钱可平
海汇集团有限公司 山东日照 276526
摘要：节能、环保和安全，这是汽车发展的主要趋势，随着燃料资源的耗量增大，我国进口石油量占国内耗油量的比例已经超过了国际安全警戒线的标准。石油危机已成为现实，新能源的利用和开发势在必行。为此，我国提出了“发展清洁汽车、调整能源结构、减小环境污染、改善大气质量”的政策，汽车燃料的多元化新能源将成为汽车工业发展的必然趋势。文章重点就互补式新能源汽车的动力系统设计进行研究分析，以供参考和借鉴。
关键字：互补式；新能源汽车；动力系统；设计
引言
低碳、绿色、零排放等环保理念如今已深入社会生产和生活的各个方面，而作为“污染大户”汽车产业的环保希望，新能源汽车已从模糊的概念到汽车模型，从各大汽车厂商的战略规划中走到展览会聚焦中心。目前国内新能源汽车除了在公交系统等公共服务领域推广，私人也可以购买新能源汽车，例如荣威750混合动力轿车及E50电动车，将来它很有可能成为寻常百姓节能环保的代步工具。
1新能源汽车概述
新能源汽车有三大类型，即纯电动车、混合动力车、燃料电池车，其中纯电动汽车，又称蓄电池电动汽车，也称为二次电池电动汽车。纯电动汽车与传统汽车的最主要的区别在于用电动机代替内燃机，完全由可充电电池（如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池）提供动力源；混合动力汽车，是指同时装备两种动力来源，即热动力源（由传统的汽油机或者柴油机产生）与电动力源（电池与电动机）的汽车。通过在混合动力汽车上使用电机，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控，而发动机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排放；燃料电池电动汽车的动力，来自将燃料中的化学能转变为电能，这种汽车要携带专用燃料，利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能作为主要动力源。最早开发的燃料电池电动汽车多是直接采用氢燃料，氢气的储存可采用液化氢、压缩氢气或金属氢化物储氢等形式。氢发动机汽车是一种真正实现零排放的交通工具，排放出的是纯净水，具有无污染、零排放、储量丰富等优势。
2互补式新能源汽车的动力系统设计
2.1设计原理
风光互补发电系统主要由发电系统、控制系统、整流器、逆变器和储能系统构成，风电和光伏发电系统在储能和逆变器环节是通用的，控制系统依照日照强度，风力大小和负载的变化，相应调节蓄电池的工作状态，把多余的电能储存，日照强度弱的时候释放，当发电量不能满足用电器所需求时，控制器直接将蓄电池的电能输送到用电器，确保了整个系统的连续工作性，同时也大大提高了汽车的续航里程能力。风光互补联合发电技术的工作原理为利用控制器将太阳能电池方阵和风力发电机发出的交流电转化成为直流电，存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转化为交流电，通过输电线路送达用户负载处。一般来说风能与太阳能在季节上有较大的互补性，即冬天风大而阳光弱，夏天风小而阳光强。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2.2系统设计
自动温度测量系统由传感器、信号调理放大电路、A/D转换器和8051单片机应用系统组成，系统首先通过传感器将被测温度信号转变成与之对应的电阻值，再通过测量电路将其转换成电压值，输入到A/D转换器转换成为数字信号之后再送入单片机处理，单片机按照编排好的程序进行处理，若数据超出提前设定好的阈值，单片机将对喇叭输出高电平，使得喇叭发出信号，提醒车主打开车窗进行自主供电。该自动温度测量系统的自动功能的实现完全依赖单片机中的算法来实现，包括实时多任务处理、测量结果的非线性校正，以及标度变换、量程自动转换和软件抗干扰等。
2.3汽车系统实现
温度传感器放置于新能源汽车的顶窗之下，当日照强度足够大时候，车顶持续吸收热量，传感器不断接受物理信号并通过A/D转换器转换为数字信号发送给单片机，当数字信号超过初始设置的阈值时，单片机给喇叭发出高电平使之发出信号，提醒车主开始自主充电。光伏电池板所吸收热能转化为直流电流直接传送到直流母线上进行传输，一部分直接供给蓄电池作为备用，另一部分可以直接供给汽车的直流用电或者通过逆变器转换成为交流电为车灯等零部件供电。风电机组则是安装在汽车车门的两侧，在汽车还未行驶之前风电机组是不可以发电的，而当汽车高速行驶时风向与汽车行驶方向相反，速度却相同，当达到风机的启动风速时机组开始工作，从而产生交流电流，电流通过整流器转化成直流电流送入直流母线进行传输，一部分直接供给蓄电池作为备用，另一部分可以直接供给汽车的直流用电或者通过逆变器转换成为交流电为车灯等零部件供电。
3互补式新能源汽车的动力系统的发展前景
新能源一般具有不利于系统平衡的缺点，比如随机性、波动性，并网给系统带来的不利影响，所以消除新能源随机性等问题是新能源推广应用急需要解决的问题。互补发电系统技术是利用多种新能源的不同特性组成的一种新发电系统，可以大幅度提高系统的可靠性，减小新能源给电网带来不利影响，提高新能源的竞争优势。充电桩建设的速度一直是制约新能源汽车发展的条件，消费者不想去买新能源汽车的原因，由于充电设施的不齐全，充电桩安放需要固定车位。与传统新能源汽车最大的不同在于，装配该系统的新能源汽车完全自主充电，完全抛弃了充电桩和充电站的制约，即使在阴雨天也可以由蓄电池带动汽车行驶，使用户的出行更加自由旅途更加长远。汽车每天排出的尾气严重污染大气，危害人体健康，对气候和人类的生存构成了严重威胁，然而装配此发电系统的纯电动新能源汽车与老式纯电动新能源汽车相比，其电能均来源于太阳和汽车行驶时产生的风能，不需要添加任何清洁燃料，在实现真正零排放的同时也不会对汽车本身的零件损耗，使得汽车使用寿命大大提升。
目前新能源汽车的高速增长很大程度上还是靠着政府的影响，购车补贴、免摇号、不限行，限购之下的刚需被导流到新能源汽车。随着补贴政策逐渐退位，以补贴为中心的非市场化产业活动会逐渐减少，回归市场理性，补贴过高带来的问题如下：一是企业研发不够；二是行业产能过剩；三是产品粗制滥造。自主品牌车企在新能源车型研发上的投入普遍偏低，而且缺乏原创性等基础研究和应用研究。政府与其在车价上给予自主品牌车企高额补贴，不如转变为在研发技术上支持，这样更有利于自主品牌车企持续健康发展。电池价格较高是当前市场大规模发展的最大阻碍，但是锂电池的价格将在未来几年下降超过40％，也就是说与此同时新能源汽车的造价也会随着电池价格的降低而降低。在能源危机，公共环保诉求提升的大环境下，新能源汽车的未来无比灿烂，仍然寄希望于充电技术、电池容量密度两者。
结束语
综上所述，此次设计将风光互补发电技术与新能源汽车相结合，构造出一种可以完全自主供电的新型新能源汽车，解决了汽车充电困难、续航里程短等问题。在未来几年中，锂电池的大幅度降价将使得此种汽车模型变为可能，实现汽车纯电动化、零排放的时代将会来临，此种绿色环保的新能源发电系统也必然会得到大面积的应用。
参考文献：
[1]叶瑞林.节能与新能源汽车风光互补供电系统研究[J].绿色科技，2017(22):105+113.
[2]刘良旭.节能与新能源汽车风光互补供电系统研究[D].河北联合大学，2012.
论文作者:钱可平
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/4
标签：新能源论文; 汽车论文; 系统论文; 蓄电池论文; 日照论文; 单片机论文; 逆变器论文; 《防护工程》2018年第9期论文;