淺談新能源汽車技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展前景

劉玉良

摘 要：在能源形勢日益嚴(yán)峻的今天，低碳環(huán)保已經(jīng)成為全球的共識。汽車尾氣給環(huán)境帶來了沉重負(fù)擔(dān)，加快新能源汽車的技術(shù)研發(fā)和性能優(yōu)化，對于節(jié)能減排和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整具有重要意義。本文對國內(nèi)外新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行研究，分析了當(dāng)前的技術(shù)難題，通過對未來發(fā)展趨勢的展望，為新能源汽車的快速發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞： 新能源汽車;發(fā)展現(xiàn)狀;技術(shù)瓶頸;發(fā)展前景

一、前言

工業(yè)的發(fā)展，帶來了環(huán)境惡化和能源危機(jī)，節(jié)能減排成為世界各國需要共同面對的難題。汽車產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，但是碳排放給環(huán)境帶來了沉重的負(fù)擔(dān)，因此，汽車的節(jié)能減排才能促進(jìn)人與自然的和諧相處。

科技在不斷進(jìn)步，人類也沒有停止新能源汽車的研究步伐。通過改進(jìn)發(fā)動機(jī)技術(shù)，替代汽油燃料發(fā)動機(jī)問世;通過改進(jìn)汽車的動力系統(tǒng)，燃料電池汽車、混合動力汽車、純電動汽車技術(shù)逐漸成熟。

二、新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀

（一）國外發(fā)展現(xiàn)狀

歐美發(fā)達(dá)國家高度重視新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展，通過汽車技術(shù)變革、產(chǎn)業(yè)升級和政策扶持來促進(jìn)新能源汽車發(fā)展。英國推動“低碳汽車項目”，法國投入巨資研發(fā)新能源汽車，德國和日本也制定優(yōu)惠政策扶持新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，各國都在竭力發(fā)展新能源汽車工業(yè)希望在全球汽車工業(yè)競爭中占據(jù)有利地位。

掌握核心科技才是新能源汽車發(fā)展的動力，因此，各國的技術(shù)研發(fā)工作不斷取得新的進(jìn)展?；旌蟿恿ο到y(tǒng)的應(yīng)用主要是在北美國家， 而歐洲國家大力推動插電式混合動力系統(tǒng)的應(yīng)用，日本對混合動力客車的研究也走在世界的前列。

（二）國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

在上世紀(jì)八十年代，我國新能源汽車的研究主要是壓縮天然氣、甲醇、液化石油氣等。90年代末期，我國提出了“清潔汽車行動”，清潔燃料發(fā)展計劃也制定并實(shí)施。在“十五”期間，我國加快了新能源汽車的研究步伐，研制成功的燃料電池轎車和燃料電池客車和混合動力汽車，對純電動轎車和客車的研究也取得了新的進(jìn)展，并通過國家相關(guān)部門的認(rèn)證試驗(yàn)。

2014年，全世界共118輛首發(fā)車參加北京車展，其中有79 輛新能源汽車，占總數(shù)的70﹪。同年七月，我國對境內(nèi)獲得銷售許可的新能源汽車（包括進(jìn)口汽車），減免車輛購置稅。比亞迪“秦”年銷售 1.5萬輛，在世界插電式車型銷量中名列前茅。

發(fā)展和應(yīng)用新能源汽車是人與自然和諧相處的重要途徑，2015年在全球電動汽車發(fā)展較好的主要國家中，中國進(jìn)步最大，超過美國位居全球第一。目前我國通過政府政策和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)支持等全方位立體化的扶持體系，給新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。

三、新能源汽車的技術(shù)瓶頸

（一）動力電池續(xù)航里程和壽命有限

新能源汽車的環(huán)保節(jié)能是發(fā)展的優(yōu)勢，但是和傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車相比，在續(xù)航里程方面存在諸多缺點(diǎn)，由于電池組的相互影響，導(dǎo)致動力電池的壽命大大縮短，如果更換電池，需要支付昂貴的費(fèi)用，所以這些因素都阻礙了新能源汽車的發(fā)展，如果沒有政府相關(guān)的優(yōu)惠政府扶持，推廣的難度將大大增加。

（二）充電基礎(chǔ)設(shè)施不完善

充足的充電基礎(chǔ)設(shè)施是新能源汽車大規(guī)模使用的基本保障和必要條件。國家能源局提供的數(shù)據(jù)顯示：截至2015 年底，我國新能源汽車?yán)塾嫯a(chǎn)銷量接近 50萬輛，但是建成公共充換電站僅有3600 座，充電樁 4.9萬個，車樁比不足10：1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電動汽車公共充電需求，成為當(dāng)前制約我國新能源汽車發(fā)展的瓶頸。

充電樁分布不均衡。大多分布在酒店、醫(yī)院等公共停車場，而私家車車主最理想的是在所住小區(qū)，但私家車車位受到物業(yè)限制安裝較少，加之充電樁地理位置分布不均衡，導(dǎo)致部分已建好的充電樁長期閑置。

四、新能源汽車的發(fā)展前景

（一）輕量化是提高續(xù)航能力的途徑

減輕車身質(zhì)量是降低能源消耗的重要途徑，也是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效措施。研究表明，內(nèi)燃機(jī)汽車每降低10%的車身質(zhì)量，可減少 6% ～ 8% 的燃油消耗量，新能源汽車的輕量化對于續(xù)航能力和動力性的提高具有積極的意義。

汽車輕量化不僅是車身的輕量化，還包含傳動設(shè)備、電池等的輕量化。采用輕質(zhì)材料，如鋁合金、高性能鋼和其他復(fù)合材料是最成熟的方法，此外，輕量化需要與汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計相結(jié)合，保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和性能，提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。

（二）鋰電子電池是首選

電池是新能源汽車的核心部件，為其提供動力，各大制造商在電池的生產(chǎn)技術(shù)和制造成本上也是千差萬別，也存在著極大的競爭。

鋰電池的使用壽命長、體積小、無污染、安全性高，根據(jù)預(yù)測， 動力鋰電池將在2020 年達(dá)到200 億美元的市場規(guī)模，年均成長速度50%。

（三）電池管理系統(tǒng)是動力和儲能電池的必須配套

為保證新能源汽車的動力性，需要通過并聯(lián)串聯(lián)的方式組成電池組來增大動力電池容量。通過減小單體鋰電池的性能差異，就能夠延長電池組的使用壽命。利用電池管理系統(tǒng)對充放電進(jìn)行監(jiān)管保護(hù)，可以實(shí)時保護(hù)電池使用狀況，均衡和估算電池電量，智能控制電池的充電放電，保障使用安全，是新能源汽車的動力系統(tǒng)中不可必不可少的配套部件。

（四）永磁同步電機(jī)成為主流

新能源汽車技術(shù)對驅(qū)動電機(jī)的性能要求非常高，因?yàn)樾履茉雌囈l繁地起動、停車、加速、減速，驅(qū)動電機(jī)常常過載，轉(zhuǎn)矩控制的動態(tài)性能要求高，在不同的行駛環(huán)境，要滿足低速高轉(zhuǎn)矩，高速低轉(zhuǎn)矩的要求;為了使新能源汽車在恒轉(zhuǎn)矩區(qū)和恒功率區(qū)正常工作，調(diào)速范圍一定要大，并且保持較高的運(yùn)行效率。

（五）電網(wǎng)融合是發(fā)展趨勢

車網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)可是使電動汽車從電網(wǎng)充電，也可將儲能電池中的電能輸送回電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)雙向電力交換，為電力的高效平穩(wěn)運(yùn)行，提供了新的技術(shù)保障。通過電網(wǎng)融合，電動汽車在用電低谷從電網(wǎng)充電，在用電高峰期為電網(wǎng)提供電能，通過調(diào)頻、調(diào)壓和功率修正減輕電網(wǎng)負(fù)擔(dān)，作為分布式儲能系統(tǒng)，在突然停電狀態(tài)下可以提供備用電力。

五、結(jié)語

人居環(huán)境持續(xù)惡化，能源危機(jī)日益凸顯，發(fā)展新能源汽車技術(shù)是實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，也是今后汽車技術(shù)發(fā)展的必然要求。世界各國、各大汽車生產(chǎn)商都在努力研發(fā)新能源汽車的技術(shù)，通過技術(shù)革新和性能改進(jìn)，依靠相關(guān)的政策扶持、技術(shù)支持來振興汽車工業(yè)。相信在不久的將來，新能源汽車在促進(jìn)汽車行業(yè)發(fā)展的同時，也會為環(huán)境減輕更多的負(fù)擔(dān)，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處。

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