新能源汽車技術發展現狀和趨勢分析

吳明山

(恩施職業技術學院機電工程學院，湖北 恩施 445000)

新能源主要指的是傳統能源之外的各種形式的能源。新能源不僅對于促進我國社會經濟的進一步發展有著十分重要的作用，也會對人類的生存和發展產生重要影響。近十多年來，新能源汽車重新得到重視和運用并快速發展。預計到2030年新能車對傳統燃油車的滲透率可達30%。在新能源汽車發展中我國也取得了長足的進步，為汽車發展做出了較大貢獻。

一、新能源汽車技術發展現狀

電驅動汽車是新能源汽車的主要形式，是汽車產業的發展方向已得到世界各國的共識，但在技術路線上不同國家各有側重。日本以高效混合動力汽車和插電式純電動汽車的研究為主，美國是以增程式電動汽車為主攻方向。我國以純電驅動為新能源汽車發展和汽車工業轉型的主要戰略取向，當前重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產業化。發展中具有車企參與多、車型多、產銷量大、增長快特點，主要車型現狀具有如下表現：

(一)底盤、車身

新能源汽車與傳統的內燃機汽車相比，汽車電力驅動系統是兩者之間最大的區別。當前市場上不少的純電動汽車均是在原有燃油汽車基礎上作動力系統的更換后的“孿生兄弟”。缺少適應于驅動電機、動力電池等的底盤和車身的專門設計。

(二)驅動電機及其控制器

驅動電機是新能源汽車的三大核心部件之一，主要類型有：直流電機、交流異步電機、永磁同步電機和開關磁阻電機。直流電動由于存在電刷和換向器，其高速性能及可靠性問題而逐漸被交流電機所取代。交流電動機具有體積小、重量輕、效率較高、可靠性好、維護保養費用低等優點被廣泛使用在電動汽車上。

國內驅動電機企業如大洋電機、上海電驅動、精進電動科技等與西門子、博世相比在性能上還有一定差距。目前我國電動汽車主要使用永磁同步電機，但電機與變速器的一體化集成度低。電機控制器的硬件關鍵部件IGBT等目前主要依賴進口；在軟件方面，有待開發與電機完美匹配的控制程序。

(三)動力電池及能量管理

動力電池的能量密度、循環次數、安全性等性能對電動汽車性能產生直接影響。目前，動力電池仍是電動汽車發展的主要制約因素。鋰離子電池以其高能量、長壽命，可快充等優點成為電池發展的主要方向，但成本相對較高、安全性較差。我國動力電池在國際市場中占有相當的比重，據統計，2017年全球動力電池企業銷量前十排名中，中國企業占七席。從我國電動汽車動力電池配備上看，比亞迪新能源汽車以磷酸鐵鋰電池為主，北汽新能源汽車以三元鋰電為主。

能量管理系統是電動汽車的控制核心，影響續航里程、電池壽命及整車安全等。對電池單體的電壓、電流、溫度等參數的監測是能量管理的前提。

(四)電能補充方式

插電式混動、純電動汽車都需要從外部獲取電能來補充能量，可采取充電、更換電池等方式實現。在快速更換電池未商業化前，充電樁成為影響使用的主要因素。充電樁的安裝受地方政府、電網公司、汽車銷售、居住小區等多方面影響。雖然政府鼓勵購買新能源汽車，仍因充電樁等設施的數量不夠、位置不合理、充電槍接口不配套等因素的存在，使電動汽車使用者和意向購買者的積極性受到一定打擊。

二、新能源汽車技術發展趨勢

從應對能源危機和環境污染，新能源汽車革新傳統燃油車已成必然，發展新能源汽車是我國戰略選擇。2009年至今，我國出臺了諸如《汽車產業發展政策》、《節能與新能源汽車技術路線圖》以及《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》等許多政策和規定。經過十余年的發展，在電池，電機，電控方面有了自己的關鍵創新和技術積累，新能源汽車的產銷量逐年增長，質量穩步提升，基礎設施得到發展。可以預見，在國家汽車產業政策的引導和市場主導下，新能源汽車技術會朝積極的方向發展。

一是整合車企優勢，建設適宜于新能源汽車的底盤、車身生產線。采用新材料、新設計等車身輕量化技術，使其在節能、續航、安全等性能進一步提升。二是提高動力電池的能量密度、使用壽命、安全性，降低維護成本；運用智能系統來提高能量管理、整車控制性能。三是提高電機功率密度或采用新型無刷直流電機、開關磁阻電機及其控制系統；通過驅動系統集成化、永磁化和數字化等技術提升整車動力性能，使其使用感受更趨近于傳統燃油汽車。四是規范充電設施的建設程序和標準，更快推進充電樁建設步伐并提高其使用的效果和效率。五是促進車企、科研院所、高校、職業院校的合作，提高關鍵技術的創新力度和技術推廣服務的效果。

三、結束語

總之，在全球大力發展新能源汽車的背景下，新能源汽車是中國汽車產業轉型升級的一個突破口，技術上與國外的差距相對較小。我們經過十余年的努力，取得長足進步，目前勢頭良好。如何保持優勢并縮小存在的技術差距，對使我國成為汽車強國來說既是機遇又是挑戰，只有不斷改進提升品質、不斷創新擁有核心技術，市場才會屬于我們。