摘 要：近年來(lái)，我國(guó)對(duì)于治理環(huán)境污染的力度不斷加大，碳排放成為衡量交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)之一，而汽車尾氣中含有大量二氧化碳，是造成碳排放超標(biāo)的主要原因。近年來(lái)，隨著傳統(tǒng)燃油汽車保有量的不斷上升，尾氣排放造成的大氣污染也越來(lái)越嚴(yán)重，全球氣候變暖、冰川融化、臭氧層變薄等環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)迫在眉睫，急需整改。治理環(huán)境污染要從根本上解決二氧化碳過(guò)度排放問(wèn)題，減少汽車尾氣的排放量是行之有效的方法之一，為了解決傳統(tǒng)汽車尾氣排放過(guò)量問(wèn)題，我國(guó)迅速發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)。新能源汽車以潔凈能源作為動(dòng)力源，可大大減少碳排放，有效緩解環(huán)境污染問(wèn)題。我國(guó)新能源汽車行業(yè)已經(jīng)發(fā)展多年，政府為了鼓勵(lì)人們使用新能源汽車，在購(gòu)買政策、汽車售價(jià)方面提出了各項(xiàng)優(yōu)惠措施，同時(shí)也加大了對(duì)新能源汽車各項(xiàng)技術(shù)的研究與使用，大大促進(jìn)了新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。在性能上，與最初推出的新能源汽車相比，近年來(lái)新能源汽車技術(shù)有了快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了智能化、模塊化、共享化。未來(lái)，新能源汽車將會(huì)成為道路交通運(yùn)輸?shù)闹饕ぞ?，本文也?jiǎn)單分析了新能源汽車的各項(xiàng)使用技術(shù)，為新能源汽車進(jìn)一步發(fā)展提供相應(yīng)的參考。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 技術(shù) 探討

Abstract： In recent years， China's efforts to control environmental pollution have been increasing. Carbon emission has become one of the standards to measure the development of the transportation industry， and vehicle exhaust contains a large amount of carbon dioxide， which is the main reason for exceeding the standard of carbon emission. In recent years， with the increasing number of traditional fuel vehicles， the air pollution caused by exhaust emissions has become more and more serious. Environmental problems such as global warming， melting glaciers and thinning of the ozone layer are urgent and need to be rectified. To control environmental pollution， we should fundamentally solve the problem of excessive carbon dioxide emission. Reducing automobile exhaust emission is one of the effective methods. In order to solve the problem of excessive emission of traditional automobile exhaust， China has rapidly developed the new energy automobile industry. With clean energy as the power source， new energy vehicles can greatly reduce carbon emissions and effectively alleviate environmental pollution. China's new energy vehicle industry has developed for many years. In order to encourage people to use new energy vehicles， the government has put forward various preferential measures in terms of purchase policies and vehicle prices. At the same time， it has also increased the research and use of various technologies of new energy vehicles， which has greatly promoted the development of new energy vehicle industry. In terms of performance， compared with the initially launched new energy vehicles， new energy vehicle technology has developed rapidly in recent years， realizing intellectualization， modularization and sharing. In the future， new energy vehicles will become the main means of road transportation. This paper also briefly analyzes the use technologies of new energy vehicles， so as to provide corresponding reference for the further development of new energy vehicles.

Key words：new energy vehicles， technology， discussion

1 常見(jiàn)新能源汽車技術(shù)的基本概述

1.1 純電動(dòng)汽車技術(shù)

新能源汽車采用電能等潔凈能源作為動(dòng)力來(lái)源驅(qū)動(dòng)汽車行駛。因其動(dòng)力源與傳統(tǒng)汽車動(dòng)力源工作形式不同，因此新能源汽車需要全新的車載動(dòng)力裝置。新能源汽車在動(dòng)力控制和驅(qū)動(dòng)方面的技術(shù)領(lǐng)先于傳統(tǒng)汽車，是具有新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)的汽車。新能源汽車中運(yùn)用最廣泛、發(fā)展前景最好的是純電動(dòng)汽車。純電動(dòng)汽車完全依靠電池作為動(dòng)力來(lái)源，在汽車運(yùn)行過(guò)程中也主要依靠電動(dòng)機(jī)作為汽車的驅(qū)動(dòng)裝置，獲得相應(yīng)的機(jī)械能。純電動(dòng)汽車在社會(huì)生活中比較常見(jiàn)，比如純電動(dòng)物流車、純電動(dòng)公交車以及純電動(dòng)家用轎車等等。純電動(dòng)汽車主要構(gòu)件包括充電裝置、電動(dòng)機(jī)、控制器及動(dòng)力源，其中動(dòng)力源主要指的是性能良好的動(dòng)力電池。電池作為電動(dòng)汽車核心部件，其性能、質(zhì)量及安全性將會(huì)直接影響到電動(dòng)汽車的使用壽命和駕駛體驗(yàn)。充電裝置的充電效率直接決定純電動(dòng)汽車的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，充電方式一般有快充和慢充兩種。近些年，充電裝置的技術(shù)改革有了較大突破，充電效率不斷提升，快充樁可在半小時(shí)內(nèi)將電量充至80%左右，節(jié)省了大量充電時(shí)間，也提高了新能源汽車的群眾接受度。電動(dòng)機(jī)與控制器主要影響新能源汽車操控性、加速性能以及扭矩輸出特性，決定著駕駛體感。

與傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車最大的優(yōu)勢(shì)在于能做到零污染、零排放，且有較高的使用經(jīng)濟(jì)性，在改善溫室效應(yīng)、城市霧霾等環(huán)境問(wèn)題上有突出貢獻(xiàn)。

1.2 混合動(dòng)力汽車技術(shù)

混合動(dòng)力汽車是以兩種及兩種以上能源為主要?jiǎng)恿Φ钠?，?yīng)用最廣泛的是油-電混合動(dòng)力汽車。這類混合動(dòng)力汽車集燃油車和電動(dòng)車的優(yōu)勢(shì)為一體，車內(nèi)有兩套動(dòng)力裝置（電動(dòng)機(jī)、蓄電池和發(fā)動(dòng)機(jī)、燃油箱），既有電動(dòng)車的駕駛體驗(yàn)，又不受制于電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程的困擾。但兩套動(dòng)力系統(tǒng)使得汽車造價(jià)較高，車輛自重較大，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中后勁不足，市場(chǎng)占有率不高。但隨著技術(shù)發(fā)展，動(dòng)力混合形式優(yōu)化，相信在未來(lái)該類汽車會(huì)突破技術(shù)壁壘，逐漸被群眾所接受。

2 新能源汽車技術(shù)的三大構(gòu)成

2.1 電池

當(dāng)前新能源汽車造價(jià)偏高，很多消費(fèi)者也是由于售價(jià)較高的原因，對(duì)新能源汽車的購(gòu)買力不強(qiáng)。影響新能源汽車造價(jià)的主要因素是電機(jī)及其控制器（約占整車造價(jià)的13.6%），電池及其控制器（約占整車造價(jià)的37.8%）。由此可見(jiàn)控制動(dòng)力電池制造成本對(duì)于整車成本控制有著舉足輕重的影響。但由于存在技術(shù)壁壘，電池成本降低還有一段路要走。

近年來(lái)，新能源汽車充電技術(shù)發(fā)展很快，其中有一種為雙向逆放電，是比亞迪汽車在去年的新能源汽車發(fā)布會(huì)上發(fā)布的一種新技術(shù)，雙向逆放電可以和多種用途的車輛有效結(jié)合在一起，雙向逆放電簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)新能源車不僅可以從電網(wǎng)充電，也可以向其他車外用電器放電，向外放電主要是三種放電方式，分別是車輛到電網(wǎng)的放電（V2G）、車輛和車輛之間的放電（V2V）、車輛到負(fù)載的放電（V2L）。同時(shí)放電的電流可以是直流電，也可以是交流電，可以實(shí)現(xiàn)多種電壓形式的放電，其他工業(yè)設(shè)備，包括手機(jī)等都可以實(shí)現(xiàn)放電。

V2G也就是新能源汽車向電網(wǎng)輸送電量的方式，這樣的一個(gè)應(yīng)用相當(dāng)于把新能源汽車作為一個(gè)小型的儲(chǔ)能電站來(lái)使用，在夜間可以利用谷電充電的方式，可以節(jié)省大量的電力。電動(dòng)車目前只在一些大中型城市實(shí)現(xiàn)了普及，分布式儲(chǔ)能電站也多分布于大型城市中，對(duì)于新能源客戶的汽車充電提供了便利，同時(shí)也能帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)效益。

V2V是車輛對(duì)車輛的輸電模式，這種充電模式可以解決純電動(dòng)汽車在道路行駛時(shí)遇到電池耗盡時(shí)的臨時(shí)救援問(wèn)題，純電動(dòng)汽車在行駛過(guò)程中遇到車輛沒(méi)電又無(wú)法充電時(shí)可以利用其他過(guò)往的電動(dòng)汽車進(jìn)行充電。未來(lái)為了普及新能源汽車的應(yīng)用，還會(huì)在高速公路上建立流動(dòng)充電車，甚至是高速流動(dòng)充電樁。

V2L是車輛到負(fù)載的充電方式，車輛的電力可以直接向外輸送，可以負(fù)載多種充電設(shè)備，包括各種直流和交流電壓，這樣的充電模式可以應(yīng)用于日常居民生活中，當(dāng)家里斷電時(shí)，可以利用新能源汽車的V2L功能實(shí)現(xiàn)對(duì)家用電器的充電，最長(zhǎng)可以保證普通家庭一周的電量使用。除此以外，雙向逆放電的功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止上述這些，在電量消耗殆盡的情況下，混合電動(dòng)汽車還可以通過(guò)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)電功能，從一定程度上來(lái)說(shuō)，混合電動(dòng)汽車相當(dāng)于一個(gè)源源不斷供電的儲(chǔ)電裝置。

2.2 電機(jī)

傳統(tǒng)汽車以燃油作為動(dòng)力源提供汽車行駛的能量，新能源汽車以動(dòng)力電池作為動(dòng)力源提供行駛能量。傳統(tǒng)汽車的車載能源是燃油，驅(qū)動(dòng)裝置是發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱，新能源汽車的車載能源是電池，驅(qū)動(dòng)裝置是電動(dòng)機(jī)。兩種動(dòng)力系統(tǒng)都可較好的驅(qū)動(dòng)汽車行駛，但新能源汽車能源利用率比傳統(tǒng)汽車大的多。內(nèi)燃機(jī)的能源使用效率最高不超過(guò)30%，其大量能量以摩擦，發(fā)熱、傳動(dòng)損耗等形式浪費(fèi)了。而純電動(dòng)汽車以電池供電-電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的形式運(yùn)行，沒(méi)有復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其能源利用率達(dá)到了80%以上，且動(dòng)力輸出沒(méi)有滯后性。因此，新能源汽車的綜合性能比傳統(tǒng)燃油汽車高。電機(jī)作為新能源汽車的驅(qū)動(dòng)裝置，主要有以下三種不同類型的電機(jī)裝置，第一種即為交流異步電機(jī)，是當(dāng)前新能源汽車電機(jī)使用中的大功率電機(jī)，其工作原理相對(duì)簡(jiǎn)單，交流電是沒(méi)有方向的，因此只需要在定子端輸入電流即可，交流轉(zhuǎn)子接收到電流信號(hào)之后就會(huì)朝著同一個(gè)固定方向加速轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，電機(jī)就產(chǎn)生了驅(qū)動(dòng)力，這種產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的原理是被動(dòng)起轉(zhuǎn)，因此也叫做異步電機(jī)。第二種是直流異步電機(jī)，與交流異步電機(jī)的結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)原理是一致的，不同的是電機(jī)定子輸入的是帶有方向的直流電，直流異步電機(jī)是大多數(shù)純電動(dòng)汽車都在使用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。這類電機(jī)的使用最大難點(diǎn)在于濾波模塊的設(shè)計(jì)應(yīng)用上，濾波模塊如果設(shè)計(jì)得足夠優(yōu)秀，從電池傳送過(guò)來(lái)的直流電波形會(huì)被過(guò)濾得足夠干凈，直流異步電機(jī)在實(shí)現(xiàn)高效率供電時(shí)還可以減少噪音，非常安靜。最后一種是直流同步電機(jī)，這類型的電機(jī)與以上兩種電機(jī)相比，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，電流信號(hào)是直接作用在轉(zhuǎn)子上的，這種驅(qū)動(dòng)方式的驅(qū)動(dòng)響應(yīng)是非?？斓?，直接跨過(guò)了定子輸入端。作為電機(jī)中應(yīng)用能力最強(qiáng)的電機(jī)裝置，直流同步電機(jī)是其中最昂貴的一種。

2.3 電機(jī)控制器

在新能源汽車的使用中，電機(jī)控制器是根據(jù)駕駛員發(fā)出的擋位、油門、剎車等指令，控制動(dòng)力電池的電能轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)械能，以此來(lái)控制電動(dòng)車輛的進(jìn)退速度、扭矩輸出等行駛狀態(tài)，電機(jī)控制器還可以通過(guò)控制電機(jī)反轉(zhuǎn)等方式幫助電動(dòng)車輛剎車，并將部分制動(dòng)能量回饋到電力蓄電池中。電機(jī)控制器主要由中央控制模塊、功率模塊、驅(qū)動(dòng)控制模塊和各種傳感器組成。總體來(lái)說(shuō)，電機(jī)控制器的功能主要分為兩個(gè)部分，一是將電池儲(chǔ)存的直流電轉(zhuǎn)化成電機(jī)需要的交流電，二是通過(guò)控制交流電的輸出實(shí)現(xiàn)電機(jī)扭矩和轉(zhuǎn)速的變化，以適應(yīng)駕駛者的駕駛需求。

3 新能源汽車技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 高壓器件的集成化

未來(lái)新能源汽車的應(yīng)用廣度不斷擴(kuò)大，會(huì)逐漸應(yīng)用到物流、公共交通、特殊車輛等不同領(lǐng)域。同時(shí)隨著新能源汽車技術(shù)模塊化、集成化、智能化的發(fā)展，其續(xù)航里程、智能化程度、駕駛體驗(yàn)等會(huì)不斷優(yōu)化，市場(chǎng)占有率會(huì)大大提高，會(huì)有更多的用戶使用新能源汽車。在技術(shù)改進(jìn)中高壓器件的集成化是最主要的，新能源汽車中應(yīng)用的高壓系統(tǒng)有很多，常見(jiàn)的有驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制器、動(dòng)力電池、高壓配電盒及電力附件等，高壓系統(tǒng)的分區(qū)應(yīng)用整體上是會(huì)影響其使用壽命的，實(shí)現(xiàn)高壓器件的集成化會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)整個(gè)電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)的優(yōu)化，高壓器件的集成化本質(zhì)上是將幾個(gè)多功能的電子器件進(jìn)行功能上面的整合，集成化不僅簡(jiǎn)潔、優(yōu)美，還能節(jié)省汽車內(nèi)部更多地使用空間，從功能層面作出的設(shè)計(jì)整合，使用更加簡(jiǎn)潔、高效。

3.2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的集成化

新能源汽車主要三大組成部分是電池、電機(jī)、電機(jī)控制器，目前正在著力于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的集成化研究，將電機(jī)、電機(jī)控制器、減速器等多種驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)集成化，成為一個(gè)共同的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可以節(jié)省成本的同時(shí)汽車更加輕量便捷，形成多功能合一的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，

每一代新能源汽車都在致力于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成研究，每一代的新能源汽車都會(huì)比上一代的重量減輕，實(shí)現(xiàn)了更高的功率密度。在實(shí)現(xiàn)集成化的同時(shí)，越來(lái)越多不同形式的新能源汽車層出不窮，對(duì)汽車主要的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提出了更多要求，節(jié)省電量、增加續(xù)航里程等功能的實(shí)現(xiàn)需要使用大功率、耐高壓的功率半導(dǎo)體，在運(yùn)行時(shí)占用空間較大、還會(huì)產(chǎn)生很大的電量消耗，因此集成化研究是新能源汽車研究的主體方向。

3.3 新能源高壓系統(tǒng)總集成

新能源汽車高壓系統(tǒng)的總集成是將電機(jī)、電機(jī)控制器、高壓盒、OCDC、OBC實(shí)現(xiàn)五合一集成優(yōu)化，形成一個(gè)五合一的控制器，真正實(shí)現(xiàn)一個(gè)控制器來(lái)操控整個(gè)新能源電動(dòng)汽車，集成化的研究可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的簡(jiǎn)單操作，集成度高，意味著電動(dòng)汽車的性能使用方面更加簡(jiǎn)潔高效。成本降低的同時(shí)，銷售量也會(huì)隨之上升，電能的使用效率高，不會(huì)造成大量電能資源浪費(fèi)，提高利用率，在動(dòng)力資源利用方面，新能源汽車的使用效率往往要高于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車。

3.4 電池系統(tǒng)性能的提升

電池作為新能源汽車的動(dòng)力來(lái)源，安全性能和使用壽命提升是需要首要考慮的。在汽車運(yùn)行過(guò)程中，電池一旦發(fā)生故障后果不堪設(shè)想。所以在設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程中，除了要進(jìn)行擠壓試驗(yàn)外還要進(jìn)行火燒試驗(yàn)和振動(dòng)試驗(yàn)，通過(guò)安全性能檢測(cè)后的動(dòng)力電池才可以面向市場(chǎng)。我國(guó)動(dòng)力電池的研究發(fā)展較快，性能指標(biāo)不斷提升，制造成本不斷降低，電池安全性的研究也有了長(zhǎng)足發(fā)展，同時(shí)電池的使用壽命在逐年增加。與國(guó)際同行業(yè)相比，我國(guó)電池的使用研發(fā)速度是較快的。

4 結(jié)語(yǔ)

為了降低石油燃料的使用，治理環(huán)境污染，我國(guó)提出了多項(xiàng)措施，比如補(bǔ)貼新能源汽車企業(yè)、對(duì)購(gòu)買新能源汽車的消費(fèi)者提供一系列購(gòu)車補(bǔ)助、對(duì)新能源汽車不限號(hào)等。旨在普及新能源汽車的使用，對(duì)于當(dāng)前來(lái)說(shuō)，新能源汽車并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模普及，還只是局限于大中型城市的應(yīng)用。普及新能源汽車的使用，就必須要顯示出新能源汽車在駕駛使用方面的長(zhǎng)處，優(yōu)化新能源汽車各方面的使用性能，完善充電設(shè)備設(shè)施，優(yōu)化新能源汽車服務(wù)質(zhì)量。本文對(duì)新能源汽車各方面的使用進(jìn)行了研究與探索。新能源汽車技術(shù)性能必將會(huì)不斷提升，未來(lái)新能源汽車必將不斷優(yōu)化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛、智能網(wǎng)聯(lián)等多項(xiàng)功能，并能夠投入到市場(chǎng)進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)與銷售。綜上所述，優(yōu)化新能源汽車性能，完善相關(guān)輔助設(shè)施，就能迅速提升新能源汽車在我國(guó)的使用范圍與使用量，推動(dòng)新能源汽車行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

課題名稱：積極教學(xué)法在《新能源汽車故障診斷》課程中的實(shí)踐和探索。課題類別：蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)2021年度教科研項(xiàng)目。課題批準(zhǔn)號(hào)：JY2021-07。此論文為蘭州石化職業(yè)技術(shù)大學(xué)2021年度教科研項(xiàng)目：“積極教學(xué)法在《新能源汽車故障診斷》課程中的實(shí)踐和研究”的階段性成果。

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作者簡(jiǎn)介

楊小榮：（1987.07—），女，漢族，甘肅民勤人，講師，大學(xué)本科。主要研究方向：新能源汽車技術(shù)。