孫秀倩

摘 要：隨著我國汽車行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展， 市場競爭主體多元化，新能源汽車產(chǎn)品日益豐富， 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級換代加快。能滿足各類人群對車輛的使用需求，并以節(jié)能，環(huán)保，綠色為研發(fā)理念，降低生態(tài)環(huán)境污染程度。本文通過研究發(fā)現(xiàn)新能源汽車及電機(jī)驅(qū)動的控制技術(shù)研究中存在電池技術(shù)不成熟、充電設(shè)施不完善、安全性問題及成本過高等問題，對此提出提高電池技術(shù)研發(fā)投入、加強(qiáng)充電設(shè)施建設(shè)、強(qiáng)化高壓電安全保護(hù)、降低電機(jī)及電控系統(tǒng)成本等措施。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù) 環(huán)保

1 引言

為了在現(xiàn)代化建設(shè)過程中既能保護(hù)環(huán)境、節(jié)約能源，又能充分利用現(xiàn)代科技，各行各業(yè)都需要深入研究如何有效地應(yīng)對空氣污染問題。特別是汽車行業(yè)，需要在新能源汽車領(lǐng)域加大投入，推進(jìn)純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車的研發(fā)和應(yīng)用。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，需要深入研究電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)。由于傳統(tǒng)汽車對石油資源的過度依賴，環(huán)境污染和石油短缺等問題日益突出。因此，在不斷完善的科技前提下，利用有效資源開發(fā)清潔能源，以替代傳統(tǒng)燃料，優(yōu)化交通能源已成為現(xiàn)代化建設(shè)不可或缺的選擇[1]。

2 新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們對交通運(yùn)輸?shù)男枨笠苍絹碓礁?，而汽車作為最主要的出行方式之一，在這一過程中發(fā)揮著不可替代的作用。然而，隨之而來的是汽車排放產(chǎn)生的環(huán)境污染和對有限能源的依賴，這給環(huán)境和資源帶來了較大壓力。為了促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)，必須加大對新能源汽車的研究和開發(fā)力度，以降低對有限資源的消耗，提高能源的利用效率。

2.1 中國汽車工業(yè)

中國的汽車工業(yè)正快速崛起，特別是在新能源汽車領(lǐng)域取得了顯著的成就。純電動汽車作為其代表，成為了全球市場的一匹黑馬。政府的鼓勵政策和產(chǎn)業(yè)鏈的逐步完善，為新能源汽車的發(fā)展提供了有力的支持。例如：特斯拉在中國市場的表現(xiàn)，特斯拉是目前全球純電動汽車市場的領(lǐng)軍者之一，而在中國市場，特斯拉的表現(xiàn)更是驚人。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年第一季度，特斯拉在中國市場的銷量已經(jīng)超過了10萬輛，超過了所有其他新能源汽車品牌的銷量總和。這一成績表明，特斯拉在中國市場的影響力正在迅速擴(kuò)大。國產(chǎn)新能源汽車的發(fā)展，中國政府積極鼓勵本土汽車制造企業(yè)在新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展，并采取了一系列措施支持和引導(dǎo)其發(fā)展。這些措施包括提供補(bǔ)貼和減免稅收等政策支持，以及鼓勵新能源汽車相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。在政府支持和市場需求的推動下，國產(chǎn)新能源汽車正在迅速崛起。例如比亞迪、蔚來、小鵬等國產(chǎn)新能源汽車品牌都取得了不俗的市場表現(xiàn)。比如，蔚來在2018年成功上市，成為了首家在美國上市的中國新能源汽車企業(yè)，而小鵬汽車在2020年成功上市，并在美國納斯達(dá)克交易所上市。雖然新能源汽車在中國得到了一定的推廣和發(fā)展，但其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)還不夠完善，市場規(guī)模和商業(yè)化程度相對較低。

純電動汽車在中國的發(fā)展已經(jīng)非常迅速。截至2021年，中國是全球最大的純電動汽車市場，其銷量占全球市場總銷量的一半以上。這得益于中國政府在新能源汽車領(lǐng)域的強(qiáng)有力政策支持，包括財政補(bǔ)貼、免費(fèi)牌照、充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等。這些政策措施幫助純電動汽車得以在中國市場上迅速發(fā)展，吸引了許多車企投入到該領(lǐng)域的研發(fā)和生產(chǎn)。然而，在其他類型新能源汽車領(lǐng)域，如混合動力汽車、燃料電池汽車等，市場規(guī)模和商業(yè)化程度仍然相對較低。中國政府對這些類型的新能源汽車的政策支持相對較少，例如對于混合動力汽車等并沒有像純電動汽車一樣的財政補(bǔ)貼政策，這使得這些新能源汽車的銷量較低，制約了其在市場上的商業(yè)化程度。因此，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、市場規(guī)模和商業(yè)化程度等方面還有一定的差距和不足。政府可以通過更加平衡的政策支持和措施，促進(jìn)各類新能源汽車的發(fā)展和商業(yè)化[2]。

2.2 核心技術(shù)競爭力較低

新能源汽車是未來汽車發(fā)展的趨勢，其技術(shù)含量高、研發(fā)難度大。雖然我國在新能源汽車領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，但在混合動力汽車方面的技術(shù)研究相對較薄弱。這也表明，要實現(xiàn)汽車強(qiáng)國的目標(biāo)，我國汽車工業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新方面仍需加強(qiáng)努力。一個具體的案例是廣汽本田旗下的雅閣混動車型。盡管該車型在市場上具有較高的知名度和美譽(yù)度，但其技術(shù)性能卻與國際先進(jìn)水平相比存在明顯的差距。此外，該車型的動力電池性能和電控系統(tǒng)也相對較弱，影響了其整體的駕駛品質(zhì)和用戶體驗。對于這些問題，廣汽本田也在不斷地進(jìn)行技術(shù)升級和改進(jìn)，以提升雅閣混動車型的性能表現(xiàn)和競爭力。但這也反映出了在混合動力汽車技術(shù)研究方面，中國汽車制造業(yè)仍然需要更多的投入和努力。

3 新能源汽車及電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)中存在的問題

3.1 電池技術(shù)不成熟

新能源汽車采用的電池是其動力來源，因此電池技術(shù)的成熟程度對整個行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。具體來說，電池技術(shù)不成熟可能體現(xiàn)在以下幾個方面：電池能量密度不足，目前新能源汽車使用的鋰離子電池能量密度普遍在100-200Wh/kg之間，而發(fā)達(dá)國家已經(jīng)實現(xiàn)了300Wh/kg以上的高能量密度電池。充電速度較慢，新能源汽車的充電速度普遍比傳統(tǒng)汽車慢，影響了消費(fèi)者的使用體驗。電池壽命較短，新能源汽車的電池壽命一般在5年左右，比傳統(tǒng)汽車短，需要更加耐用的電池來提高整個系統(tǒng)的可靠性和壽命。電池安全性問題，電池的過充、過放、短路等問題可能引發(fā)安全事故，需要更加完善的電池管理和保護(hù)措施。電池回收和二次利用技術(shù)不完善，新能源汽車電池的回收和二次利用問題也需要得到更加重視，提高電池的循環(huán)利用率。這些問題都需要在電池材料、電池生產(chǎn)、電池管理、電池回收等方面進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和突破，以進(jìn)一步提高新能源汽車的性能和可靠性，降低使用成本和安全風(fēng)險。

3.2 充電設(shè)施不完善

在新能源汽車及電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)中，充電設(shè)施不完善主要體現(xiàn)在用戶充電的設(shè)施不夠便利、不夠普及、不夠高效，甚至可能無法滿足用戶的需求。具體包括包括以下幾個方面：充電站數(shù)量不足，目前國內(nèi)的充電站數(shù)量相對較少，尤其是在城市之外或者偏遠(yuǎn)地區(qū)，充電設(shè)施更加缺乏。這給新能源汽車用戶充電帶來了很大的不便利。充電樁配套不足，由于新能源汽車的充電樁種類眾多，不同型號的充電樁之間存在著兼容性問題，而且不同地區(qū)的充電樁配套也存在一定的差異，這也會對用戶充電帶來很大的困擾。充電速度不夠快，雖然快充技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)使得新能源汽車的充電速度有了很大的提高，但是相對于傳統(tǒng)汽車的加油速度還是有一定的差距，這也可能給用戶帶來一些不便。充電設(shè)施管理不規(guī)范，目前，一些充電設(shè)施的管理和運(yùn)營還比較混亂，存在充電設(shè)施占用、使用收費(fèi)不合理等問題，這也給用戶帶來了一些困擾?？偟膩碚f，新能源汽車及電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)中存在的充電設(shè)施不完善問題主要是指用戶在充電過程中遇到的各種不便利和困難，這也是新能源汽車發(fā)展過程中需要解決的重要問題之一[3]。

3.3 安全性問題

新能源汽車及電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)中存在的安全性問題主要包括：電池安全問題，新能源汽車的動力來源主要是電池組，因此電池的安全性問題尤為重要。電池組可能存在過充、過放、過熱等問題，一旦發(fā)生事故，可能會導(dǎo)致電池短路、爆炸等安全問題。

高壓電安全問題，新能源汽車電池組電壓較高，一些車型電壓甚至高達(dá)800V，這也帶來了高壓電安全問題。高壓電的維修和維護(hù)需要專業(yè)技術(shù)和設(shè)備，否則可能會引發(fā)電擊等安全事故。電機(jī)控制系統(tǒng)安全問題，新能源汽車的電機(jī)控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的電子控制技術(shù)，一旦系統(tǒng)存在故障，可能會導(dǎo)致電機(jī)無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，從而影響行車安全。充電設(shè)施安全問題，充電設(shè)施安全問題主要涉及電氣安全和防火安全。由于充電樁的使用頻率較高，一旦發(fā)生安全事故，后果也將非常嚴(yán)重。綜上所述，新能源汽車及電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)中的安全性問題主要涉及電池安全、高壓電安全、電機(jī)控制系統(tǒng)安全以及充電設(shè)施安全等方面，這些問題都需要得到嚴(yán)格控制和解決，以確保新能源汽車的使用安全。

3.4 成本問題

新能源汽車及電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)的成本仍然比傳統(tǒng)汽車高昂，這也是制約其普及和發(fā)展的重要因素。具體來說：電池成本，新能源汽車的主要動力來源是電池組，而電池的成本往往較高。盡管電池成本隨著技術(shù)的發(fā)展不斷下降，但仍是新能源汽車成本的重要組成部分。高壓電安全成本，新能源汽車電池組電壓較高，一些車型電壓甚至高達(dá)800V，這也帶來了高壓電安全成本問題。為確保高壓電的安全，需要采用高品質(zhì)的電子元器件、安全保險等，這些成本相對較高。電機(jī)控制系統(tǒng)成本，新能源汽車的電機(jī)控制系統(tǒng)采用先進(jìn)的電子控制技術(shù)，需要使用高性能的處理器、傳感器和控制芯片等元器件，這些成本相對較高。充電設(shè)施成本，充電設(shè)施成本主要涉及充電樁和充電站的建設(shè)和維護(hù)成本。這些設(shè)施的建設(shè)和維護(hù)需要大量的資金投入，尤其在一些較為偏遠(yuǎn)地區(qū)，充電設(shè)施建設(shè)的成本可能更高。綜上所述，新能源汽車及電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)中的成本問題主要涉及電池成本、高壓電安全成本、電機(jī)控制系統(tǒng)成本以及充電設(shè)施成本等方面，這些問題都需要不斷地降低成本、提高技術(shù)水平、提高生產(chǎn)效率，以實現(xiàn)新能源汽車的規(guī)?；瘧?yīng)用。

4 新能源汽車及電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)發(fā)展建議

4.1 提高電池技術(shù)研發(fā)投入

電池作為新能源汽車的核心部件，其成熟程度對新能源汽車的發(fā)展至關(guān)重要。只有電池技術(shù)得到進(jìn)一步的提升和突破，新能源汽車才能更好地滿足人們對于環(huán)保、安全和性能的需求，直接影響了汽車的續(xù)航里程、充電時間、重量、成本等方面。為了解決新能源汽車電池技術(shù)的發(fā)展問題，政府和企業(yè)可以加大對電池技術(shù)研發(fā)的投入力度，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和產(chǎn)業(yè)化推廣，開發(fā)出更加高效、安全、環(huán)保的電池技術(shù)。不斷地創(chuàng)新，開發(fā)出新的電池材料、新的電池結(jié)構(gòu)和新的電池工藝，以提高電池的能量密度、循環(huán)壽命和快速充放電性能。推動電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一電池規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)測試方法和質(zhì)量認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)等，提高電池產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。加強(qiáng)電池回收和再利用，減少電池廢棄物對環(huán)境的污染，提高資源利用效率。電池技術(shù)需要與車輛系統(tǒng)相協(xié)同，開發(fā)出適合不同車型的電池系統(tǒng)，優(yōu)化電池與電機(jī)控制系統(tǒng)的匹配度，提高新能源汽車的續(xù)航里程和性能表現(xiàn)。綜上所述，通過加大電池技術(shù)研發(fā)投入、加強(qiáng)電池技術(shù)創(chuàng)新、推進(jìn)電池標(biāo)準(zhǔn)化工作、加強(qiáng)電池回收和再利用以及加強(qiáng)電池與車輛系統(tǒng)的協(xié)同優(yōu)化等措施，進(jìn)而推動新能源汽車產(chǎn)業(yè)的健康快速發(fā)展。

4.2 加強(qiáng)充電設(shè)施建設(shè)

新能源汽車充電設(shè)施不完善問題是影響新能源汽車發(fā)展的一個重要因素。為了解決這一問題，政府和企業(yè)應(yīng)加大對充電設(shè)施的投入力度，增加充電站的數(shù)量和覆蓋面積，優(yōu)化充電設(shè)施的布局和配套服務(wù)，以滿足用戶的充電需求。推廣智能充電技術(shù)，智能充電技術(shù)可以幫助用戶更加便捷地進(jìn)行充電，推廣快速充電技術(shù)，快速充電技術(shù)可以大大縮短充電時間，提高用戶的使用便利性。政府和企業(yè)應(yīng)加大對快速充電技術(shù)的研發(fā)和推廣力度，為用戶提供更加便捷的充電體驗。加強(qiáng)充電標(biāo)準(zhǔn)化工作，推動充電標(biāo)準(zhǔn)化工作，統(tǒng)一充電接口、充電功率、充電模式等規(guī)范，提高充電設(shè)施的互操作性和兼容性，降低用戶的使用成本。加強(qiáng)公共充電設(shè)施與私人充電設(shè)施的協(xié)同發(fā)展，公共充電設(shè)施和私人充電設(shè)施應(yīng)該相互協(xié)調(diào)、互相補(bǔ)充，以提高充電設(shè)施的覆蓋率和使用率，為用戶提供更加便利的充電服務(wù)。綜上所述，通過加強(qiáng)充電設(shè)施建設(shè)、推廣智能充電技術(shù)、推廣快速充電技術(shù)、加強(qiáng)充電標(biāo)準(zhǔn)化工作以及加強(qiáng)公共充電設(shè)施與私人充電設(shè)施的協(xié)同發(fā)展等措施，可以有效地解決新能源汽車充電設(shè)施不完善的問題，提高用戶的使用便利性和體驗，促進(jìn)新能源汽車的發(fā)展。

4.3 強(qiáng)化高壓電安全保護(hù)

新能源汽車及電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)中的安全問題是新能源汽車發(fā)展中需要重點(diǎn)解決的問題。針對這些問題，可以采取以下措施：加強(qiáng)電池安全管理，電池安全問題是影響新能源汽車安全的主要因素之一。應(yīng)加強(qiáng)對電池的設(shè)計、生產(chǎn)、運(yùn)輸、使用和回收等環(huán)節(jié)的安全管理，建立完善的電池安全檢測和監(jiān)控機(jī)制，保障電池的安全性。強(qiáng)化高壓電安全保護(hù)，高壓電系統(tǒng)是新能源汽車中的重要組成部分，應(yīng)加強(qiáng)對高壓電系統(tǒng)的安全保護(hù)措施，例如設(shè)置高壓斷路器、電流限制器、故障診斷器等裝置，以及建立完善的高壓電系統(tǒng)安全管理體系，保障高壓電系統(tǒng)的安全性。提高電機(jī)控制系統(tǒng)安全性，電機(jī)控制系統(tǒng)是新能源汽車動力輸出的核心，應(yīng)加強(qiáng)對電機(jī)控制系統(tǒng)的安全性設(shè)計和管理，例如設(shè)置過電流保護(hù)、過溫保護(hù)、過壓保護(hù)等保護(hù)措施，建立完善的電機(jī)控制系統(tǒng)安全檢測和監(jiān)控機(jī)制，保障電機(jī)控制系統(tǒng)的安全性。綜上所述，通過加強(qiáng)電池安全管理、強(qiáng)化高壓電安全保護(hù)、提高電機(jī)控制系統(tǒng)安全性、加強(qiáng)充電設(shè)施安全保障等措施，可以有效地提高新能源汽車及電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)的安全性，保障用戶的使用安全。

4.4 降低電機(jī)及電控系統(tǒng)成本

解決新能源汽車及電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)中的成本問題需要綜合考慮多個方面，以下是一些可能的解決措施：降低電機(jī)及電控系統(tǒng)成本，研發(fā)出更為高效、節(jié)能、低成本的電機(jī)和電控系統(tǒng)，如使用智能化控制系統(tǒng)、直接驅(qū)動技術(shù)、輕量化材料等，降低電機(jī)及電控系統(tǒng)的成本。同時，政府和企業(yè)可以合作建立充電樁、充電站等基礎(chǔ)設(shè)施，減少充電設(shè)施的建設(shè)成本。

5 結(jié)語

在新能源汽車領(lǐng)域，電機(jī)驅(qū)動的控制技術(shù)對于提高汽車的性能和能源利用效率至關(guān)重要。研究和應(yīng)用先進(jìn)的電機(jī)控制技術(shù)可以提高電機(jī)效率、延長電池壽命、提高車輛安全性等，在控制技術(shù)方面，目前已經(jīng)有很多成熟的技術(shù)應(yīng)用在新能源汽車中，如變頻調(diào)速技術(shù)、電機(jī)矢量控制技術(shù)、能量回饋技術(shù)等。值得注意的是，新能源汽車及電機(jī)驅(qū)動的控制技術(shù)研究仍然存在一些挑戰(zhàn)和難題。例如，電池的壽命和充電設(shè)施的不完善是制約新能源汽車發(fā)展的重要問題；此外，安全性方面的問題也需要引起重視。為了進(jìn)一步完善新能源汽車及電機(jī)驅(qū)動的控制技術(shù)體系，我們需要持續(xù)地投入研究和開發(fā)，并加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)合作和國際交流。

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