新能源汽車研發技術的發展研究

李 升

(廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院，廣州 511434)

?

新能源汽車研發技術的發展研究

李 升

(廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院，廣州 511434)

加快新能源汽車的技術探究和相關性能研發，對于全球節能減排和相關產業結構調整具有重要的戰略意義。根據未來全球經濟、環境之間平衡關系，運用實際案例和技術分析方法，對國內外新能源汽車行業的發展現狀進行探究，指出新能源汽車行業的技術瓶頸，結合經驗提出個人看法。

新能源汽車；技術研發；政策引導

目前，新能源汽車行業景氣度有所回升。中國汽車工業協會發布的最新數據顯示，5月份，新能源汽車產銷同比增長較快，純電動汽車大幅增長。有業內人士表示，新政策是從產業政策上倒逼行業兼并重組，實際上最終大方向是鼓勵新能源汽車的發展。從長遠來看，新能源汽車市場的發展具有較大潛力，面對新形勢，如何探討新能源汽車行業研發技術的發展，消化有關補貼等政策調整給企業帶來的影響？新能源汽車行業人員也在探尋路徑。

1 新能源汽車是發展必然趨勢

第一，目前，新能源汽車在汽車市場上已成為熱門車型。新能源汽車在中國這幾年呈現了爆發性增長。伴隨共享汽車的發展，車企會將更多的新能源汽車轉租給共享汽車平臺，以租代售，最終實現租售平衡。2017年，對于新能源汽車行業而言，要想獲取補貼越來越不容易，一系列產業政策變化的影響對市場形成沖擊。在多種因素交織下，已逐步轉向市場驅動的新能源汽車行業，分化趨勢將越發明顯。

第二，發展新能源汽車是長期不可動搖的目標。目前，無論是從中央還是地方，相關政策規劃已相當清晰，如6月份國務院法制辦發布的由工信部起草的《乘用車企業平無燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法(征求意見搞)》，雖然目前只是征求意見稿，但從政策層面，可以看到清晰及明確的規劃及方向，堅持發展新能源汽車在相關政策法規及制度上能得到有效保證。

第三，當前新能源汽車發展仍堅持過渡時期混合動力電動汽車為主，長期目標發展純電動汽車的發展。插電式混合動力汽車可滿足新能源汽車用戶長距離駕駛需求，至今已涌現較多成熟的量產車型。純電動汽車受限于電池技術的持續突破，但也出現不少量產車型：基于磷酸鐵鋰電池的比亞迪e6，其出租車版續航里程已突破400 km，2015年起至今，逐步替代太原市全部城市出租車，成為太原城市名片之一；基于三元鋰電池的特斯拉，也是近年來全球最負盛名的純電動汽車。作為純電動汽車的一種，氫燃料電池電動汽車也是未來發展趨勢之一，從豐田已量產的Mirai，表明車輛端的核心技術已得到核心突破。

2 新能源汽車市場在發展過程中的技術瓶頸

第一，新能源汽車在三電系統中，最重要的是動力電池及電池管理系統。如果一輛電動汽車10年內消耗了四五套動力電池，對資源的消耗、能源的浪費程度，不僅替代不了傳統燃油車，甚至會對資源環境帶來更大危害。當前動力電池及電池管理系統的主要技術瓶頸主要集中在電池安全、能量密度、循環壽命、電池估算精準性等方面。主流如磷酸鐵鋰電芯及三元材料電芯，在安全性上，磷酸鐵鋰占優，但在能量密度上，磷酸鐵鋰較三元材料差，同容量條件下，磷酸鐵鋰電池增重帶來的一系列問題也亟待解決。電池循環壽命涉及面極廣，包含電池材料、生產一致性、電池管理水平都起著重要作用。當前電池管理器受限于電池模型搭建的精準度，電池電量估算與實際電量仍存在不少偏差(主流精度在5%左右)，一定程度上也影響了車輛續駛里程、電池壽命等。

第二，新能源汽車經過多年的摸索及發展，永磁同步電機已成為電機系統的主流應用。但電機控制系統面臨著可靠性、應用材料等方面的技術瓶頸。區別于工業用電機的控制，由于車用電機工況復雜、使用環境惡劣，對控制器核心部件如IGBT、高性能芯片、內部集成水平等都帶來了極大挑戰。

第三，電動汽車充電站等公共配套設施及服務的缺乏，也是制約新能源汽車發展的重要因素之一。最新調查顯示，新能源汽車客戶主流的充電方式為家庭電源充電、自有充電樁及工作單位充電，三者比例占80%以上。公共充電設施的普及和使用率很低，主要是受公共充電設施的數量和地理位置便利性的制約。此外，傳統燃油車占位、額外的服務費和停車費、較高的充電成本也降低了消費者使用積極性，某種意義上作為新能源汽車配套設施的充電樁，反而制約著新能源汽車的發展。

第四，從原理及特性上看，氫燃料電池電動汽車是未來新能源發展的重要方向之一，但現階段配套設施加氫站、電堆核心技術、儲氫系統等均是氫燃料電池電動汽車發展的主要技術瓶頸。加氫站的成本極高，這是限制其配套建立的主要因素，目前國內也僅有北京、上海、鄭州、佛山等推廣城市建設了加氫站，配套設施建設的路途漫長而遙遠。電堆核心部件質子交換膜、雙極板、催化劑，儲氫系統中的儲氫瓶等，技術上還有繼續突破空間。

3 新能源汽車技術探究

第一，在新能源汽車和燃油車共同競爭汽車資源的情況下，我們認為共享出行，特別是新能源汽車共享出行，將成為未來非常重要的發展方向，而且有可能成為未來主要的出行方式。移動支付的普及使用也極大促進了新能源汽車的推廣應用。用戶無須安裝APP，就可以直接通過微信、支付寶、銀聯云閃付等掃描二維碼進行充電和費用結算，免去了復雜的操作流程，可實現隨充隨走，極大地提升了用戶便利性及用戶體驗。

第二，結合政策，推動新能源汽車發展的配套設施的建立，政府及企業要做好頂層規劃，確立目標及方向，針對配套設施的當前核心問題，如加氫站成本、公共充電樁資源被占用、使用不便利等問題，進行專項突破。

第三，在發展過程中不斷明確主流技術及升華技術，如在電機系統，由新能源汽車發展早期的直流無刷電機、永磁同步電機等多類型發展成當前使用的永磁同步電機，且在功率密度比、體積等方面的技術持續進步。電芯方面，也由早期的鉛酸鋰、鈦酸鋰電芯，到目前的主流使用磷酸鐵鋰、三元鋰電芯；電池包體技術方面，早期提出的能量電池加超級電容技術，在發展中，由于超級電容能量密度太差、工作范圍大、成本高等劣勢而被逐步淘汰；氫燃料電池電動汽車，由于穩定性、原材料、工作效率等因素，車載制氫的技術路線也被逐步邊緣化。

第四，驅動型式的轉變。在新能源汽車行業創新使用的分布式驅動方式，隨著智能駕駛汽車的普及，也必將會成為未來發展的重要方向。分布式驅動目前主流的是輪邊電機及輪轂電機兩種形式，此種條件下，智能駕駛功能，如自動泊車、原地調頭、串行制動等，均能輕易實現。

4 結語

新能源汽車在未來汽車工業發展中，將占據越來越重要的地位，它是未來汽車發展的趨勢。從政策層面頂層設計，企業明確發展方向及主流技術路線，從業技術人員突破核心技術瓶頸，是新能源汽車發展的必經之路。隨著新能源汽車發展的不斷完善，公眾對新能源汽車的認可度不斷提高，加之更容易實現的智能駕駛的驅動，新能源汽車的市場會越來越廣闊。

[1] 王建偉.新能源汽車的專利研究[J].中國戰略新興產業，2017，(12)：130-131.

[2] 葉楠，周梅華.新能源汽車采用的影響因素分析及推進策略[J].統計與決策，2012，(18)：88-89.

[3] 崔勝民.新能源汽車技術(第2版)[J].中國科技信息，2014，(12)：56-57.

[4] 邵余豐.對新能源汽車技術的幾點探討[J].內燃機與配件，2017，(05)：63-64.

[5] 劉鵬，孟憲臣.淺談未來新能源汽車的技術發展趨勢[J].科技創新與應用，2015，(36)： 80-81.

[6] 汪中，袁艷.淺析新能源汽車的技術現狀及發展趨勢[J]. 科技與企業，2013，(16)：70-71.

Research on the development of new energy vehicle R & D technology

LI Sheng

(Automotive Engineering Research Institute, Guangzhou Automotive Group Co., Ltd., Guangzhou 511434, China)

It is of great strategic significance to accelerate the research and development of new energy vehicles and research and development of relevant performance for global energy-saving emission reduction and related industrial structure adjustment. According to the balance between the environment and global economy, the status quo of development of new energy automotive industry at home and abroad was explored, and technical bottlenecks were pointed out.

New energy vehicle; Technology research and development; Policy guidance

2017-04-01

李升(1987-)，男，工程師，本科。

F426.471

A

1674-8646(2017)10-0124-02