王小林　陳沛

摘 要：研究新能源汽車技術(shù)是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是實(shí)現(xiàn)汽車行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵所在。在文章中發(fā)展汽車新能源技術(shù)的意義、新能源技術(shù)種類以及具體應(yīng)用展開了探討分析，并提出了相關(guān)發(fā)展建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：汽車 新能源技術(shù) 應(yīng)用 發(fā)展建議

1 引言

碳中和和碳達(dá)峰戰(zhàn)略作為當(dāng)下國家發(fā)展建設(shè)中最為關(guān)鍵的戰(zhàn)略舉措之一，為各行各業(yè)的節(jié)能環(huán)保發(fā)展提供了關(guān)鍵性的指導(dǎo)意見。在雙碳戰(zhàn)略背景下，國家加強(qiáng)了對(duì)新能源汽車的政策支持，出臺(tái)了一系列關(guān)于新能源汽車的政策舉措，鼓勵(lì)汽車企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)協(xié)同，推動(dòng)新能源汽車和傳統(tǒng)汽車的融合發(fā)展，提高整個(gè)汽車行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。同時(shí)在新能源汽車購買等方面也給予了消費(fèi)者更多的優(yōu)惠和補(bǔ)貼，以降低消費(fèi)者購車成本，提高消費(fèi)者購車積極性，也促進(jìn)了新能源汽車行業(yè)的發(fā)展。因此，在現(xiàn)階段需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)汽車領(lǐng)域新能源技術(shù)的研究創(chuàng)新，不斷提高新能源汽車制造水平和生產(chǎn)質(zhì)量，為雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)以及汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

2 發(fā)展汽車新能源技術(shù)的意義

2.1 汽車新能源技術(shù)有助于改善生態(tài)環(huán)境

傳統(tǒng)燃油車排放的廢氣會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，隨著環(huán)保意識(shí)的提高，人們對(duì)汽車排放的要求也越來越嚴(yán)格。但是通過應(yīng)用新能源汽車技術(shù)就能夠改善環(huán)境質(zhì)量，主要原因在于其能源來源的清潔性。新能源汽車采用電力、氫氣等清潔能源作為動(dòng)力源，相較于傳統(tǒng)燃油車，可以減少廢氣排放，從而降低對(duì)環(huán)境的污染。具體來說，新能源汽車可以分為純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車等類型。其中，純電動(dòng)汽車完全采用電力驅(qū)動(dòng)，沒有任何尾氣排放；混合動(dòng)力汽車則采用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)相結(jié)合的方式，通過電動(dòng)機(jī)的協(xié)助，可以降低燃油消耗和尾氣排放；燃料電池汽車則采用燃料電池作為動(dòng)力源，通過氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電能，沒有任何尾氣排放[1]。此外，新能源汽車的能源利用效率也較高，可以更好地節(jié)約能源，減少對(duì)環(huán)境的影響。同時(shí)，新能源汽車還可以通過智能電網(wǎng)進(jìn)行能源的雙向傳遞和儲(chǔ)存，進(jìn)一步提高了能源的利用效率。

2.2 汽車新能源技術(shù)有助于優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)

汽車行業(yè)依賴石油資源，而石油資源是不可再生資源，隨著全球石油資源的減少，汽車行業(yè)的能源安全問題也越來越突出。新能源汽車采用電力、氫氣等可再生能源，相較于傳統(tǒng)燃油車，可以減少對(duì)石油等化石能源的依賴，從而提高能源利用效率。同時(shí)，新能源汽車還可以通過智能電網(wǎng)進(jìn)行能源的雙向傳遞和儲(chǔ)存，進(jìn)一步提高能源的利用效率。此外，新能源汽車的推廣也可以促進(jìn)可再生能源的發(fā)展。例如，純電動(dòng)汽車可以采用太陽能等可再生能源來充電，這可以促進(jìn)可再生能源的發(fā)展和應(yīng)用，從而更好地優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。因此，新能源汽車技術(shù)能夠優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，減少對(duì)石油等化石能源的依賴，提高能源利用效率，促進(jìn)可再生能源的發(fā)展和應(yīng)用。

2.3 促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

新能源汽車技術(shù)新能源汽車技術(shù)的發(fā)展可以推動(dòng)新能源汽車的普及，從而擴(kuò)大新能源汽車市場(chǎng)規(guī)模，帶動(dòng)新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，這樣就可以創(chuàng)造新的就業(yè)機(jī)會(huì)，吸納大量失業(yè)人口，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展提供支撐。與此同時(shí)，新能源汽車使用綠色能源技術(shù)，不僅可以有效改善當(dāng)?shù)亟煌ㄇ闆r，減少交通擁堵，同時(shí)還能夠降低環(huán)境污染，改善當(dāng)?shù)丨h(huán)境狀況，從而提高當(dāng)?shù)赝顿Y環(huán)境的質(zhì)量，吸引外商投資，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。此外，在新能源汽車技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用的過程中，也會(huì)吸引更多人才的加入，提升地方人才儲(chǔ)備數(shù)量和質(zhì)量，帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

3 汽車領(lǐng)域中新能源技術(shù)分析

3.1 氫動(dòng)力技術(shù)

汽車氫動(dòng)力技術(shù)是一種高效、清潔、快速的能源技術(shù)，其主要原理是利用氫燃料電池將氫氣轉(zhuǎn)化為電能，從而驅(qū)動(dòng)汽車行駛。與傳統(tǒng)的燃油汽車相比，汽車氫動(dòng)力技術(shù)有著明顯的優(yōu)勢(shì)。首先，汽車氫動(dòng)力技術(shù)高效高，能量密度大，能夠?qū)崿F(xiàn)高效驅(qū)動(dòng)，提高能源利用效率。其次，汽車氫動(dòng)力技術(shù)清潔無污染，氫氣燃燒時(shí)排放的唯一物質(zhì)是水，對(duì)環(huán)境友好。此外，汽車氫動(dòng)力技術(shù)加注燃料的時(shí)間短，連續(xù)工作能力強(qiáng)，能夠提高車輛的運(yùn)輸效率。而且，汽車氫動(dòng)力技術(shù)無噪音，駕駛舒適性高。氫動(dòng)力技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)有以下幾點(diǎn)：（1）燃料電池電堆技術(shù)。燃料電池電堆是氫動(dòng)力汽車的核心部件，它將氫氣和氧氣轉(zhuǎn)化為電能。電堆中的陽極和陰極之間存在電解質(zhì)溶液，氫氣在陽極上分解成氫離子和電子，氧氣在陰極上接受電子并形成水。（2）燃料電池系統(tǒng)集成與控制技術(shù)。燃料電池系統(tǒng)包括燃料電池電堆、氫氣供應(yīng)系統(tǒng)、氧氣供應(yīng)系統(tǒng)、水管理系統(tǒng)、排放控制系統(tǒng)等。燃料電池系統(tǒng)的集成與控制技術(shù)包括各個(gè)子系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)間的相互作用和控制策略等。（3）車載供氫系統(tǒng)集成與安全技術(shù)。車載供氫系統(tǒng)包括氫氣儲(chǔ)存設(shè)備、氫氣加注設(shè)備、氫氣泄漏檢測(cè)設(shè)備等。供氫系統(tǒng)的集成與安全技術(shù)包括氫氣儲(chǔ)存容量的優(yōu)化、氫氣儲(chǔ)存設(shè)備的可靠性、氫氣泄漏的檢測(cè)和預(yù)警等。（4）高效大功率直流電源變換技術(shù)。氫動(dòng)力汽車需要大量的電能來驅(qū)動(dòng)車輛，因此需要使用高效大功率直流電源變換技術(shù)來將燃料電池產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)換為適合驅(qū)動(dòng)車輛的電能[2]。（5）燃料電池管理技術(shù)。燃料電池管理技術(shù)包括對(duì)燃料電池電堆的電流、電壓、功率等參數(shù)的監(jiān)測(cè)和控制，以及對(duì)整個(gè)燃料電池系統(tǒng)的管理和控制。汽車氫動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用已經(jīng)取得了不少成果。在國際上，豐田、本田、現(xiàn)代等汽車廠商都推出了氫燃料電池汽車，國內(nèi)也相繼涌現(xiàn)出了一批本土化企業(yè)。在國內(nèi)，北京、上海、佛山等城市已經(jīng)試點(diǎn)運(yùn)行了氫燃料電池公交車，北京、上海、深圳等城市也已經(jīng)開始試點(diǎn)運(yùn)行氫燃料電池貨車和氫燃料電池?zé)o人機(jī)。然而，汽車氫動(dòng)力技術(shù)也存在一些問題和挑戰(zhàn)。例如，目前氫氣的來源仍然是一個(gè)困擾氫動(dòng)力技術(shù)發(fā)展的難題，電解水的方式雖然能夠得到高純度氫氣，但能量損失大，成本高。此外，金屬鉑等催化劑的稀缺性也限制了氫燃料電池的大規(guī)模應(yīng)用。

3.2 電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)在新能源汽車中扮演著非常重要的角色，是新能源汽車的關(guān)鍵核心技術(shù)之一。電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是新能源汽車的動(dòng)力源，是不可或缺的核心零部件，它可以實(shí)現(xiàn)新能源汽車的動(dòng)力輸出和控制，對(duì)新能源汽車的使用性能具有較大影響。相比于傳統(tǒng)的燃油汽車，新能源汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、ECU電控單元、變速箱等關(guān)鍵零部件的功能被轉(zhuǎn)移到電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，通過電力驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)裝置的配合實(shí)現(xiàn)。電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以控制新能源汽車的速度和方向，具有調(diào)速范圍寬、控制方便、可持續(xù)工作、無噪音、無污染、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。新能源汽車中的電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)具體分為以下幾部分：（1）電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電力驅(qū)動(dòng)汽車的核心部件，包括電機(jī)、控制器、變換器等。電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，控制器是控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的部件，變換器是將直流電轉(zhuǎn)換為交流電的部件。（2）電池管理系統(tǒng)是監(jiān)測(cè)電池工作狀態(tài)的部件，包括電池的電壓、電流、溫度等，同時(shí)還可以控制電池的充放電，從而保證電池的安全和壽命。（3）電力電子技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電力驅(qū)動(dòng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它包括直流/交流變換、交流/直流變換、斬波技術(shù)等，它的作用是將電能轉(zhuǎn)換為適用于汽車的交流電和直流電。（4）車輛控制系統(tǒng)是電力驅(qū)動(dòng)汽車的神經(jīng)系統(tǒng)，它可以控制車輛的行駛速度、方向、里程等，同時(shí)還可以對(duì)車輛的故障進(jìn)行診斷和修復(fù)。（5）充電技術(shù)是電力驅(qū)動(dòng)汽車的重要技術(shù)之一，它包括快充、慢充、無線充電等，充電技術(shù)的選擇和設(shè)計(jì)會(huì)影響汽車的續(xù)航里程和充電速度。但是在現(xiàn)階段電池技術(shù)還存在一些限制，如能量密度、壽命、充電速度等問題，需要進(jìn)一步提高和發(fā)展，同時(shí)在電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制策略，可靠性等方面也存在著一些問題，需要進(jìn)一步優(yōu)化和發(fā)展。

4 新能源技術(shù)在汽車領(lǐng)域中的具體應(yīng)用

4.1 純電動(dòng)汽車

純電動(dòng)汽車是采用電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)的電動(dòng)汽車，其動(dòng)力源為電池組和電動(dòng)機(jī)，不使用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)。純電動(dòng)汽車具有零排放、低噪聲、高效率等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前電動(dòng)汽車發(fā)展的重要方向。電池是純電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，其性能指標(biāo)包括比能量、比功率、循環(huán)壽命和成本等。目前常用的電池包括鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池和燃料電池等。純電動(dòng)汽車。在運(yùn)行中需要通過電池管理技術(shù)、電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)，自動(dòng)回收技術(shù)和輔助性能裝置、車輛控制技術(shù)等來確保純電動(dòng)汽車的正常運(yùn)行，其中電池管理技術(shù)主要負(fù)責(zé)對(duì)電池的充電、放電、均衡管理和熱管理等；電力驅(qū)動(dòng)技術(shù)能夠?qū)㈦姵氐碾娔苻D(zhuǎn)換為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)車輛的驅(qū)動(dòng)和控制，當(dāng)下分為直流電機(jī)，驅(qū)動(dòng)和交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩類；制動(dòng)回收技術(shù)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并將其回收再利用，從而提高車輛的效率；輔助蓄能裝置能夠在車輛起步、加速、爬坡等需要大功率輸出的情況下，提供短時(shí)間內(nèi)的輔助動(dòng)力，確保汽車的動(dòng)力和加速度[3]。該裝置包括超級(jí)電容器、飛輪電池等幾部分；車輛控制則主要是針對(duì)純電動(dòng)汽車運(yùn)行中的速度、轉(zhuǎn)向、再生制動(dòng)等的控制，這對(duì)于提升車輛的穩(wěn)定性和動(dòng)力性有著積極的促進(jìn)作用。

4.2 混合動(dòng)力汽車

混合動(dòng)力汽車技術(shù)是一種新能源汽車技術(shù)，它既有傳統(tǒng)汽車也有新能源動(dòng)力系統(tǒng)的汽車。混合動(dòng)力汽車技術(shù)通過兩種或兩種以上的能量源，在保持高性能的同時(shí)，降低汽車排放和燃油消耗。其中，電動(dòng)機(jī)是混合動(dòng)力汽車的重要組成部分，可以為車輛提供高效、平穩(wěn)的驅(qū)動(dòng)力。目前，交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和永磁同步電動(dòng)機(jī)是混合動(dòng)力汽車中應(yīng)用最廣泛的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。永磁同步電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)效率較高，控制技術(shù)包括大功率電子器件、轉(zhuǎn)換器、微處理器以及電動(dòng)機(jī)控制算法等。除了電動(dòng)機(jī)技術(shù)外，動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)對(duì)于混合動(dòng)力汽車的運(yùn)行也極其關(guān)鍵，其性能直接影響驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的性能從而影響整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能。它起著向電動(dòng)機(jī)供能以及向動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)輸出峰值功率的作用，并且能夠吸收制動(dòng)再生能量并將其存儲(chǔ)起來，從而促進(jìn)混合動(dòng)力汽車總運(yùn)行效率的提升。

4.3 燃料電池電動(dòng)汽車

燃料電池電動(dòng)汽車使用燃料電池技術(shù)產(chǎn)生電能，驅(qū)動(dòng)車輛行駛，整個(gè)過程中只產(chǎn)生水和熱，沒有排放有害物質(zhì)，具有清潔無污染的優(yōu)點(diǎn)。并且相比傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車，燃料電池電動(dòng)汽車具有更高的效率和更少的能耗，同時(shí)具有更高的續(xù)航里程和更快的充電速度。同時(shí)，燃料電池電動(dòng)汽車使用的燃料為氫氣和其他燃料，可以來源于各種途徑，包括天然氣、石油、生物質(zhì)等，來源廣泛。除此以外，護(hù)料燃料電池電動(dòng)汽車沒有過多的機(jī)械部件，所以其噪音和振動(dòng)相對(duì)較低，運(yùn)行更加平穩(wěn)，同時(shí)維護(hù)成本也相對(duì)較低。燃料電池電動(dòng)汽車在運(yùn)行中主要是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，相比傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車，燃料電池電動(dòng)汽車具有更高的效率和更少的排放，并且燃料電池的能量密度也高，壽命也相對(duì)較長，具備較高的續(xù)航里程數(shù)和更快的充電速度。并且過載能力也相對(duì)較強(qiáng)，能夠在短時(shí)間內(nèi)提供較大的功率，燃料電池電動(dòng)汽車，能夠在加速、爬坡等工況下順利運(yùn)行[4]。同時(shí)，燃料電池電動(dòng)汽車還可以用于車輛的定置型發(fā)電系統(tǒng)，例如在偏遠(yuǎn)地區(qū)或應(yīng)急情況下使用的發(fā)電系統(tǒng)，滿足電力供應(yīng)需求。

5 促進(jìn)汽車領(lǐng)域新能源技術(shù)發(fā)展的措施和建議

為了進(jìn)一步促進(jìn)新能源面方面需要重點(diǎn)圍繞電池技術(shù)、電機(jī)技術(shù)、電控技術(shù)、車身材料、智能駕駛等方面進(jìn)行突破，其中在電池方面，未來的鋰電池技術(shù)需要在輕薄化、高能量密度、高安全性和快速充電等方面進(jìn)行改進(jìn)，積極進(jìn)行新型鋰電池技術(shù)、柔性鋰電池技術(shù)等的研發(fā)創(chuàng)新，同時(shí)還需要重視對(duì)鋰電池回收再利用等工藝的研究；在電機(jī)方面，需要研發(fā)出更高效率、更輕量化、更小尺寸的電機(jī)技術(shù)，如永磁同步電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)在電控技術(shù)方面，則需要以提高新能源汽車的可靠性和運(yùn)行效率為基礎(chǔ)目標(biāo)，研發(fā)出更智能、更高效、更安全的電控技術(shù)，如PWM控制技術(shù)、IGBT等；在車身材料方面也需要重視對(duì)碳纖維、高強(qiáng)度鋁合金等輕量化、高強(qiáng)度車身材料的研發(fā)和應(yīng)用；對(duì)于智能駕駛技術(shù)，這需要從智能感知技術(shù)、決策技術(shù)、交互技術(shù)、安全技術(shù)等方面進(jìn)一步提升智能駕駛技術(shù)的安全性和穩(wěn)定性，提高新能源汽車的安全性和駕駛體驗(yàn)。

6 結(jié)語

綜上所述，新能源汽車技術(shù)的研究和應(yīng)用，不僅僅是汽車行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，同時(shí)也是雙碳戰(zhàn)略以及社會(huì)主義生態(tài)文明建設(shè)的必然要求。因此在現(xiàn)階段需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)新能源汽車技術(shù)的研究、創(chuàng)新和應(yīng)用，持續(xù)推動(dòng)新能源汽車技術(shù)的發(fā)展突破。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙怡軍.我國新能源汽車技術(shù)發(fā)展的挑戰(zhàn)與前景[J].時(shí)代汽車，2023，399（03）：122-124.

[2]須麒.試析新能源汽車技術(shù)的技術(shù)原理及優(yōu)缺點(diǎn)[J].科技風(fēng)，2022，508（32）：4-6.

[3]王璨.新能源汽車技術(shù)的發(fā)展及商用車的機(jī)遇和挑戰(zhàn)[J].時(shí)代汽車，2022，389（17）：109-111.

[4]余加亮，陳德唐.新能源汽車技術(shù)原理和相關(guān)技術(shù)探究[J].時(shí)代汽車，2022，390（18）：109-111.