汽車新能源技術(shù)綜述

摘要：隨著生活水平提高，傳統(tǒng)汽車進(jìn)入各家各戶，能源的急劇消耗，環(huán)境污染等問題日益突出，汽車新能源的發(fā)展應(yīng)用而生。本文對新能源汽車發(fā)展進(jìn)行剖析，分析當(dāng)前對新能源技術(shù)的影響及發(fā)展面臨的瓶頸，并展望了新能源汽車的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;能源消耗;環(huán)境污染;新能源技術(shù)

1.引言

行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，近十年來中國新能源汽車產(chǎn)銷量不斷增加，在2017年首次突破百萬輛，實現(xiàn)全年銷量的128.6萬輛。僅2018年前半年，新能源汽車就實現(xiàn)63.2萬的銷量。新能源汽車在北上廣發(fā)達(dá)城市發(fā)展很快，但在其他城市卻發(fā)展較慢。同時，由于2019年政策變動較大，新能汽車產(chǎn)銷首次下降，其前景變得不明朗起來。

受宏觀調(diào)控影響，近幾年來新能源汽車的公司如雨后春筍，產(chǎn)業(yè)鏈條急速完備，各公司也開始思考發(fā)展方向和技術(shù)研究。比亞迪公司全面布局新能源市場，打造有低中高多種品牌車型。奇瑞公司大力研發(fā)電池產(chǎn)品，完備三大電技術(shù)和整車核心制造技術(shù)。盡管各大汽車公司都全力發(fā)展新能源，但是由于技術(shù)起步較晚，不免存在人才匱乏、管理不善、體系不全、監(jiān)管不力等現(xiàn)象。

2.新能源汽車技術(shù)綜述

2.1燃料電池電動汽車

燃料電池汽車是由氫氧發(fā)電作為車輛行駛的動力，其排放物為零污染的水。且通過加注氫實現(xiàn)充能，無需長時慢充電。國內(nèi)研發(fā)氫燃料汽車十余年以來，國務(wù)院相關(guān)政策持續(xù)支持研發(fā)燃料電池汽車。目前，國內(nèi)燃料電池汽車主要以客車為主。但美國等已開始生產(chǎn)燃料電池乘用車，韓國燃料電池汽車更是實現(xiàn)了2分鐘加氫續(xù)航618公里，達(dá)到或者超過燃油車水平，且具有噪音低、響應(yīng)快特點。然而我國燃料電池汽車受限于燃料電池成本高、制造技術(shù)落后、對外依賴大、加氫站不足等問題一直被限制在客車上。

2.2混動電動汽車

混合動力汽車保留了傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機(jī)，也擁有純電車的電池，節(jié)能和續(xù)航雙達(dá)標(biāo)?；旌蟿恿ζ嚪譃椴⒙?lián)式、串聯(lián)式和混聯(lián)式三種。并聯(lián)式通過機(jī)械耦合原理把兩個驅(qū)動系統(tǒng)并聯(lián)，可共同驅(qū)使車輛，也可單獨驅(qū)動車輛，較大地提升了能源利用率，但構(gòu)造變得復(fù)雜。串聯(lián)式靠發(fā)動機(jī)帶動電機(jī)發(fā)電給電動機(jī)驅(qū)動車輛行駛，該構(gòu)造舒適性好，發(fā)動機(jī)可持續(xù)在最佳運行工況，降低尾氣排量，但發(fā)動機(jī)能量經(jīng)幾次轉(zhuǎn)換而損耗嚴(yán)重。混聯(lián)式則使發(fā)動機(jī)在驅(qū)動汽車的同時也能發(fā)電，從而實現(xiàn)汽車的節(jié)能和高效要求，但也使該結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。

傳統(tǒng)混動車輛電池較小且無法給電池充能，因而節(jié)能效率較低。但隨著純電動充電技術(shù)的革新，在傳統(tǒng)混合動力基礎(chǔ)上補(bǔ)充了電池充電功能，于是增程式混動汽車就應(yīng)運而生。在日常代步跑短途時，增程式混動汽車完全可借助動力電池維持續(xù)航行駛;在長途高速需要發(fā)出較大功率時，它又可通過增程器產(chǎn)生一部分功率，實現(xiàn)汽車長續(xù)航和提速快的同時避免動力電池在急加速時發(fā)電倍率變大的情況。與其它插電混動汽車相比，增程式的電池容量大、結(jié)構(gòu)簡單，純電模式更持久，制造成本更低，既經(jīng)濟(jì)又實用。

2.3純電動汽車

純電動汽車以車載電源為唯一動力，用電動機(jī)驅(qū)動車輛行駛。其核心部件是電池、電機(jī)及電控系統(tǒng)。其中，電池是純電動汽車的唯一電源，為車輛提供行駛能量，影響著純電動車的續(xù)駛里程。電池能量密度越高，電動車?yán)m(xù)航里程越好。但車輛裝載電池數(shù)量受安裝空間限制，只能通過提高電池能量密度來提高續(xù)航里程;電機(jī)是純電動車輛的動力驅(qū)動裝置，其技術(shù)成熟穩(wěn)定，呈多樣化發(fā)展態(tài)勢。目前國內(nèi)的純電動汽車大多選用異步電機(jī)。該電機(jī)體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、耐用性和可靠性高，較好地滿足了純電動汽車性能要求，給駕駛者帶來很好的體驗;電控是純電動汽車控制中心，作用為監(jiān)管車輛各電器運行狀態(tài)。在汽車行駛時，電控控制電池傳遞給電機(jī)和電子設(shè)備的電量以實現(xiàn)車輛的各個功能及服務(wù)。

一般來講，純電動汽車百公里用電10-20KWh，大約相當(dāng)于汽油車百公里1-2升油。例如排量為1.6L的汽油車百公里油耗就達(dá)到了8升，而在能源消耗方面純電動汽車優(yōu)勢明顯。但在充電速度方面，純電動汽車有一定不足。但隨著換電技術(shù)的出現(xiàn)，純電動汽車可實現(xiàn)4分鐘快速更換動力電池，較好彌補(bǔ)了純電動車充電慢的難題。

3.新能源汽車技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1加快破解氫燃料電池核心技術(shù)難題

燃料電池只需加氫即可的汽車非常值得發(fā)展。既可以做到零污染，也可保證一定續(xù)航。在噪聲和動力等方面也有不錯表現(xiàn)。只有掌握了電池核心技術(shù)才能發(fā)展，所以要加強(qiáng)政策引導(dǎo)，相關(guān)企業(yè)和學(xué)校全力研發(fā)，加快破解該技術(shù)難題。

3.2電池和電控技術(shù)需全力研發(fā)

電池和電控技術(shù)是純電汽車的兩大重要部件，會影響汽車動力性、安全性、續(xù)航性能等。企業(yè)要加強(qiáng)系統(tǒng)研發(fā)，努力提升能量密度和安全性，加強(qiáng)電控管理的同時保證續(xù)航穩(wěn)定。

3.3加強(qiáng)宣傳力度，完善配套服務(wù)

我國新能源汽車的配套服務(wù)有很大發(fā)展和提升空間，需要國家在發(fā)展汽車技術(shù)的同時加快推進(jìn)基建建設(shè)、開展與地方商業(yè)合作、完善配套服務(wù)，盡快普及加氫站、充電站、換電站及維修點。

4.總結(jié)

綜上所述，本文綜合概述了新能源汽車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及行業(yè)水平現(xiàn)狀，簡要說明了新能源汽車將來的發(fā)展趨勢。文章指出：未來新能源汽車市場發(fā)展可能會以純電動汽車為主，兼有燃料電池汽車和混合動力汽車一席之地。隨著純電動汽車電控和電池技術(shù)的更進(jìn)一步研發(fā)，純電動汽車實現(xiàn)長續(xù)航及快充電、耐用性及高安全性，未來極有可能徹底代替內(nèi)燃機(jī)車在全國乃至世界范圍推廣普及。而增程式混合動力汽車會在純電動汽車技術(shù)研發(fā)過程中充當(dāng)過渡產(chǎn)品的角色。燃料電池汽車雖無傳統(tǒng)燃油車和純電動汽車的不足，但是要攻克的關(guān)鍵問題很多。

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作者簡介：張小青，山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院，助教，工程師。