新能源電動汽車核心技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢綜述

劉沖

摘要：隨著新發(fā)展理念深入人心，新能源電動汽車成為汽車產(chǎn)業(yè)的寵兒，也成為學(xué)界研究的熱門話題。新能源電動汽車在環(huán)保、動力等方面具有顯著優(yōu)勢，生產(chǎn)方面的優(yōu)勢也比傳統(tǒng)汽車明顯。新能源電動汽車取代傳統(tǒng)能源汽車，也就是時(shí)間和技術(shù)問題，筆者從新能源電動汽車核心技術(shù)發(fā)展入手，研究當(dāng)前核心技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對發(fā)展趨勢作出理論上的預(yù)判。

關(guān)鍵詞：新能源;電動汽車;核心技術(shù)

一、新能源電動汽車的理論綜述

1.新能源電動汽車的理論研究綜述

新能源汽車是指以電、氫、太陽能等作為驅(qū)動能源汽車，當(dāng)前我國主要是以電作為能源的新能源汽車。根據(jù)國家對新能源汽車的規(guī)定，新能源汽車就是使用非傳統(tǒng)能源作為驅(qū)動能源的，并綜合汽車動力裝置、驅(qū)動技術(shù)，形成的新能源、新系統(tǒng)的汽車。目前，我國市面上主要是電動汽車、混合動力汽車和其他新能源汽車。

2.新能源汽車的優(yōu)勢

第一，新能源汽車節(jié)省能源，污染較少。新能源汽車的能源動力主要來自太陽能、氫能、電能等，它們多是使用電動機(jī)，沒有燃燒不徹底等問題，自然尾氣噪聲等污染就相對較少，對國家生態(tài)文明建設(shè)有著重要的意義。

第二，生產(chǎn)效率較高，駕車換件舒適。新能源汽車的生產(chǎn)效率高，沒有過多設(shè)備要求，而且新能源汽車沒有NVH和變速器，所以在進(jìn)行變檔過程中，就沒有那么頓挫感，整個(gè)駕駛過程中舒適、平穩(wěn)，車內(nèi)噪聲也相對較低。

3.新能源電動汽車存在的問題

其一，電池續(xù)航能力不足，快充技術(shù)有待突破。新能源電動汽車主要依靠能源是電，而電池是蓄電的重要裝置。但由于技術(shù)限制，導(dǎo)致新能源電動汽車的續(xù)航能力不足，要解決這一問題，就必須加快突破電池材料限制，或者對電池能力密度的突破。另外，對于新能源電動汽車的充電也是一個(gè)重要問題，由于用電安全的限制，在充電過程中不得不降低充電速度，完成充電時(shí)間要2-3個(gè)小時(shí)，遠(yuǎn)不及傳統(tǒng)油耗車的加油速度。

其二，后期維護(hù)費(fèi)用高，有一定的安全隱患。新能源電動汽車最大的隱患主要是電池，目前電動汽車主要用的燃料電池，汽車在運(yùn)行中，由于各種原因?qū)е碌碾姵貎?nèi)部的短路，最容易導(dǎo)致短路問題的出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的安全問題。

二、新能源電動汽車核心技術(shù)的發(fā)展未來前瞻

其一，新能源電動汽車的驅(qū)動電機(jī)技術(shù)。目前我國驅(qū)動電機(jī)主要類型有直流、交流、感應(yīng)、無刷、永磁等，不同的電機(jī)有各自的特點(diǎn)，就速度而言，開關(guān)電機(jī)速最快，交流電機(jī)次之，直流電機(jī)的速度最慢;就可靠性而言，開關(guān)電機(jī)、交流電機(jī)最安全;就體積大小來說，開關(guān)磁阻電機(jī)體積小，重量也小，直流電機(jī)體積最大，重量最大。就當(dāng)前驅(qū)動電機(jī)的發(fā)展來說，其取值主要有：首先，驅(qū)動電機(jī)的集成化程度日益，主要表現(xiàn)在電控系統(tǒng)的集成化和整車控制的集成化，還有就是變速裝置的集成化。其次，智能化趨勢明顯。人工智能的發(fā)展為電機(jī)處理器的智能化提供可能，促使電機(jī)效率控制算法理論的提升。再次，電機(jī)功率越來越高。隨著技術(shù)的創(chuàng)新，從以前千瓦電機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)躍升為為幾十千瓦，相信在未來，電機(jī)功率會進(jìn)一步提升。

其二，新能源電動汽車的動力電池技術(shù)。電池是新能源電動汽車的核心技術(shù)之一，我國在動力電池方面的研究實(shí)現(xiàn)了爆發(fā)式突破。目前我國動力電池主要有磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、錳酸鐵鋰電池三種。除了傳統(tǒng)動力電池意外，無線電能傳輸系統(tǒng)也被廣泛應(yīng)用于新能源電動汽車，我國的無線電能傳輸主要有磁場耦合式、電場耦合式、微波輻射式。無線電能傳輸現(xiàn)在也面臨技術(shù)瓶頸，主要是成本問題、傳輸距離等也阻礙該技術(shù)進(jìn)一步使用。除了上述兩種技術(shù)以外，還有就是換電技術(shù)。所謂換電技術(shù)就是直接采取更換動力電池的方式，來減少充電時(shí)間，通俗的說就是更換電池。充電時(shí)間是新能源電動汽車的一個(gè)重要問題，換電模式的出現(xiàn)大大減少了充電了時(shí)間，增強(qiáng)了電動汽車?yán)m(xù)航能力，我國當(dāng)前的換電技術(shù)主要有單次換電和快換電池。單次換電就是直接換掉動力電池，確保汽車需要的電能那個(gè)需求，增加汽車的續(xù)航。這種技術(shù)問題就在于電池容量問題，單次換電所換掉的電池與舊電池容量相同，其續(xù)航實(shí)質(zhì)并未得到多大的改變。多次換電技術(shù)就是新能源汽車可以在任何時(shí)間的，在特點(diǎn)的裝置配合下更換動力電池，以此來保障新能源電動汽車的續(xù)航里程，這就好比汽車的中途加油，目前該技術(shù)已經(jīng)基本成熟，是未來新能源電動汽車發(fā)展的方向。

其三，電池管理技術(shù)。所謂的電池管理技術(shù)就是電機(jī)與電池之間的連接系統(tǒng)，是隨時(shí)對動力電池狀態(tài)的監(jiān)控，并及時(shí)將信息傳遞給中樞系統(tǒng)，確保電池的運(yùn)行狀態(tài)處于最佳狀態(tài)。電池管理技術(shù)的結(jié)構(gòu)主要是中央控制系統(tǒng)與二級模塊系統(tǒng)構(gòu)成。中央控制系統(tǒng)主要是處理數(shù)據(jù)、SOC計(jì)算、控制等，二級模塊系統(tǒng)則是對電池的檢測，以及對信息的反饋。二級模塊系統(tǒng)的信息傳輸是依靠CAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，這樣可以減少新能源電動汽車的線束，強(qiáng)化安全保障。

三、結(jié)束語

綜上所述，新能源電動汽車是新發(fā)展理念貫徹的必然，也是生態(tài)文明建設(shè)下的大勢所趨，其三大核心技術(shù)的發(fā)展趨勢主要為：第一，驅(qū)動電機(jī)技術(shù)的未來發(fā)展。驅(qū)動電機(jī)是電動汽車的直接動力，以永磁同步電機(jī)等電機(jī)技術(shù)的革新，為電動汽車的動力提供了性能和舒適的保障，也大大提高新能源電動汽車的性價(jià)比，為新能源汽車的普及提供了經(jīng)濟(jì)保障。目前永磁電機(jī)、驅(qū)動系統(tǒng)智能化是國內(nèi)外研究的重點(diǎn)，也是新能源電動汽車發(fā)展的未來趨勢。第二，動力電池技術(shù)，是新能源電動汽車發(fā)展的核心技術(shù)，我國正在研發(fā)固態(tài)電池，而且固態(tài)電池也是動力電池發(fā)展的未來趨勢，對于電池的充電技術(shù)目前還需要材料、化學(xué)等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展完善，就充電本身來說，無線充電技術(shù)和多次換電技術(shù)增強(qiáng)了電動汽車的續(xù)航能力，強(qiáng)化了充電效率。第三，電池管理技術(shù)。電池管理是連接電池與電機(jī)的橋梁，是確保電池穩(wěn)定的運(yùn)行的檢測者，同時(shí)增加了電池的使用壽命和使用效率，確保電池運(yùn)行更加可靠安全?？偟膩碚f，中國應(yīng)該加快核心技術(shù)的研發(fā)，為新能源電動汽車的未來競爭提供技術(shù)科研保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]電動汽車換電模式的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢綜述[J].袁博.汽車文摘.2020（05）

[2] 新能源汽車無線充電綜述[J].康澤軍，何紹清，李平.汽車工業(yè)研究.2019（04）

[3]新能源汽車驅(qū)動電機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢研究[J].莊勛.時(shí)代汽車.2020（01）