王旭

摘 要：隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展以及環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車等一系列新能源汽車越來越受人們關(guān)注。新能源汽車相對于傳統(tǒng)燃油車在動力性、環(huán)保性、駕乘體驗、后期養(yǎng)護(hù)以及國家政策方面有明顯優(yōu)勢?？梢哉f，新能源汽車是未來發(fā)展的必然趨勢。而當(dāng)下較高的生產(chǎn)成本、尚待成熟的技術(shù)、不完善的配套設(shè)施與政策等一系列問題同樣阻礙著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而解決這些問題，是推動新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素。

關(guān)鍵詞：新能源汽車;技術(shù);發(fā)展趨勢

一、新能源汽車分類簡介、發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

1.1新能源汽車簡介

新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源，綜合車輛的動力控制和驅(qū)動方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。根據(jù)此定義，按照新能源汽車的使用范圍，可分為：純電動汽車（BEV）、插電式混合動力汽車（PHEV）及燃料電池汽車（FCV）。本文也將在這三種汽車上著重討論。

（1）純電動汽車（BEV）

純電動汽車是完全由可充電電池提供動力源，用電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路安全法規(guī)的汽車。

純電動汽車取消了傳統(tǒng)的內(nèi)燃機、多級變速箱以及機械傳動裝置，因而它沒有內(nèi)燃機燃燒以及傳動系統(tǒng)傳動時所帶來的震動與高噪聲，具有更高的穩(wěn)定性，并將給我們帶來更好的駕駛舒適性。另外，純電動汽車增加了電動機、電力電子變換器、電池、超級電容等電子設(shè)備。相對于傳統(tǒng)汽車，純電動汽車從充電到電池，在從電池到驅(qū)動電機的過程中能量損失極小，其電能獲取方式也多種多樣，如可再生能源如水電、核電、太陽能等。而且火電站將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于內(nèi)燃機將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為機械能的效率，因而驅(qū)動一輛純電動汽車的成本更低。

由于純電動汽車的主要成本在于電池，因此其傳動方式也有多種選擇。增加一個電機，就可以實現(xiàn)在沒有傳動軸與中央差速鎖的情況下，實現(xiàn)前后軸的差速行駛。如果為四輪分別設(shè)置輪轂電機，則轉(zhuǎn)彎時的差速問題也得以解決，甚至“原地轉(zhuǎn)彎”以及“橫向停車”也能夠?qū)崿F(xiàn)。

但是，電池能量密度低，續(xù)航里程短，充電時間長，配套設(shè)施不完善等問題也深深制約著電動汽車的發(fā)展。其中，電池問題也是最棘手的技術(shù)難關(guān)。如果將電池能量過低這一問題加以改善，電動汽車技術(shù)將得到質(zhì)的發(fā)展。

（2）插電式混合動力汽車（PHEV）

插電式混合動力汽車是在傳統(tǒng)燃油汽車的基礎(chǔ)上加設(shè)一套電力驅(qū)動系統(tǒng)。相對于傳統(tǒng)燃油汽車而言，插電式混合動力汽車內(nèi)燃機總是工作在最佳工況，油耗非常低且燃燒充分，排放氣體較干凈。其電動機既能驅(qū)動車輪運行，同時也能在車輛制動和下坡時回收能量。因此，插電式混合動力汽車具有更高的效率。伴隨著一個可充電插孔，插電式混合動力汽車僅在電池供能的模式下可運行30-60公里，以保證城市通勤的需要，在僅僅使用電池充放電的情況下可真正的實現(xiàn)零污染。同時通過內(nèi)燃機的存在，來提供長途旅行的可能。插電式混合動力汽車的電力驅(qū)動系統(tǒng)與純電動汽車的完全相同，而其蓄電池容量更小，發(fā)動機性能更弱。但若將兩者配合起來疊加使用，可以真正的實現(xiàn)偏高轉(zhuǎn)效率的內(nèi)燃機和偏低轉(zhuǎn)效率的電動機的互補。但也正是因為同時存在兩套驅(qū)動系統(tǒng)，增加了制造成本、加重了整體重量、惡化了加速制動，同時也對技術(shù)的要求更嚴(yán)格，為后期的保研維修增加了難度。代表車型有比亞迪唐、寶馬i8等。

（3）燃料電池汽車（FCV）

燃料電池汽車技術(shù)是車輛工程、電力工程、燃料電池三種技術(shù)的有機結(jié)合。燃料電池通過氫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)以獲得所需的電能，這些電能用以驅(qū)動汽車或者儲存于諸如電池組、超級電容這樣的儲能設(shè)備;電力驅(qū)動系統(tǒng)和燃料電池系統(tǒng)必須完美結(jié)合，才能達(dá)到最大能量效率和最小的污染;氫燃料電池經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后所得的副產(chǎn)物僅為水，因此該過程中不會產(chǎn)生任何污染物。但是，燃料電池汽車也存在燃料電池價格高、氫燃料難以運輸儲存、氫燃料加油站難以大范圍推廣等一系列問題。目前，燃料電池汽車技術(shù)并不成熟，其也未實現(xiàn)真正的市場化。

1.2新能源汽車發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

2019年1月14日，中國汽車工業(yè)協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2018年，國內(nèi)汽車產(chǎn)銷分別完成2780.9萬輛和2808.1萬輛，產(chǎn)銷量比上年同期分別下降4.2%和2.8%，為1990年來首次年度下降。雖然整個汽車產(chǎn)業(yè)銷量呈下降趨勢，但是值得關(guān)注的是，2018年，新能源汽車產(chǎn)銷分別完成127萬輛和125.6萬輛，比上年同期分別增長59.9%和61.7%。其中，純電動汽車產(chǎn)銷分別完成98.6萬輛和98.4萬輛，比上年同期分別增長47.9%和50.8%。并且由數(shù)據(jù)顯示，近五年新能源汽車保有量年均增加50萬輛，呈加快增長趨勢。

雖然新能源汽車的發(fā)展如今是如火如荼，但是仍然避免不了以下幾個問題：①突破電池技術(shù)是發(fā)展新能源技術(shù)的瓶頸。②基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)迫在眉睫。③新能源汽車售后市場服務(wù)體系不完善。④我國的新能源汽車僅著名于國內(nèi)，缺乏國際影響力。

二、新能源汽車技術(shù)

我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)剛剛起步，但產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，短短數(shù)年就已經(jīng)在汽車行業(yè)占有了自己的一席之地，這與新能源汽車出色的性能是戚戚相關(guān)的。但目前我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)正遇到技術(shù)發(fā)展的瓶頸期，一旦突破，新能源汽車產(chǎn)業(yè)將會迎來前所未有的發(fā)展。下面就動力電池與電機技術(shù)兩個方面做簡要介紹。

2.1動力電池技術(shù)

電力電池主要用于儲存電能，驅(qū)動電機，從而驅(qū)動汽車行駛。目前新能源汽車上應(yīng)用廣泛的電池有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池。

鉛酸電池由于本身能量密度低，不能滿足新能源汽車對續(xù)航的要求，因此僅用作部分車的低壓蓄電池;蓄電池高壓鎳氫電池具由良好的過放電、過充電保護(hù)性能，循環(huán)壽命長，能量密度高，豐田PRIUS高壓蓄電池就采用鎳氫電池。目前我國也加大對鎳氫電池的研究力度，爭取使其早日投入更廣泛的使用中;鋰離子電池的能量密度比鉛酸、鎳氫電池都高，但是仍然無法滿足人們對續(xù)航里程的需要。三元鋰電池單體能量密度大致在120-140Wh/kg，磷酸鐵鋰電池能量密度130-220Wh/kg，而全固態(tài)鋰電池則是未來市場的主要發(fā)展方向，其能量密度大致在400-600 Wh/kg。這意味這一旦固態(tài)鋰離子電池研發(fā)成功，汽車?yán)m(xù)航里程將會是目前的數(shù)倍，從而在根本上解決汽車?yán)m(xù)航里程短的問題。另外，太陽能電池、無線充電技術(shù)、換電池技術(shù)也在積極的投入研發(fā)。

2.2電機技術(shù)

因為純電動汽車主要依靠電機來提供動力，所以發(fā)展電機技術(shù)首當(dāng)其沖。我國已自主研發(fā)并形成了獨具特色的車用電機技術(shù)。例如，輪轂電機技術(shù)就是用集成了減速器的電機總成直接布置在四個輪轂中，它的最大特點就是將動力、傳動和制動裝置都整合到輪轂內(nèi)，省略了傳統(tǒng)車輛的離合器，變速器以及驅(qū)動軸，因此將電動車輛的機械部分大大簡化。采用輪轂電機的車輛可以獲得更高的空間利用率，能量效率也會提高不少。但是它卻增加了汽車的簧下質(zhì)量，影響了汽車的操控穩(wěn)定性;同時輪轂電機也要面臨著水、灰塵等惡劣條件的影響，仍需要較長時間的研發(fā)來實現(xiàn)技術(shù)的真正普及。

三、結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與發(fā)展以及新能源汽車概念的提出，相關(guān)的技術(shù)已經(jīng)充分應(yīng)用到新能源汽車當(dāng)中，大大促進(jìn)了新能源汽車的發(fā)展。但是，新能源汽車不論是在技術(shù)上，還是在基礎(chǔ)設(shè)施上，亦或在政策體系中，發(fā)展仍不完善。未來要想使新能源汽車完全取代傳統(tǒng)燃油汽車，任重而道遠(yuǎn)。

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