新能源汽车产业技术及发展趋势

来源:用户上传      作者:孙寒

　　摘 要：汽车工业经过长期的发展，已经成为整个经济体系的核心和支柱。近年来，城乡人民生活水平全面提高，使得汽车工业得到了有效的发展。但与传统汽车相比，我国的新能源汽车达到了节能环保的目的，在发展过程中存在一定的技术优势。因此，本文就新能源汽车产业技术做了分析，并对新能源汽车产业未来的发展趋势做出探讨。
　　关键词：新能源汽车;产业技术;发展趋势
　　
　　 新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车，主要包括插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车等。其主要产业技术有：
　　一、新能源汽车的供电技术
　　不同类型技术的新能源汽车的能源提供原因不一，例：依靠动力电池储存能量的主要是纯电动汽车，混合动力汽车主要依靠发动机发电机提供能量，而燃料电池汽车顾名思义便是以燃料电池主要的能源供应源，在与其他供电方式相结合的趋势上，动力电池技术正一步一步的成为了由多种系统装置连接而组成的动力电源技术，主要包括由储能、能量转换、電源、热力、安全及内外封装系统;镍氢电池和锂离子电池主要为主流新能源汽车的二次电池存储单元，目前而言，高性能储能材料、电芯成组、能源管理、安全管理和高性能封装等五项关键技术，决定了电化学储能系统的性能。
　　（一）高性能储能材料
　　具有良好市场的高性能储能材料包括阳极材料、阴极材料、隔膜材料、电解液材料等，此四种材料单体能量密度均高达400wh /kg。根据国家发展规划，到2030年，500 ～ 800 Wh/kg的能量密度是动力电池应达到的标准，因此，往后高性能储能材料的主流研究项目均要有锂硫、锂空气、镁离子、锌空气电池等新技术的进入。
　　（二）电芯成组
　　电芯成组技术主要是了解单体之间的一致性，并控制电芯出厂的不一致性;在电池生产的整个过程中，因为国内一些设计和生产单位缺乏对影响产品参数的环节的了解，导致了原材料、工艺和环境的控制没有达到高均匀性的要求。因此，制造性能指数普遍高于国外同类产品。有资料表明，较国际先进水平而言，国内优秀锂电池的耐受性还差一个数量级左右，影响了动力电池组的整体性，更额外的增加了成本。
　　（三）能量管理
　　动力电池系统的能量管理包括电芯状态的精确测量与计算、电池充放电管理、电池一致性评价与均衡管理几个方面。对不同类型的动力电池，其在不同条件及时间的影响下，所起到的作用不同，因此，动力电池系统的能量管理要根据具体的情况进行相关的管理。
　　（四）管理关键
　　安全管理技术主要包括高压安全保护、电池滥用保护、电池故障诊断和处理。高压损坏如同一个定时炸弹般，是电力电池系统的安全隐患，也是用户高度重视的问题;因此，通过基础的加强保护、电位平衡、绝缘电阻的提高、电容耦合能量的限制、高速停电管理等措施，来对高压进行安全管理保护。
　　（五）高性能封装
　　高性能封装技术包括主动和被动安全性、以及采用轻量级多目标约束优化;主动安全保障是保持电池系统在有效范围内运行和温度的维护;被动安全系统包括碰撞传感系统、压力系统及其连接电压和剩余能量控制系统等等。在实际生活中，具有轻量化封装技术已在丰田、福特、大众等汽车当中被广泛应用。
　　二、新能源汽车的驱动技术
　　驱动技术包含纯电动驱动装置、动力联轴器以及混合动力系统。其中，混合动力总成由发动机+变速器+电动机组成，THS及P2系统均是其较成功的例子;纯电驱动主要有单电、双机集中驱动、轮边、轮毂电机驱动等类型;另外，电机正向新能源汽车的有效耦合技术发展。
　　三、新能源电控技术
　　在“三纵三横”战略布局中，“多能源动力总成控制系统”主要是指新能源汽车产业技术中的电控技术，现今，科技的进步使得新能源电控技术延伸到了电动辅助部件中的管理与控制中，随着智能汽车和智能交通技术的应用，新能源汽车的电子控制技术在高标准的条件下，各项功能逐渐增加，并满足了综合化的需求。
　　四、新能源汽车的发展趋势
　　汽车尾气污染物排放的减少，可以使汽车燃烧技术得到改善，传统燃油汽车由于本身燃料的特性，还存在着超高的尾气排放量，造成严重的大气污染，为有效的改善此现状，现今，每个国家都在致力于“零排放”电力的使用。电动汽车是典型的“零排放”汽车。它主要使用电池作为驱动能源，运行稳定，舒适清洁，随着太阳能电池技术的发展和突破，纯电动汽车将迎来一个良好的发展局面。
　　（一）纯电动汽车的发展趋势
　　相比传统的汽柴油汽车而言，电动汽车使得汽车的动力性能和行驶里程的要求有所下降，由于电动汽车大多采用镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池等高性能电池，整车性能相对得到保证，已进入小批量试制阶段。如国外采用的一次充电行驶里程115公里，最高时速90公里的高性能锂离子电池，是适合城市道路行驶的家用汽车。
　　（二）燃料电池汽车是竞争的焦点
　　在成本和整体性能方面，特别是行驶时间和燃料补给时间方面，燃料电池汽车明显优于使用其他电池的电动汽车。此外，燃料电池使用的燃料来源广泛，是可再生的，可以达到无污染、零排放等环保标准。
　　（三）混合动力汽车的发展趋势
　　由于电池性能的制约，混合动力汽车成为了内燃机汽车和电动车之间的过渡产品;它把两者之间有效的结合，使其充分的在内燃机汽车的优势的基础上，发挥了无污染的优势，降低了油耗量，同时其成熟的技术也备受人们关注，发展前景可观。
　　参考文献：
　　[1]李苏秀，刘颖琦，王静宇，张雷.基于市场表现的中国新能源汽车产业发展政策剖析[J].中国人口·资源与环境，2016，26，19309：158-166.
　　[2]王静宇，刘颖琦，Ari Kokko.基于专利信息的中国新能源汽车产业技术创新研究[J].情报杂志，2016，3501：32-38.
　　[3]《中国公路学报》编辑部.中国汽车工程学术研究综述·2017[J].中国公路学报，2017，30，16606：1-197.
　　作者简介：孙寒（1991-），男，汉族，江苏扬州人，本科，助理讲师，研究方向：新能源汽车。
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