汽车保持一定的使用成本优势。
1.2.2 各国石油自给率不足
世界上主要汽车消费国的石油自给率水平不高,石油的储备越来越不能满足各国消费的需要。全球汽车第一大消费国美国石油自给率仅为33%,而日本、德国、法国和意大利的自给率甚至都在10%以下,在当前世界政治和经济格局不确定性增加的情况下,保证石油供给安全己成为各国政府必须解决的难题。降低石油依赖己成必然选择。从政治和经济的角度考虑,鼓励发展新能源汽车、降低石油对外依赖度是各国政府制定汽车产业政策的必然选择。
1.2.3 世界各国家和地区汽车尾气排放标准越来越严格
1997年12月,旨在限制全球温室气体排放的《京都议定书》获得了149个国家和地区代表的通过,并于2005年2月16日正式生效。现今汽车尾气己成为组成温室气体的重要污染物。针对汽车污染问题,世界各个国家和地区针对汽车尾气排放的标准也越来越严格,而为了应对不断严格的汽车尾气排放标准,各大汽车厂商目前主要采取提高传统能源汽车发动机相关技术的方法,以提高排放质量,但技术提升的难度将会越来越大。此时,发展新能源汽车成为各大厂商的新选择,因为新能源汽车的生产和使用会从根本上解决汽车尾气排放问题。
2 我国新能源汽车发展的挑战
2.1 技术水平的制约
中国新能源汽车制造的技术水平远落后于日本和美国,企业需要至少掌握新能源汽车车载能源系统、驱动系统及控制系统三者之一的核心技术,才能进行新能源汽车的生产。在这方面,中国的新能源汽车制造商已被发展多年的日系、美系厂商远远落在后面。合资企业把新能源技术带到国内的态度一直不是很积极。即便有些车型已经在国内生产,但也相当于整车进口,技术保密相当严格。中资企业虽然在某些领域掌握了一定的新能源汽车技术,但是尚未能实现批量生产。在混合动力汽车技术上同日本、美国等国家相比仍然存在很大差距。没有掌握核心技术,就会被竞争对手夺走了制定行业标准的“优先权”,对之后的发展产生更加深远的影响。
2.2 新能源汽车的购置成本过高
在过去许多年,新能源汽车没有全面推广,一个很大原因在于,新能源车的购置成本较高。相比其节约的能源减少的能源消耗成本,推广新能源汽车,厂商与消费者都要付出更高的代价。国内厂商比亚迪内部人士透露,F3电动车F3e的成本价已达18万元,是市场销售汽油版F3车型的近3倍,当初比亚迪想把F3的售价压缩到15万元以内推向市场,但是这个售价不仅不能让市场接受而且又违背了政府的相关规定。一汽推出的混合动力版奔腾成本是现在市场上销售的汽油版奔腾的2~3倍。售价在25一30万不等的丰田普瑞斯混合动力车就是由于研发成本高导致价格过高而无法在中国进行大范围的推广。毫无疑问,对于国内大多数第一次购买轿车的消费者来说,新能源汽车由于其高昂的价格,让消费者也只能望而却步。
2.3 政策优惠涉及范围单一
财政部下发的《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》,出台了新能源汽车消费层面的补贴细则。但是只针对在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域率先推广使用节能与新能源汽车的单位予以补贴,没有提及对个人购买新能源汽车的价格补贴问题,极大影响了个人购买新能源汽车的热情。
3 促进我国新能源汽车发展的措施
3.1 要全面拉动新能源汽车消费
一要积极创造优惠条件,鼓励消费者购买新能源汽车,提前更新老旧汽车,特别是那些排放超标的汽车。提前淘汰旧车鼓励更换新能源汽车,如此既有利于环保,又能拉动消费。我国有3000多万的汽车保有量,如果十分之一更新汽车的车主选择新能源汽车,对新能源汽车市场的拉动效应就相当巨大。二要为新能源汽车提供使用便利,提高服务水平。北京LPG出租车退出市场就是由于成本和便利性双重制约的结果。三是继续推行对购买新能源汽车消费者的补贴活动。比如可以增加开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的城市数量,扩展对节能与新能源汽车的补贴领域,将受益人群从集体扩展到个人等。
3.2 大力发展新能源汽车技术
传统汽车已经发展了100多年,再去搞创新,空间很小,而新能源汽车刚刚起步,创新的空间很大。即使企业的核心技术很难突破,也不能把资金当做唯一的借口,作为车企要积极筹谋,多方应对。中国在传统汽车发展上同发达国家相差20年,但是在新能源汽车上只相差10年,车企应该抓住机遇,持续并且深入的研究下去,就可以不被汽车大国前进的步伐抛下而越落越远,我们也可以在市场上占有一席之地。与此同时,我国的车企应该尽全力保住自己在某个新能源汽车技术领域的优势,不断创新和进步。比如比亚迪的双模技术,在世界上也只有通用、丰田和比亚迪三家拥有,一定要保持住并扩大该技术上的优势。
3.3 加大政府政策支持力度
《关于开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的通知》的推出和汽车产业振兴规划的顺利通过,都表明国家越来越关注新能源汽车的发展,并且采取了实际措施对新能源汽车的发展予以政策支持。但是《通知》和“规划”的政策力度和影响范围尚不够强力和广泛。例如,《通知》只是涉及了13个城市,范围也只局限于公共服务领域;而本次规划也没有能出台像减免购置税这样的政策来鼓励新能源车的消费,使得一汽丰田、比亚迪等已经推出新能源车的厂家的希望落空。新能源汽车研发费用大,成本较高。为了扶持新能源汽车发展,美国、日本等国家政府采取了减免购置税、消费税、个人所得税等多种措施,鼓励消费者优先购买新能源汽车。国家没有价格上的补贴使得奇瑞、吉利、长安、比亚迪等中国自主品牌厂家研发的新能源汽车,虽然制造成本比国外低很多,但其售价仍然比传统能源汽车起码高出20%以上。没有国家的政策和财政支持,国产新能源汽车价格过高严重减缓了新能源汽车进入中国老百姓的家庭进程。希望国家能尽快通过减免混合动力车、电动车等新能源汽车购置税的方案,以鼓励个人消费者购买,使新能源汽车的销量得到大幅度的提升。
新能源汽车有三大优势:环保、经济、简单。在纯电动汽车中尤其明显:电动机代替燃油发动机由电动机驱动,没有自动变速器。与自动变速器相比,该电机结构简单,技术成熟,运行可靠。甚至被认为是中国汽车工业在新能源汽车产业中的实现&ldquo弯道超车。希望的领域之一。新能源电动蒸汽伴侣需要由电机驱动系统、电池系统和车辆调节系统三部分组成,其中电机驱动系统直接将电能转化为机械能,这决定了电动汽车的性能指标。因此,驱动电机的选择尤为重要。然后,汽车边肖会耐心而简要地向朋友们介绍电动车电机的不同之处。
电动汽车的驱动电机应具有以下特征:
l大范围恒功率,满足汽车变速性能。
l启动扭矩大,调速能力强
l高效率,大面积高效率
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l瞬时功率大,过载能力强
l功率密度高,体积小,重量轻
l环境适应性强,适应恶劣环境
l能量反馈效率高
根据驱动原理,电动汽车的驱动电机可以包括以下四种类型:
1.直流电动机
在电动汽车发展的初期,很多电动汽车基本上都采用了DC电机方案。关键是看中DC电机的成熟产品,轻松的调节方式和出色的调速。但是,由于DC电机本身的短板非常突出,其机械结构复杂(电刷和机械换向器等)。)限制了其瞬时过载能力和电机转速的进一步提高。而且在长时间工作的情况下,电机的机械结构会造成损耗,增加维护成本。另外,电机转动时,电刷火花会使转子发热,浪费能量,使散热困难,还会造成高频电磁干扰。这些因素基本上会影响到具体的车辆性能。
由于DC汽车的缺点非常突出,DC汽车已经在电动汽车中被淘汰。
2.交流异步电动机
交流异步电机是目前工业上广泛使用的一种电机。其特点是定子和转子由硅钢片叠片而成,硅钢片两端由铝盖封装,定子和转子之间没有机械零件相互接触。它结构简单,运行可靠耐用,维修方便。交流异步电机比同等功率的DC电机相对效率高,质量轻一半左右。如果采用矢量调节,可以获得与DC电机相当的可控性和更宽的调速范围。交流异步电机因其效率高、比功率高、适合高速旋转等优点,是大功率电动汽车中应用最广泛的电机。
但在高速旋转的情况下,电机转子发热严重,工作时需要保证电机的冷却。同时,异步电机的驱动和调节系统非常复杂,电机本身的成本也偏高。此外,逆变器在运行时需要提供额外的无功功率来建立磁场。因此,与永磁电机和开关磁阻电机相比,异步电机的效率和功率密度较低,不是能效的最佳选择。
异步电机在美国应用广泛,这也是人为与路况有关。在美国,高速公路已经具备了必要的规模。除了大城市,大部分汽车都是以必要的高速连续行驶,所以能高速旋转、高速时效率高的异步电机被广泛使用。
3.交流异步电动机
根据定子绕组电流波形的不同,永磁电机可分为两种类型。一种是无刷DC电机,具有矩形脉冲波电流;另一种是永磁同步电机,它有正弦波电流。这两种电机在结构和工作原理上相似。转子基本都是永磁体,缩短了励磁带来的损耗。定子配有绕组,通过交流电产生扭矩,因此冷却比前一年更容易。由于这种电机不需要安装电刷和机械换向结构,工作时不会产生换向火花,运行安全可靠,维修方便,能量利用率高。
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永磁电机的调节系统比交流异步电机简单。但是由于永磁材料本身的限制,转子的永磁体在高温、振动、过流的情况下会引起退磁,所以永磁电机在复杂的工况下与去年同期相比很容易损坏,所以这一块需要进一步开发和改进。
而且永磁材料价格较高,所以整个电机及其调节系统的成本较高。目前只有稀土资源丰富的中国比较倾向于使用永磁电机的电动汽车驱动方案。和日本、欧洲一样,永磁电机也需要使用轻稀土永磁材料,直接改用不需要稀土材料,但对调节器设计要求较高的开关磁阻电机。
4.开关磁阻电机
开关磁阻电机作为一种新型电机,与其他类型的驱动电机相比,结构最简单。定子和转子是由普通硅钢片制成的双凸极结构。转子上没有绕组,定子装有简单的集中绕组。它具有结构简单牢固、可靠性高、重量轻、成本低、效率高、温升低、维修方便等优点。而且它具有DC调速系统可控性好的优良特性,同时满足恶劣环境下客观条件的要求,非常适合作为电动汽车的驱动电机。
然而,开关磁阻电机具有转矩波动大、位置检测器和非线性系统的特点,磁场呈跳跃旋转,调节系统复杂。它会对DC电源产生很大的脉冲电流。此外,开关磁阻电机是双凸极电机,不可避免地存在转矩波动,噪声是开关磁阻电机最关键的缺点。
然而,最近的研究表明,通过合理的设计、制造和调整技术,可以完全抑制开关磁阻电机的噪声。目前,日本对开关磁阻电机的研究相当深入。日本制造的开关磁阻电机也广泛应用于电动汽车、家用电器等行业。现在国内一些厂商也逐渐关注这款电动车驱动电机未来的发展方向。
为新能源汽车创造高效的驱动电机
基于对电机和电动车行业的深入探索和长期积累,致远电子在MPT系列电机测试系统&mdash上成功集成新能源汽车专用测试项目;&mdashMAP和进一步的能量反馈测试为广大电动汽车电机设计人员提供了优秀的测试排除方法。
1.地图图
根据GB/T18488-2015《电动汽车驱动电机系统测试规范》,需要用MAP图对新能源汽车驱动电机进行测试,获得电机的效率特性和高效区分布。实际测试结果如下:
在图中,横轴是转速,纵轴是扭矩,颜色代表副的效率。它代表了电机在不同工作区域(转速和扭矩)的效率特性分布,橙红色部分是电机的高效区域。高效区分布越广,电机在各种工况下运行越省电。
致远电子MPT电机测试系统内置MAP自动测试功能,可根据用户预设的加载条件,自动调整负载和被测电机在相应工况下的负载,获得不同工况下的效率。最后将海量的测试数据整合成MAP图,可以直观地为用户分析电机的效率特性和高效区的分布。
2.进一步的再生能量反馈测试
同样,根据GB/T18488-2015《电动汽车驱动电机系统试验规范》,需要做好新能源汽车驱动电机的再生能量回馈试验。本次测试的目的是考虑驱动电机在制动时,即在发电机状态下运行时,是否能正常实现电能的反馈,同时评估电机的真实能耗。
致远电机MPT电机测试系统针对驱动电机的再生能量反馈测试,借助内置的MDA电机和驱动器分析仪的集成功能,可以灵活地实时集成电机调节器的输入端,从而准确捕捉电机在制动时的反馈能量值。
同时,致远电机根据电机调节器与动力电池之间的DC充放电特性,专门设计了充放电积分功能,可以在采样率周期内实时积分电机调节器输入端的电信号,即使电机在电机状态和发电机状态之间快速切换,也能捕捉一段时间内电机与动力电池之间的能量传递状态。
好了,今天,边肖汽车的朋友们简要介绍的电动汽车电机有这么多不同之处。不知道小伙伴们听了边肖汽车的简介后,对电动车电机的差异有没有更好的了解。希望边肖汽车的简介能对朋友们有所帮助。如果你想了解更多的知识,那就关注这个网站。边肖车在这里等你!
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