新能源汽车能量管理探究

杜魏魏

摘要：绿色低碳与节能降耗作为汽车行业重要技术方向之一，随着国内油耗排放要求的不断严格化，推进节能汽车的有效发展，新能源汽车进入全面开发阶段，科学合理调整汽车部件协同化，整车轻量化，整车架构高效化的发展。通过迭代升级，续驶里程、整车能耗、智能化应用等多方面实现更好的竞争效力。就此，文章简要针对新能源汽车的能量管理相关方面展开论述。

关键词：新能源汽车；能量管理；发展

引言

新能源汽车动力源主要是非传统燃料，综合考量汽车的动力控制和驱动形成先进技术，如纯电动汽车（EV）与插电式混合动力汽车（PHEV）, 而能量管理控制作为新能源汽车开发的重要技术，主要是为了能够更好地适应车辆行驶需求，根据重要零部件性质与车辆行驶工况，利用新能源汽车的节能原理和技术，通过能量发挥节能潜力，使整车性能实现更好的状态。

1新能源汽车的能量管理系统概述

1.1电池管理系统的作用

电池管理系统能够保障电池组在安全工作范围，提供车辆控制所需数据信息，针对异常情况及时响应并有效处理。电动汽车电池管理系统（BMS）侧重电池参数监测，电池状态估计，充电控制，在线故障诊断，热管理等方面。

1.2新能源汽车中电的转换分析

绿色环保与不限行是民众对新能源汽车优越性最直观的体验效果。但实际在新能源车普及的过程中仍存在一定难点。比如：续航持久性受限，充电时间相对久，充电设备不多等直接制约新能源车作为常规交通工具的通用性。

除了需要进一步提升电池动力技术，进一步推进充电桩建设以外，还可以从以下方面入手分析。如：统一电池标准，制定相关规范，使其在接口、体积、组合方式等方面适用多种品牌的车辆，有效实现电池资源共享。积极发挥引导标准电池换电站建设情况，当前依据现有的加油站和高速公路服务区引入品牌电池商入驻，随时为车辆换电，节省排队时间，有效降低路上过多消耗。

2新能源汽车能量管理方法

2.1电池充放电管理

电池作为新能源汽车动力输出的核心零部件，一般情况下，动力蓄电池是由多节单体电芯实现串、并联而构成的，在充、放电过程中要实现实时监控。行车驱动时，BMS需要实时监控电池参数，进行充电时，BMS实时监控参数，动态调整动力电池的输入功率。

2.2能量回收

对于新能源汽车而言，能量回收主要是在汽车的减速或制动过程中，驱动电机工作于发电状态，将车辆的部分动能能够有效转化为电能储存于电池中，施加电机回馈转矩于驱动轴，进而针对车辆实现制动功能。不仅会增加充电续驶里程，而且可以降低传统制动器磨损，调整汽车动力学的控制能力，增加汽车的经济学重要意义。

2.2.1滑行能量回收

车辆处于滑行状态时，驱动电机处于被反拖发电的状态，VCU根据电池最大允许充电功率、电机最大允许回馈扭矩等计算出动力系统最大允许回收扭矩，根据拖滞阻力矩、损失阻力矩及动力系统最大允许回收扭矩计算得出滑行能量回收扭矩。

2.2.2制动能量回收

在车辆行驶过程中，当汽车司机踩下制动踏板时，VCU会凭借制动踏板所处位置与电机最大允许的制动扭矩得出司机所需求的制动扭矩，同时与根据电池的SOC、电压及电池管理系统故障等多方面计算电池最大允许的充电功率，进而能够有效保障整车的功率不能大于电池的最大允许充电功率。

2.3 热管理

随着国内锂电池作为新能源汽车重要动力占重要地位，其特征受温度影响明显，因此新能源汽车对于工作环境的温度要求会凸显严格化。周围环境温度过高或过低将明显制约着车辆的续航里程与电池使用寿命，如冬天里程下降严重，夏天控制不当甚至会引起热失衡起火等，新能源汽车热管理涉及动力电池、乘员舱、电机与功率模块等零部件，是一项复杂的系统，如何合理应用整车能量，提升整车经济效益是一项复杂的课题，如；某插电式混合动力汽车的热管理充分利用发动机余热，给动力电池加热，给乘员舱制热，有效降低能耗，提升整车经济性。

3能量管理措施

3.1基于确定规则

根据工程经验预先制定相应的控制规则，利用一组确定的静态控制参数来控制各部件之间的能量流，包括动力系统的工作模式间切换和不同动力源的功率分配等。

3.2基于模糊规则

用模糊理论将整车所要求的功率，电池 SOC等的变化科学设置不同数据信息，根据一定模糊规则，有效凭借模糊推理运算得到整车的能量分配控制措施。

3.3实时优化

在适应车辆所需的动力需求的基础上，能够依据现阶段时刻的需求功率对发动机功率以及电机功率实现合理的协调分配工作，以实现每个时刻等效燃油最小与功率损失最小的效果，如：ECMS。

3.4全局优化

用最优控制原理改善车辆在整个循环工况的燃油消耗和功率损失，进而实现对新能源汽车动力源功率的动态优化分配，促使整车整体性能实现最佳状态，如：动态规划算法、遗传算法。

4新能源汽车的发展前景

4.1新能源汽车技术的发展前景

当前新能源汽车电池电机方面有不少的资金投入展开研发工作，并且有了一定成绩，但作为新能源汽车重要技术环节，动力电池与电机等作为重要动力技术，要更多的重视先进技术的突破，有效减少汽车成本的投入，进一步提升产品的市场竞争力。

4.2新能源汽车电池的研究方向

因现阶段新能源汽车主要是运用电池作为汽车动力，但目前这方面的技术不够完善，通常电池的消耗多，使用寿命短，增加新能源汽车成本，因而要重视新型电池的开发，提升利用率，推进新能源汽车的发展。

4.3能量管理开发趋势

现有的能量管理多侧重于简单的控制目标，诸如燃料消耗低，然而还需分析其他设计问题，如：电池有效性、舒适驾驶等多方面。此外，需要引入智能网联技术，使能量管理策略能基于驾驶员行驶路段的相关路况信息，并结合天气、温度等信息，从全局角度进一步优化整车能量。

5结语

总而言之，新能源汽车在我国作为新兴的产业项目，具有环保性能突出，出行便捷高效等优势，能够在一定程度上有效缓解国内严峻的能源紧张问题与对城市环境的进一步保护情况，政府与企业都应努力推动新能源产业的发展。此外，针对新能源汽车的能耗指标要求越加严格，需要多维度、多方面的研究论证能量利用率的进一步提升，进而有效保障能耗更好地适应相关政策与法规的要求，推进新能源汽车企业进一步发展。

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