【摘 要】 隨著目前新能源汽車的發(fā)展,傳統(tǒng)汽車將面臨著新能源汽車的挑戰(zhàn),新能源汽車相對于傳統(tǒng)汽車而言,結(jié)構(gòu)更加簡化,沒有復(fù)雜的變速箱和發(fā)動機(jī),取而代之的是電池和電機(jī)和控制器,為此我們分析一下兩者的區(qū)別,更清晰的認(rèn)識新能源汽車的未來發(fā)展方向。
【關(guān)鍵詞】 新能源汽車 傳統(tǒng)汽車 比較
一、結(jié)構(gòu)原理
新能源汽車一般由電力驅(qū)動裝置及調(diào)控系統(tǒng)、驅(qū)動力傳動系統(tǒng)和其他附屬的工作裝置等組成。電力驅(qū)動裝置和調(diào)控系統(tǒng)是新能源汽車的核心,也是不同于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的最大區(qū)別之處。電力驅(qū)動裝置與調(diào)控系統(tǒng)的組成包括驅(qū)動新能源機(jī)、電源和新能源機(jī)的調(diào)速控制裝置等。新能源汽車的其余裝備和內(nèi)燃機(jī)汽車大致相同。
就傳統(tǒng)汽車而言,通常情況下有四個大的部分:其一為電器;其二為車身;其三為底盤;其四為發(fā)動機(jī)。而與之相比,純新能源汽車將傳統(tǒng)的汽車的發(fā)動機(jī)換成了蓄電池,變速器換成了電力調(diào)速裝置。跟傳統(tǒng)的燃料汽車相比,新能源汽車還有一個突出的“制動回饋”優(yōu)點(diǎn):對于制動的能量,能夠做到進(jìn)行回收。
在驅(qū)動系統(tǒng)方面,跟傳統(tǒng)的汽車不同的是,新能源汽車有著多種布置形式。而傳統(tǒng)汽車,則基本上只有發(fā)動機(jī)前置前驅(qū)、前置后驅(qū)、后置后驅(qū)、中置后驅(qū)四種形式。
二、關(guān)鍵技術(shù)
市場上的傳統(tǒng)汽車的核心部分就是發(fā)動機(jī)和變速器,也是汽車修理中的關(guān)鍵技術(shù),占據(jù)一定的地位。而對于新能源汽車來說,電池、電機(jī)和充電技術(shù)是其核心部分。
①電池技術(shù)
在傳統(tǒng)汽車中能量的來源是汽油和柴油, 而在新能源汽車中,電池是其能量的主要來源。動力電池具有很多的優(yōu)點(diǎn),因此在市場上已經(jīng)得到了普遍的使用,其中具有以下幾個良好的優(yōu)點(diǎn):具有良好的安全性能,不需要花費(fèi)一定的成本;使用壽命長等。如今市場上出現(xiàn)的新能源汽車的動力電池主要是以下幾種情況:鉛酸電池、鎳氫電池。
隨著市場的不斷發(fā)展,科學(xué)技術(shù)也在不斷的革新,新能源汽車的發(fā)展也是十分的迅速。自從新能源汽車問世以來,其動力配置電池一直在不斷的更新,已經(jīng)具有了三代的發(fā)展歷程。如今市場中運(yùn)用的電池相比于以往兩代的電池具有更多的優(yōu)越性。第一代是鉛酸電池,該電池在社會中得到了普遍的使用,發(fā)揮著不可估量的積極意義,在使用過程中已經(jīng)具有一定的經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ),不會產(chǎn)生較大的問題,但是該種電池也具有一定的缺陷,那就是比能量和比功率低,無法滿足市場的發(fā)展需要。第二代是堿性電池,如今市場中出現(xiàn)的新能源車所運(yùn)用的堿性電池主要是以下幾種:鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰電池等。
②電機(jī)及驅(qū)動技術(shù)
傳統(tǒng)汽車的能量轉(zhuǎn)換是將燃油的化學(xué)能進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成汽車的機(jī)械能。但是新能源汽車的能量轉(zhuǎn)換完全不同,其主要是將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。新能源汽車最為核心的部位就是電機(jī),該電機(jī)和市場上所使用的電機(jī)是完全不同的。如今隨著我國新能源汽車的不斷發(fā)展,新能源汽車的新能源機(jī)也發(fā)生了翻天覆地的變化,如今運(yùn)用最為廣泛的是交流新能源機(jī)和永磁新能源機(jī)。隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展,該項(xiàng)技術(shù)還會進(jìn)一步的被研究,將會出現(xiàn)更大功率的新能源機(jī),從而可以滿足新能源汽車的牽引需求。
驅(qū)動電機(jī)是新能源汽車核心部件的一大重要組成部分,發(fā)揮著重要的作用。在新能源汽車中,驅(qū)動電機(jī)已經(jīng)得到了廣泛的使用,這主要是因?yàn)樗哂幸韵聨讉€優(yōu)勢:高轉(zhuǎn)速、較寬的調(diào)速范圍、瞬時功率大、過載能力強(qiáng)等特點(diǎn)。應(yīng)用于新能源汽車上的驅(qū)動電機(jī)主要有直流電機(jī)(DCM)、感應(yīng)電機(jī)(IM)、永磁同步電機(jī)(PMSM)和開關(guān)磁阻電機(jī)(SRM)。
③充電技術(shù)
新能源汽車蓄電池的使用時間是具有一定限度的,這就需要及時的使用充電機(jī)對新能源汽車進(jìn)行充電。隨著新能源車的不斷發(fā)展,充電技術(shù)也在不斷的更新。如今運(yùn)用最為廣泛的方式是車載充電機(jī)和地面充電機(jī)。前者的主要優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)蓄電池需要充電時,只要具有供電插座,就可以完成對新能源汽車的充電。但是這種模式也是具有缺點(diǎn)的,因?yàn)槭艿杰嚿峡臻g的限制,無法進(jìn)一步進(jìn)行功率處理,所以需要花費(fèi)很長的時間進(jìn)行慢速充電,充電的效率不是很高。但是地面充電機(jī)可以改善這一情況,其直流輸出端與需要充電的新能源汽車相連接,充電過程中可以提供更大的功率,大大縮短了充電的時間,提升充電效率。
如今隨著新能源汽車的不斷發(fā)展,充電模式也在不斷的完善,市面上采用最多的就是傳導(dǎo)式大功率地面充電機(jī),采用三相交流電作為輸入電源,經(jīng)過二極管整流橋和LC濾波環(huán)節(jié)獲得直流母線電壓,再采用隔離型全橋式DC-DC變換器進(jìn)行電壓變換??捎玫母綦x型全橋式DC-DC變換器拓?fù)浒ㄓ查_關(guān)PWM變換器、雙有源橋式變換器等。其中硬開關(guān)PWM變換器已經(jīng)運(yùn)用的十分成熟,也發(fā)揮著重要的積極作用,已經(jīng)是應(yīng)用廣泛的大功率充電機(jī)拓?fù)洹5窃陂L期的使用過程中也暴露出一些不好的問題,比如說開關(guān)頻率低、會產(chǎn)生很大的噪音等情況,因此還應(yīng)該不斷的進(jìn)行深入研究,完善該變換器的功能。
④能量管理技術(shù)
能量管理系統(tǒng)的作用是對單個電池進(jìn)行檢測,充放電時的電壓、電流等如果發(fā)現(xiàn)問題,應(yīng)該在第一時間制定解決的方法,從而使電池回歸到正常的使用狀態(tài)中;還應(yīng)該進(jìn)一步分析每一個電池組的使用情況,進(jìn)而研究和制定出最完善的充電方式,良好的充電方式可以讓電池一直高效的使用下去,不會受到影響。在新能源汽車的行駛過程中,要能夠顯示出電池電量、續(xù)航里程等。能量管理系統(tǒng)將會發(fā)揮出重要的作用,可以對新能源汽車進(jìn)行一定的控制,從而可以讓駕駛者了解當(dāng)前車輛的具體情況,從而做出更加客觀的決策。
高壓安全技術(shù)同樣是能量管理技術(shù)研究的一項(xiàng)重大課題,新能源汽車在運(yùn)營過程中的電壓將會達(dá)到300V 以上,因?yàn)殡妷罕容^高,具有一定的安全風(fēng)險。所以為了進(jìn)一步保證新能源汽車的穩(wěn)定運(yùn)行,就需要對高壓系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時的監(jiān)測,從而制定一套科學(xué)完備的高壓控制電路,可以在任何時間和新能源汽車的控制器通信。
三、維修技術(shù)
①安全電壓不同。
如今市面上的新能源汽車如一汽豐田的普銳斯混合新能源汽車、比亞迪K9純新能源大客車等,這些汽車在運(yùn)營過程中的電壓都是在數(shù)百伏左右,有的新能源汽車的工作電壓還會達(dá)到750V以上。相比于傳統(tǒng)的燃油汽車的工作電壓是十分高的。
所以對于一些傳統(tǒng)燃油汽車的維修,維修人員是可以放心的進(jìn)行維修,不會產(chǎn)生電氣安全事故。但是在維修新能源汽車的過程中,因?yàn)殡妷罕容^高,可能會引發(fā)觸電事故,進(jìn)而危及到維修人員的生命,如今新能源汽車的迅速發(fā)展,市場的發(fā)展需要更多的專業(yè)人士從事新能源汽車的維修,所以相關(guān)的作業(yè)人員應(yīng)該引起足夠的重視。
②維修作業(yè)準(zhǔn)備
新能源汽車的動力電路,不論是直流部分的正極或負(fù)極都是不可以接車架的。因?yàn)槿绻榆嚰埽瑢龃缶S修技術(shù)人員觸電危險。在維修時應(yīng)摘除身上一切金屬飾物,穿非合成纖維的服裝進(jìn)行作業(yè)。
新能源汽車的三相交流電部分不能采用“接零保護(hù)”系統(tǒng),比如驅(qū)動電機(jī)和其他主要的電氣裝置,一般來說都使用對稱三相高電壓的交流電。根據(jù)我國電力部門的安全規(guī)定,通過使用“接零保護(hù)”系統(tǒng),可以在一定程度上保證用電者的安全,不會引發(fā)觸電的可能。
當(dāng)維修人員在實(shí)際操作的過程中,新能源汽車上是不可以接零的,一旦引發(fā)導(dǎo)電的回路,進(jìn)而造成觸電事故的發(fā)生,危害到維修人員的生命。在具體的施工過程當(dāng)中,高壓電路是在很小的空間范圍內(nèi)完成的,如果觸碰到高壓電器,就容易發(fā)生跨相觸電事故,進(jìn)一步危害維修人員的生命健康。
③檢測設(shè)備
新能源汽車所有的部件中最重要的就是動力電池、新能源機(jī)和控制系統(tǒng),因?yàn)樾履茉雌嚨墓┠芫褪峭ㄟ^電池和新能源機(jī)來完成的。如今新能源汽車已經(jīng)發(fā)展到一定的高度,但是在不斷的更新和完善過程中,動力電池一直是研究人員關(guān)注的問題。因?yàn)閯恿﹄姵厥菍?shí)現(xiàn)短時間充電、安全性和技術(shù)門檻最高的部分。所以只有配備高質(zhì)量的電池,才可以保證新能源汽車的穩(wěn)定運(yùn)行。如今市場中主要出現(xiàn)的動力電池是鉛酸、鎳氫等。因?yàn)樾履茉雌囘€沒有進(jìn)一步的普及,但是隨著環(huán)境的不斷惡化,科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,新能源汽車具有良好的發(fā)展前景。所以維修新能源汽車的設(shè)備也應(yīng)該進(jìn)一步的研發(fā)和投入使用,相關(guān)的硬件設(shè)備也應(yīng)該得到不斷的完善。以往的汽修設(shè)備對于新能源汽車也是十分必要的,但是隨著時代的不斷發(fā)展,應(yīng)該不斷的更新,滿足新型新能源汽車的發(fā)展需求。比如說新能源汽車的診斷還未出現(xiàn)在解碼器中,這一點(diǎn)應(yīng)該得到技術(shù)人員的進(jìn)一步重視,在未來的發(fā)展中,可以運(yùn)用到新能源汽車的診斷中。
作者簡介:張金友(1984.12—),男,漢,山東濟(jì)南,講師,講師,在職研究生,山東現(xiàn)代學(xué)院,從事汽車教學(xué)與研究工作。
課題:本文系2018年度山東省職業(yè)教育研究專項(xiàng)課題《高職新能源汽車維修人才培養(yǎng)課程體系研究》,課題編號:18SVE104。