金希計(jì)

摘 要：新能源汽車已經(jīng)成為汽車工業(yè)發(fā)展的主要方向，基于這樣的背景，探討新能源汽車的技術(shù)原理和優(yōu)缺點(diǎn)，能夠更好的指導(dǎo)新能源汽車的發(fā)展，對(duì)于加快新能源汽車技術(shù)的進(jìn)步具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 技術(shù)原理 優(yōu)缺點(diǎn)

1 引言

新能源汽車是指相對(duì)于傳統(tǒng)常規(guī)能源作為主要?jiǎng)恿碓吹膬?nèi)燃機(jī)汽車而言的概念。新能源汽車技術(shù)在發(fā)展的過程中，做到了減少污染物排放，提高動(dòng)力轉(zhuǎn)化效率，促進(jìn)了低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展?，F(xiàn)今新能源汽車主要有燃料電池汽車、混合動(dòng)力汽車、以及純電動(dòng)汽車三種。

2 新能源汽車的技術(shù)原理

燃料電池汽車、混合動(dòng)力汽車以及純電動(dòng)汽車雖然同屬于新能源汽車的共同領(lǐng)域，但具體來看，不同類型的新能源汽車在技術(shù)原理上也有所不同。

2.1 燃料電池汽車技術(shù)原理

燃料電池汽車是一種用車載燃料作為電池裝置為汽車提供需要的電力，作為汽車動(dòng)力來源的新能源汽車。一般電磁裝置使用的燃料為高純度氫氣或者含氫燃料。燃料電池汽車的工作原理是將作為燃料的氫作為電池，在工作過程中大氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而產(chǎn)生電能，通過電能驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)電機(jī)工作，再由電機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，帶動(dòng)汽車前橋或后橋驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。燃料電池汽車的核心部件是燃料，燃料電池的反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生少量的二氧化碳氮氧化物，副產(chǎn)品主要是產(chǎn)生水，因此也被稱為綠色新型環(huán)保汽車。

2.2 混合動(dòng)力汽車技術(shù)原理

廣義上的混合動(dòng)力汽車主要是指車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由兩個(gè)或者多個(gè)同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的單個(gè)驅(qū)動(dòng)系良好組成的汽車，汽車在行駛的過程中，依據(jù)行駛功率的不同決定由兩個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)或者是單獨(dú)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供。通常意義上的混合動(dòng)力汽車主要是指油電混動(dòng)汽車，及動(dòng)力系統(tǒng)與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力來源，也有一些發(fā)動(dòng)機(jī)改造過后使用其他燃料代替壓縮天然氣和丙烷?；旌蟿?dòng)力汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及輔助動(dòng)力系統(tǒng)和電池包組成。在工作原理上，由于兩套動(dòng)力來源系統(tǒng)的組成方式不同，工作原理也有所不同。以串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車為例來說，在汽車行駛之處，蓄電池電量飽滿，其能量輸出能夠滿足車輛行駛需求，輔助動(dòng)力系統(tǒng)則不需要工作，當(dāng)蓄電池電量低于60%或更低時(shí)，輔助動(dòng)力系統(tǒng)介入，而當(dāng)車輛需求的能量較大時(shí)，輔助動(dòng)力系統(tǒng)和蓄電池組同時(shí)為汽車提供驅(qū)動(dòng)所需能量，而當(dāng)汽車所需能量較小時(shí)，則單獨(dú)有輔助系統(tǒng)提供形勢(shì)所需能量，同時(shí)還能夠給蓄電池充電。

2.3 純電動(dòng)汽車技術(shù)原理

純電動(dòng)汽車主要是指以車載電源為動(dòng)力，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛前橋或后橋行駛，由于純電動(dòng)汽車基本實(shí)現(xiàn)了零排放，因此其發(fā)展前景被普遍看好，但當(dāng)前純電動(dòng)汽車在電池包技術(shù)研發(fā)上尚未成熟。純電動(dòng)汽車完全可以用充電電池，作為動(dòng)力來源，一般電池有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池。純電動(dòng)汽車已經(jīng)有100多年的發(fā)展歷史，但通常只局限于特定的應(yīng)用范圍，因此市場(chǎng)較小。當(dāng)前，純電動(dòng)汽車的技術(shù)普遍成熟，但還是存在價(jià)格過高、電池壽命短、外形尺寸相對(duì)較大充電時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn)，阻礙了純電動(dòng)汽車的進(jìn)一步發(fā)展。純電動(dòng)汽車的核心技術(shù)主要包括電池技術(shù)、電力驅(qū)動(dòng)及其控制技術(shù)、電動(dòng)汽車整車技術(shù)、能量管理技術(shù)。電池組是電動(dòng)汽車的動(dòng)力來源，也是制約電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素。電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車的關(guān)鍵部分，是確保電動(dòng)汽車良好性能的基礎(chǔ)，通過電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為動(dòng)能去時(shí)汽車前進(jìn)，隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)的不斷發(fā)展，電動(dòng)汽車的電力驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)趨于智能化和數(shù)字化發(fā)展，進(jìn)一步推動(dòng)了電動(dòng)汽車的發(fā)展。電動(dòng)汽車整車技術(shù)也是純電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵，由于電動(dòng)汽車電池包占比較大，從而采用精致的復(fù)合材料優(yōu)化汽車整車的結(jié)構(gòu)，能夠減輕汽車自身重量，進(jìn)一步提高汽車的動(dòng)力。能量管理技術(shù)是電動(dòng)汽車的智能核心，電動(dòng)汽車不僅要有優(yōu)良的機(jī)械性能和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)性能，還要做好能量管理技術(shù)，才能使電動(dòng)汽車的性能達(dá)到最佳狀態(tài)。

3 新能源汽車的優(yōu)缺點(diǎn)

3.1 燃料電池汽車的優(yōu)缺點(diǎn)

燃料電池的主要優(yōu)勢(shì)主要有汽車的尾氣排放接近零排放狀態(tài)，或者能夠達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn);能夠有效緩解因機(jī)油泄漏產(chǎn)生的水污染問題;有效降低溫室氣體的排放情況，減輕大氣污染;有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，使發(fā)動(dòng)機(jī)效率能夠達(dá)到最大程度的轉(zhuǎn)化;燃料電池汽車在運(yùn)行過程中較為平穩(wěn)，并且沒有多余的異響和噪音，提升了乘駕的舒適感和體驗(yàn)感。雖然燃料電池汽車的優(yōu)勢(shì)較多，缺點(diǎn)也相對(duì)明顯，其主要缺點(diǎn)體現(xiàn)在，這種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)難度較高，因此燃料電池汽車的成本普遍較高，并且應(yīng)用范圍較小，例如以甲烷和汽油作為燃料的燃料電池汽車，只局限于電廠或者叉車等工業(yè)領(lǐng)域使用。由于燃料電池汽車的底盤布置，也決定了燃料電池汽車在惡劣路面下的通信能力相對(duì)較低。

3.2 混合動(dòng)力汽車的優(yōu)缺點(diǎn)

混合動(dòng)力汽車的優(yōu)勢(shì)更加明顯，與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車相比，混合動(dòng)力汽車的能源及工作總是處在最佳工況，因此油耗較低，對(duì)于車主而言，較低的油耗提高了其經(jīng)濟(jì)價(jià)值，其他的降低了汽車養(yǎng)護(hù)以各種支出成本;內(nèi)燃機(jī)在最佳工況時(shí)提供動(dòng)力介入，因此燃料的燃燒更加充分，排放的氣體也更加符合排放標(biāo)準(zhǔn)，起步和怠速;混合動(dòng)力汽車不需要外部供電系統(tǒng)，汽車本身能夠?qū)崿F(xiàn)供電，因此解決了充電樁等基礎(chǔ)設(shè)施問題，車主也無需擔(dān)心電池電量耗盡汽車無法行駛的狀況;相較于純電動(dòng)汽車，混合動(dòng)力汽車的電池組更小，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，電池組的小型化使得汽車的使用成本和整體重量都比電動(dòng)汽車要低，其經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性進(jìn)一步提高;混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)兩者之間動(dòng)力可以實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，在低速行駛時(shí)可以由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在需要較大能量時(shí)，電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)同時(shí)工作，為汽車提供較大能源供應(yīng)，使汽車能夠?qū)崿F(xiàn)各種情境下的應(yīng)用。以當(dāng)前的技術(shù)水平和應(yīng)用條件來看，混合動(dòng)力汽車在汽車產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化最具發(fā)展前景，汽油燃料發(fā)動(dòng)機(jī)性能好、反應(yīng)快、工作時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，也有電動(dòng)機(jī)不污染和低噪音的好處，將電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的工作效率都發(fā)揮到了最佳狀態(tài)。

混合動(dòng)力汽車的主要缺點(diǎn)體現(xiàn)在其新車價(jià)格很貴，因此購車成本較高，對(duì)于車主而言，節(jié)省的燃料費(fèi)與新車購車價(jià)格抵消大半，因此，混合動(dòng)力能源的汽車在價(jià)格上不具備較大優(yōu)勢(shì);混合動(dòng)力電動(dòng)汽車，在電池組老化之后需要進(jìn)行更換，這對(duì)于車主而言也是一筆不小的開銷，進(jìn)一步增加了用車成本;由于混合動(dòng)力汽車使用兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)的增加意味著故障發(fā)生概率增加，無疑增加了車主的用車之處;混合動(dòng)力汽車的保值率也相對(duì)較低，越到后期越不保值，在進(jìn)行二手車交易的過程中，接手人首先要考慮電池組更換問題，因此對(duì)混合動(dòng)力汽車的選購意愿不強(qiáng);除此之外，混合動(dòng)力汽車的核心技術(shù)“ECVT”技術(shù)專利存在壟斷性，其他廠家無法選擇該技術(shù)，限制了混合動(dòng)力汽車的發(fā)展。

3.3 純電動(dòng)汽車的優(yōu)缺點(diǎn)

純電動(dòng)汽車的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在無污染、噪音小。純電動(dòng)汽車在工作的過程中，完全沒有內(nèi)燃機(jī)汽車產(chǎn)生的廢氣，因此不存在汽車排放的尾氣污染，對(duì)于環(huán)境保護(hù)和空氣清潔具有十分重要的作用;純電動(dòng)汽車無內(nèi)燃機(jī)，因此也沒有內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的噪音，進(jìn)一步提升了乘駕感受，和舒適度;相對(duì)于混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車而言，純電動(dòng)汽車完全以電動(dòng)機(jī)代替內(nèi)燃機(jī)，通過使用單一的電能源，使得純電動(dòng)汽車的電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)化，進(jìn)一步降低了成本;純電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修起來更加方便，以電動(dòng)機(jī)為核心的純電動(dòng)汽車，傳動(dòng)部件相對(duì)較少，維修保養(yǎng)的工作量小，一些純電動(dòng)汽車采用交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，電機(jī)無需進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù);相較于其他兩種新能源汽車，純電動(dòng)汽車的能量轉(zhuǎn)換效率更高。

電動(dòng)汽車的缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在充電難，純電動(dòng)汽車供電需要充電樁，由于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)跟不上電動(dòng)汽車的發(fā)展，導(dǎo)致充電困難;純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程也相對(duì)較短，受限于電池包的容量，大多數(shù)純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程都在100-200公里左右，幾乎只能滿足日常通勤;純電動(dòng)汽車還存在充電慢的缺點(diǎn)，在需要急需用車時(shí)，純電動(dòng)汽車充電慢的缺點(diǎn)更加明顯。

4 結(jié)語

綜上所述，不同類型的新能源汽車在結(jié)構(gòu)和技術(shù)原理上都有所不同，其優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)也各有不同，通過探究新能源汽車的技術(shù)原理和優(yōu)缺點(diǎn)，能夠更好的指導(dǎo)新能源汽車技術(shù)的發(fā)展，更好的促進(jìn)我國(guó)汽車工業(yè)的繁榮。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹堅(jiān).新能源汽車技術(shù)的技術(shù)原理和優(yōu)缺點(diǎn)探究[J].創(chuàng)新科技導(dǎo)報(bào)，2016（27）：60.

[2]徐群杰.新能源汽車技術(shù)的技術(shù)原理和優(yōu)缺點(diǎn)探究[J].科技風(fēng)，2018（02）：130.

[3]潘石峰.新能源汽車技術(shù)原理及其技術(shù)要點(diǎn)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（09）：14-15.