新能源汽車(chē)技術(shù)發(fā)展與趨勢綜述

１　新能源汽車(chē)理論綜述與發(fā)展現狀分析
１．１　新能源汽車(chē)理論綜述
新能源汽車(chē)是指采用非常規的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源（或使用常規的車(chē)用燃料、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置），綜合車(chē)輛的動(dòng)力控制和驅動(dòng)方面的先進(jìn)技術(shù)，形成的技術(shù)原理先進(jìn)、具有新技術(shù)、新結構的汽車(chē)。
新能源汽車(chē)按照使用范圍可以分為以下幾類(lèi)：
（１）純電動(dòng)汽車(chē)：純電動(dòng)汽車(chē)（Ｂａｔｔｅｒｙ?。牛欤澹悖簦颍椋恪。郑澹瑁椋悖欤澹┦且攒?chē)載電源為動(dòng)力，以電動(dòng)機為單一驅動(dòng)源的汽車(chē)，純電動(dòng)汽車(chē)的電力系統主要由動(dòng)力電池、驅動(dòng)電機和電驅控制器等部件組成，由于純電動(dòng)汽車(chē)沒(méi)有發(fā)動(dòng)機、多齒比變速箱，使用價(jià)格較低的電力作為動(dòng)力源，與傳統燃油車(chē)相比具有使用成本低、駕乘體驗舒適、后期保養便捷等明顯優(yōu)勢，缺點(diǎn)是續航里程短、充電時(shí)間長(cháng)，主要適用于市區內通勤，代表車(chē)型有特斯拉Ｍｏｄｅｌ?。?、日產(chǎn)聆風(fēng)、比亞迪ｅ６。
２０１６年純電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量達到４９．２８萬(wàn)輛，占到了新能源汽車(chē)總銷(xiāo)量的６４％，純電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)成為新能源汽車(chē)銷(xiāo)量的主力，在新能源汽車(chē)的推廣過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)重要的不可替代作用，是新能源汽車(chē)未來(lái)的主要發(fā)展方向。
（２）插電式混合動(dòng)力汽車(chē)：插電式混合動(dòng)力汽車(chē)（Ｐｌｕｇ－ｉｎ?。龋猓颍椋洹。牛欤澹悖簦颍椋恪。郑澹瑁椋悖欤澹┦窃趥鹘y燃油車(chē)的基礎上加裝一套電力驅動(dòng)系統，插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的電力驅動(dòng)系統與純電動(dòng)汽車(chē)*相同，由于在相同體積的燃油車(chē)內同時(shí)存在燃油驅動(dòng)系統和電力驅動(dòng)系統，電池容量比純電動(dòng)汽車(chē)小，發(fā)動(dòng)機性能比燃油車(chē)弱，但可以將兩套驅動(dòng)系統組合疊加使用，以達到更高的性能和更長(cháng)的續航，也可以單獨使用電力驅動(dòng)系統，以達到節能效果，缺點(diǎn)是由于存在兩套驅動(dòng)系統，結構比燃油車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)更復雜，增加了車(chē)輛自重，在虧電狀態(tài)下油耗高、駕乘體驗差，代表車(chē)型有寶馬ｉ８、比亞迪唐。
插電式混合動(dòng)力汽車(chē)很好地解決了純電動(dòng)汽車(chē)續航短的問(wèn)題，可以用于遠距離出行，同時(shí)因為有發(fā)動(dòng)機，在充電時(shí)間過(guò)長(cháng)的情況下可以使用汽油代替，大大縮短了能源補給時(shí)間，是在現階段純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)瓶頸時(shí)期的理想過(guò)渡車(chē)型，插電式混合動(dòng)力汽車(chē)在相當長(cháng)的時(shí)間里仍然會(huì )成為新能源汽車(chē)推廣過(guò)程中*的重要力量。
（３）常規混合動(dòng)力汽車(chē)：常規混合動(dòng)力汽車(chē)（Ｈｙｂｒｉｄ?。牛欤澹悖簦颍椋恪。郑澹瑁椋悖欤澹┡c插電式混動(dòng)動(dòng)力汽車(chē)同樣擁有燃油和電力兩套驅動(dòng)系統，不同的是常規混合動(dòng)力汽車(chē)沒(méi)有充電口，不能外接電源充電，主要是通過(guò)發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)發(fā)電機發(fā)電，與插電式混合動(dòng)力汽車(chē)一樣，可以使用單獨燃油或電力驅動(dòng)系統，也可以將兩套驅動(dòng)系統組合使用，代表車(chē)型有豐田普銳斯、本田雅閣混動(dòng)版。
常規混合動(dòng)力汽車(chē)不需要外接電源，充電便捷，油耗顯著(zhù)低于傳統燃油車(chē)，在新能源汽車(chē)發(fā)展初期發(fā)揮了重要作用，但由于無(wú)法單獨脫離發(fā)動(dòng)機使用，節能效果一般，同時(shí)隨著(zhù)充電設施的逐步完善和更加節能的插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的快速發(fā)展，常規混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)展緩慢，加之目前部分國家和地區把此類(lèi)車(chē)界定為傳統燃油車(chē)，沒(méi)有優(yōu)惠政策和資金補貼，使常規混合動(dòng)力汽車(chē)處境艱難。
（４）其他新能源汽車(chē)：包括增程式電動(dòng)車(chē)、氫燃料汽車(chē)、太陽(yáng)能汽車(chē)等，這些汽車(chē)因為技術(shù)和推廣方面的原因，適用范圍窄，某些車(chē)型甚至尚處于試驗階段，沒(méi)有投放市場(chǎng)，占新能源汽車(chē)整體規模的比例很低。
１．２　新能源汽車(chē)的特點(diǎn)與優(yōu)勢
與傳統燃油車(chē)相比，新能源汽車(chē)具有以下幾個(gè)顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)：
（１）節能環(huán)保，使用成本低。
目前大部分新能源汽車(chē)都是使用電能作為動(dòng)力源，少部分使用氫燃料、太陽(yáng)能等清潔能源，相對于傳統汽車(chē)使用的汽油或天然氣，電能具有價(jià)格低、*等顯著(zhù)特點(diǎn)，可以達到節約能源、保護環(huán)境的作用，順應目前各國政府和民間倡導的減排倡議，減少對地球環(huán)境的破壞，更好地改善大氣環(huán)境，同時(shí)，對于消費者來(lái)說(shuō)，新能源汽車(chē)的能耗大大低于傳統燃油車(chē)，相同里程的花費僅相當于燃油車(chē)的約五分之一，使用成本較低。
（２）駕駛乘坐體驗上佳。
由于純電動(dòng)、氫燃料、太陽(yáng)能汽車(chē)的驅動(dòng)系統沒(méi)有發(fā)動(dòng)機和多齒比變速箱，在行駛過(guò)程中沒(méi)有ＮＶＨ（噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度）和多齒比變速器換擋時(shí)的頓挫感，同時(shí)所需能源都為電能和清潔能源，不會(huì )產(chǎn)生刺鼻氣味，整個(gè)駕乘過(guò)程平順、舒適、安靜，可以給駕駛者和乘客上佳的駕乘體驗，要遠好于燃油車(chē)，即使是混合動(dòng)力汽車(chē)，由于一般沒(méi)有單獨的燃油模式，隨時(shí)需要電力驅動(dòng)系統的介入，駕乘體驗也要好于燃油車(chē)，在跟車(chē)拍攝、運輸易碎物品等特殊情況下可以較好地保證車(chē)輛平穩，實(shí)用性強。
（３）結構簡(jiǎn)單，后期保養便捷。
由于純電動(dòng)、氫燃料、太陽(yáng)能汽車(chē)的驅動(dòng)系統沒(méi)有發(fā)動(dòng)機和多齒比變速箱，只有新能源驅動(dòng)系統，內部結構相對簡(jiǎn)單，制造難度大為降低，混合動(dòng)力汽車(chē)雖然相對燃油車(chē)結構更復雜，但因為可以單獨使用電力驅動(dòng)系統，在市區通勤的情況下，基本可以當作純電動(dòng)汽車(chē)來(lái)使用，由于結構簡(jiǎn)單，相對于燃油車(chē)繁瑣的后期保養，新能源汽車(chē)的保養十分便捷，僅需要更換必要的部件即可，此外，新能源汽車(chē)的保養周期比傳統燃油車(chē)更長(cháng)，保養次數更少，節省使用者的費用、時(shí)間和精力。
１．３　新能源汽車(chē)的發(fā)展現狀
新能源汽車(chē)發(fā)展已有２００多年的歷史，全一輛*的電動(dòng)汽車(chē)是由英國人羅伯特·戴維森在１８７３年發(fā)明，甚至早于德國人卡爾·本茨發(fā)明的內燃機汽車(chē)，１９世紀末２０世紀初是電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的黃金期，當時(shí)電動(dòng)汽車(chē)占到了汽車(chē)整體保有量的５０％以上，然而隨著(zhù)石油的大規模開(kāi)采和內燃機技術(shù)的突飛猛進(jìn)，加之電動(dòng)汽車(chē)在技術(shù)方面發(fā)展緩慢，燃油車(chē)逐漸占據汽車(chē)的主導地位，電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展幾乎停滯不前，逐漸被邊緣化，到了２０世紀末，連續經(jīng)歷兩次石油危機使汽車(chē)企業(yè)重新開(kāi)始發(fā)展以電動(dòng)汽車(chē)為首的新能源汽車(chē)，１９９２年通用汽車(chē)推出了純電動(dòng)汽車(chē)ＥＶ１，開(kāi)啟了新能源汽車(chē)發(fā)展的新篇章，此后，１９９７年豐田推出了一款混合動(dòng)力汽車(chē)普銳斯，２００３年單一量產(chǎn)純電動(dòng)汽車(chē)企業(yè)特斯拉（Ｔｅｓｌａ）成立，并在之后推出多款的電動(dòng)汽車(chē)，新能源汽車(chē)自此進(jìn)入到了一個(gè)快速發(fā)展期，２０１７年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量１２２．４萬(wàn)輛，較２０１６年同比增長(cháng)５８．１４％，占整體汽車(chē)市場(chǎng)的份額大約為１．３２％，雖然汽車(chē)銷(xiāo)量整體比例仍然很低，但是增速遠高于傳統燃油車(chē)，潛力巨大。
２　新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢研究
新能源汽車(chē)在性能、節能、駕乘體驗等諸多方面具有顯著(zhù)優(yōu)勢，產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，在短短的數年時(shí)間里已經(jīng)在汽車(chē)整體市場(chǎng)中占有了自己的一席之地，但是從整體占比上看依然較低，同時(shí)，新能源汽車(chē)企業(yè)目前在電池續航、成本控制、結構設計等技術(shù)領(lǐng)域遇到了發(fā)展瓶頸，正在試圖研究創(chuàng )新，尋求技術(shù)上的突破，一旦成功地解決了目前的發(fā)展困境，新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)會(huì )迎來(lái)更加快速的發(fā)展，能源汽車(chē)未來(lái)的發(fā)展方向主要包括以下幾方面。
２．１　動(dòng)力電池技術(shù)
動(dòng)力電池的主要功能是儲存電能，傳輸給電機，轉化為動(dòng)能，從而驅動(dòng)車(chē)輛行駛，是新能源汽車(chē)的能量和動(dòng)力來(lái)源，在生產(chǎn)成本方面，動(dòng)力電池的造價(jià)會(huì )一般占到整車(chē)造價(jià)的１／３甚至是一半，是新能源汽車(chē)重要和成本高的核心組成部分，動(dòng)力電池的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量往往決定了新能源汽車(chē)整車(chē)的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量，電池的能量密度、使用壽命、安全保障等方面很大程度上決定了消費者對新能源汽車(chē)的購買(mǎi)意愿，目前動(dòng)力電池相關(guān)新技術(shù)在以下幾方面快速發(fā)展。
２．１．１　全固態(tài)鋰電池
全固態(tài)鋰電池是相對液態(tài)鋰電池而言，是指結構中不含液體，所有材料都以固態(tài)形式存在的儲能器件。具體來(lái)說(shuō)，它由正極材料＋負極材料和電解質(zhì)組成，而液態(tài)鋰電池則由正極材料＋負極材料＋電解液和隔膜組成，固態(tài)電池的電解質(zhì)為固態(tài)，具有的密度以及結構可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導更大的電流，進(jìn)而提升電池容量，同樣的電量，固態(tài)電池的能量密度更高，體積將變得更小。目前在乘用車(chē)和車(chē)市場(chǎng)，三元鋰電池占據了主流位置，單體能量密度大致在１２０－１４０Ｗｈ／ｋｇ；在客車(chē)市場(chǎng)，磷酸鐵鋰電池占據了大部分*，單體能量密度可以達到１３０－２２０Ｗｈ／ｋｇ，純電動(dòng)汽車(chē)目前的續航里程普遍在３００－５００公里。相同體積的固態(tài)電池的能量密度在４００Ｗｈ／ｋｇ左右，高可達６００Ｗｈ／ｋｇ，是目前動(dòng)力電池能量密度的４－５倍，意味著(zhù)電量將以相同的倍數增加，續航里程比之前大幅度提升，預計會(huì )是目前續航里程的數倍甚至是１０倍，將達到上千甚至是數千公里，屆時(shí)“里程焦慮”的困擾將會(huì )大大緩解，新能源汽車(chē)的續航里程也會(huì )大幅度超越燃油車(chē)，實(shí)現更遠距離的行駛，從根本上解決目前阻礙新能源汽車(chē)發(fā)展的續航里程短的問(wèn)題。

圖１　電池技術(shù)發(fā)展階梯圖
全固態(tài)鋰電池是未來(lái)電池技術(shù)的主要發(fā)展方向，可以在相同體積的條件下實(shí)現更長(cháng)的續航里程，在相同續航里程的條件下實(shí)現更小的體積，目前主要新能源汽車(chē)和動(dòng)力電池企業(yè)包括比亞迪、寧德時(shí)代、沃、豐田汽車(chē)等都在積極研發(fā)固態(tài)電池，但是受限于當前較高的技術(shù)難度和昂貴的制造成本，固態(tài)電池的研發(fā)進(jìn)度比較緩慢，還沒(méi)有開(kāi)始在新能源量產(chǎn)汽車(chē)上使用，相信一旦技術(shù)上有所突破，固態(tài)電池在不遠的未來(lái)會(huì )在新能源汽車(chē)領(lǐng)域大規模使用，替代現有電池。
２．１．２　氫燃料電池
氫燃料電池是使用氫這種化學(xué)元素，制造成儲存能量的電池。其基本原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陽(yáng)極和陰極，氫通過(guò)陽(yáng)極向外擴散和電解質(zhì)發(fā)生反應后，放出電子通過(guò)外部的負載到達陰極，它是通過(guò)電化學(xué)反應，而不是采用燃燒（汽、柴油）或儲能（蓄電池）方式，氫燃料電池只會(huì )產(chǎn)生水和熱，所以，氫燃料電池是*的清潔排放，對環(huán)境是真正的*，此外，氫燃料電池續航里程較長(cháng)，補給燃料時(shí)間較短，一般充滿(mǎn)氫僅需３－５分鐘，相較于插電式電池充電時(shí)間大幅度縮短，可以節省更多時(shí)間，這些優(yōu)勢使氫燃料電池非常適合長(cháng)距離長(cháng)時(shí)間行駛的新能源汽車(chē)使用。
目前氫燃料電池已經(jīng)開(kāi)始在客車(chē)、車(chē)等車(chē)型上應用，在商用車(chē)上的應用前景十分廣闊，目前主要的客車(chē)和乘用車(chē)企業(yè)包括宇通客車(chē)、上汽集團、豐田汽車(chē)、現代汽車(chē)等都在積極研發(fā)氫燃料電池，但由于氫燃料獲取成本高，同時(shí)需要有的加氫站，占地面積大，無(wú)法在停車(chē)場(chǎng)安裝加氫設備，易用性方面與插電式汽車(chē)有較大差距，國內目前僅有５座的氫燃料汽車(chē)加氫站，數量極少，并且某些不對外開(kāi)放，導致現階段氫燃料汽車(chē)的能源獲取十分困難和不便，氫燃料電池仍需較長(cháng)時(shí)間加大力度推廣普及。
２．１．３　太陽(yáng)能電池
太陽(yáng)能電池又稱(chēng)為“太陽(yáng)能芯片”或“光伏電池”，是一種利用太陽(yáng)光直接發(fā)電的光電半導體薄片，太陽(yáng)能電池是通過(guò)光電效應或者光化學(xué)效應直接把光能轉化成電能，太陽(yáng)能電池早是用于工業(yè)發(fā)電，后來(lái)隨著(zhù)生產(chǎn)成本的降低和轉化率的提高，光伏產(chǎn)品開(kāi)始廣泛用于家庭發(fā)電，走進(jìn)廣大普通百姓家中，目前，光伏產(chǎn)品的使用已經(jīng)成為許多家庭日常生活的一部分。
由于太陽(yáng)能電池是通過(guò)吸收自然光作為能量來(lái)源，轉化為電能驅動(dòng)車(chē)輛行駛，轉換過(guò)程不受時(shí)間、空間限制，而且能源成本為零，因此，相對于鋰電池和燃料電池在能源獲取需要的空間和時(shí)間方面具有不可比擬的巨大優(yōu)勢，太陽(yáng)能汽車(chē)真正實(shí)現了隨時(shí)隨地免費地獲取能源，可以從根本上解決新能源汽車(chē)充電難、充電慢的問(wèn)題，*１輛太陽(yáng)能汽車(chē)可以追溯到２０世紀７０年代末，但是由于太陽(yáng)能電池能量轉化率低，同時(shí)需要電池板裸露在車(chē)身外，易破損，加之太陽(yáng)能電池薄膜的成本較高，導致太陽(yáng)能汽車(chē)普及推廣一直停滯不前，沒(méi)有實(shí)現量產(chǎn)，不過(guò)，目前已有特斯拉、漢能集團等企業(yè)仍在積極研發(fā)太陽(yáng)能電池，未來(lái)太陽(yáng)能電池汽車(chē)實(shí)現量產(chǎn)指日可待。
２．１．４　無(wú)線(xiàn)充電和換電池技術(shù)
“里程焦慮”是目前消費者對新能源汽車(chē)購買(mǎi)的主要顧慮，究其原因主要是現階段電池能量密度技術(shù)提升較慢，續航里程不高，無(wú)法滿(mǎn)足消費者的需求，在電池本身能量密度沒(méi)有突破性提高的現狀下，需要改良現有的充電方式，來(lái)間接提升續航里程，解決“里程焦慮”問(wèn)題，而無(wú)線(xiàn)充電和換電池技術(shù)就是在這種大背景下產(chǎn)生的。
無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)是無(wú)需要線(xiàn)纜的一種充電技術(shù)，可以分為小功率無(wú)線(xiàn)充電和大功率無(wú)線(xiàn)充電兩種方式，小功率無(wú)線(xiàn)充電常采用電磁感應式，如對手機充電的Ｑｉ方式，目前已經(jīng)開(kāi)始在部分手機產(chǎn)品上應用；大功率無(wú)線(xiàn)充電常采用諧振式，由供電設備（充電器）將能量傳送至用電的裝置，該裝置使用接收到的能量對電池充電，并同時(shí)供其本身運作之用。大功率無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)目前主要是應用在電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)線(xiàn)充電方式上，無(wú)線(xiàn)充電由于沒(méi)有了線(xiàn)纜的束縛，相較于有線(xiàn)充電更加方便，車(chē)輛可以在無(wú)線(xiàn)充電板上靈活自由停放，不受周邊環(huán)境的限制，同時(shí)，無(wú)線(xiàn)充電沒(méi)有機械磨損，也避免了有線(xiàn)充電由于線(xiàn)纜接觸不良出現的故障，安全性進(jìn)一步提高，使用壽命得以延長(cháng)。
目前，包括奧迪、奔馳、寶馬、豐田、沃爾沃等汽車(chē)企業(yè)都在積極研發(fā)無(wú)線(xiàn)充電技術(shù)，其中奧迪已經(jīng)在部分車(chē)型上使用了這項技術(shù)，除了靜態(tài)無(wú)線(xiàn)充電，光伏企業(yè)也在積極研發(fā)動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)充電道路，使電動(dòng)汽車(chē)可以在道路行駛的過(guò)程通過(guò)鋪設在道路上的無(wú)線(xiàn)充電裝置充電，真正實(shí)現隨時(shí)隨地獲取能源，*解決“里程焦慮”的后顧之憂(yōu)，２０１７年１２月２８日，首條光伏公路在山東省濟南市建成，光伏路面可將太陽(yáng)能轉換為電能，再由路面下的電磁感應線(xiàn)圈為電動(dòng)汽車(chē)無(wú)線(xiàn)充電，真正實(shí)現了能源的無(wú)限獲取，但是由于目前無(wú)線(xiàn)充電和光伏公路只是試驗階段，還沒(méi)有真正的大規模應用，無(wú)線(xiàn)充電真正普及尚需時(shí)日。
除了“里程焦慮”之外，充電時(shí)間過(guò)長(cháng)也是制約消費者購買(mǎi)新能源汽車(chē)的一大因素，雖然目前已經(jīng)有快充技術(shù)在逐步改善，但與燃油車(chē)的加油時(shí)間相比，仍然過(guò)長(cháng)，時(shí)間成本高，而在充電速度無(wú)法大幅度提升的現狀下，換電池技術(shù)可以有效解決續航里程問(wèn)題，換電池技術(shù)就是將新能源汽車(chē)駛入的換電站，通過(guò)裝置將現有電池卸載，將已充滿(mǎn)電的電池替換裝載的技術(shù)，換電技術(shù)可以大大縮短充電時(shí)間，甚至短于燃油車(chē)的加油時(shí)間，可以大幅度提升汽車(chē)的續航能力，消除“里程焦慮”，同時(shí)，電池可以采用慢充方式，對電池有更好的保護，延長(cháng)電池使用壽命，目前已有北汽新能源、蔚來(lái)汽車(chē)、國金汽車(chē)等新能源汽車(chē)企業(yè)在積極研發(fā)換電技術(shù)并投入使用，但同時(shí)換電技術(shù)仍存在諸多發(fā)展障礙，首先換電站投入成本較高，短期內無(wú)法達到加油站的分布密度，無(wú)法滿(mǎn)足所有車(chē)主的需求，其次，換電站要求所有車(chē)型要使用統一的電池尺寸規格，客觀(guān)上限制了汽車(chē)企業(yè)推出汽車(chē)尺寸的種類(lèi)，從而影響汽車(chē)企業(yè)的長(cháng)期發(fā)展規劃，此外還有更換過(guò)程中的電池衰減、安全防護等問(wèn)題尚待解決，之前以色列的ＢｅｔｔｅｒＰｌａｃｅ公司和特斯拉公司的換電服務(wù)均以失敗告終，但在目前看來(lái)，換電技術(shù)仍然是有效的解決新能源汽車(chē)“里程焦慮”的方法。
２．２　電機技術(shù)
電機分別連接著(zhù)新能源汽車(chē)的動(dòng)力電池和汽車(chē)傳動(dòng)軸，動(dòng)力電池的電量輸出到電機，通過(guò)電機將電能轉化為動(dòng)能，傳輸到傳動(dòng)軸，由傳動(dòng)軸將動(dòng)力輸出到輪胎，終驅動(dòng)汽車(chē)行駛，電機內部集成了電控系統和單級變速箱，代替了燃油車(chē)的發(fā)動(dòng)機和多齒比變速箱，大大簡(jiǎn)化了汽車(chē)的內部結構，是新能源汽車(chē)*的重要組成部分，電機技術(shù)由于之前在許多領(lǐng)域廣泛應用，發(fā)展得較為成熟，新能源汽車(chē)的電機技術(shù)一直以來(lái)平穩發(fā)展，不過(guò)近年來(lái)新能源汽車(chē)的電機技術(shù)出現了一些新的發(fā)展趨勢，輪轂電機技術(shù)是其中的主要方向。
輪轂電機技術(shù)就是將集成了減速器的電機總成直接布置在輪轂中，由４個(gè)輪邊電機直接驅動(dòng)４個(gè)車(chē)輪，輪轂電機技術(shù)并非新生事物，早在１９００年，就已經(jīng)制造出了前輪裝備輪轂電機的電動(dòng)汽車(chē)，在２０世紀７０年代，這一技術(shù)在礦山運輸車(chē)等領(lǐng)域得到應用。隨著(zhù)２０世紀６０年代石油的大規模開(kāi)采和發(fā)動(dòng)機技術(shù)的飛躍式發(fā)展，同時(shí)電池技術(shù)停滯不前，燃油車(chē)在此后的數十年間占據了汽車(chē)的主導地位，而隨著(zhù)近年來(lái)新能源汽車(chē)的重新崛起，輪轂電機技術(shù)再一次成為電機技術(shù)的發(fā)展趨勢和方向。
目前新能源汽車(chē)的電機一般采用前置或后置電機，分別連接動(dòng)力電池和傳動(dòng)軸，結構較為成熟，裝配簡(jiǎn)易，但由于需要經(jīng)過(guò)傳動(dòng)系統將動(dòng)力輸送至輪胎，不可避免地造成電機功率的損耗，影響汽車(chē)的性能和電機使用壽命，輪轂電機是將動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置和制動(dòng)裝置都一起整合到輪轂內，得以將電動(dòng)車(chē)輛的機械部分大為簡(jiǎn)化，重量大大減輕，提高了車(chē)身的空間利用率，電機直接將動(dòng)力傳輸到輪轂，在傳動(dòng)過(guò)程中幾乎無(wú)損耗，車(chē)輛性能得以*發(fā)揮，同時(shí)輪轂電機具備單個(gè)車(chē)輪獨立驅動(dòng)的特性，因此無(wú)論是前驅、后驅還是四驅形式，它都可以比較輕松地實(shí)現，全時(shí)四驅在輪轂電機驅動(dòng)的車(chē)輛上實(shí)現起來(lái)非常容易，這些優(yōu)勢都是傳動(dòng)電機不可比擬的，當然，現階段，輪轂電機需要在空間較小的輪轂布置，結構較為復雜，技術(shù)難度高，需要較長(cháng)時(shí)間的研發(fā)來(lái)實(shí)現技術(shù)的真正普及。
２．３　輔助駕駛技術(shù)
除了動(dòng)力電池和電機這兩大新能源汽車(chē)核心部件的技術(shù)以外，還有一些新能源汽車(chē)技術(shù)同樣與其發(fā)展息息相關(guān)，這其中輔助駕駛技術(shù)與新能源汽車(chē)的發(fā)展為密切，輔助駕駛技術(shù)是輔助駕駛者進(jìn)行駕駛的技術(shù)，可以為駕駛者提供更加全面和優(yōu)異的駕乘體驗和安全保障，在整個(gè)駕駛過(guò)程中發(fā)揮著(zhù)重要作用，在新能源汽車(chē)領(lǐng)域的輔助駕駛技術(shù)主要包括自動(dòng)駕駛和車(chē)載人工智能兩大類(lèi)。

圖２　汽車(chē)輔助駕駛技術(shù)邏輯圖
２．３．１　自動(dòng)駕駛
自動(dòng)駕駛技術(shù)是采用先進(jìn)的通信、計算機、網(wǎng)絡(luò )和控制技術(shù)，對汽車(chē)實(shí)現實(shí)時(shí)、連續控制。自動(dòng)駕駛自動(dòng)機工程師學(xué)會(huì )（ＳＡＥ）按智能化程度將自動(dòng)駕駛分為Ｌ０－Ｌ５六個(gè)等級，依次為人工輔助、輔助駕駛、半自動(dòng)駕駛、高度自動(dòng)駕駛、超高度自動(dòng)駕駛和全自動(dòng)駕駛，人工輔助為Ｌ０初級，全自動(dòng)駕駛為Ｌ５即自動(dòng)駕駛的形態(tài)，在此等級下，駕駛可以在沒(méi)有駕駛員的情況下*交由機器完成，應對當前所有工況，并不斷進(jìn)行學(xué)習改進(jìn)，適應新的工況，在Ｌ５等級下的自動(dòng)駕駛可以*實(shí)現無(wú)人駕駛。
自動(dòng)駕駛技術(shù)早出現于２００９年，初旨在輔助駕駛員進(jìn)行駕駛，而隨著(zhù)技術(shù)的不斷提升，自動(dòng)駕駛逐漸被認為可以取代人類(lèi)進(jìn)行駕駛，真正解放駕駛員的雙手，消除長(cháng)時(shí)間駕駛產(chǎn)生的疲勞，避免交通違章和事故的發(fā)生，大大提高車(chē)輛的安全性，是未來(lái)駕駛技術(shù)的必然趨勢，而新能源汽車(chē)由于內部結構簡(jiǎn)單，駕駛操控簡(jiǎn)易，電子控制系統結構相似，是目前發(fā)展自動(dòng)駕駛的理想車(chē)型，大部分自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展是在新能源汽車(chē)平臺上完成的。
自動(dòng)駕駛技術(shù)的核心是自動(dòng)駕駛芯片，通過(guò)芯片處理各種路況，將信號傳輸給車(chē)輛控制系統，從而實(shí)現自動(dòng)駕駛，目前，英特爾、高通、英偉達、Ｍｏｂｉｌｅｅｙｅ等芯片廠(chǎng)商正在積極研發(fā)自動(dòng)駕駛芯片，而百度、谷歌等互聯(lián)網(wǎng)公司也在積極研發(fā)自動(dòng)駕駛系統，以適應更多的車(chē)型，車(chē)企方面，奧迪、特斯拉、蔚來(lái)等廠(chǎng)商的自動(dòng)駕駛汽車(chē)已經(jīng)量產(chǎn)并上市，但由于目前量產(chǎn)車(chē)的高自動(dòng)駕駛等級是Ｌ３，在實(shí)際使用過(guò)程中，仍然只能起到輔助駕駛的作用，并且偶爾會(huì )出現故障和問(wèn)題，同時(shí)目前自動(dòng)駕駛汽車(chē)所占的比例較低，但隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步，相信在不久的未來(lái)，自動(dòng)駕駛汽車(chē)會(huì )越來(lái)越多，等級會(huì )逐步提高。
２．３．２　車(chē)載人工智能
人工智能是計算機科學(xué)的一個(gè)分支，它企圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以人類(lèi)智能相似的方式做出反應的智能機器，該領(lǐng)域的研究包括機器人、語(yǔ)言識別、圖像識別、自然語(yǔ)言處理和專(zhuān)家系統等。人工智能的概念早是在１９５６年提出，由于人工智能的載體是計算機和機器，其定式運算和存儲速度遠高于人腦，并且不會(huì )產(chǎn)生疲勞，在重復機械性的工作領(lǐng)域相較于自然人腦有巨大的*的先天優(yōu)勢，大大提高了生產(chǎn)效率和降低了錯誤率，經(jīng)過(guò)６０多年的發(fā)展，已經(jīng)廣泛應用于計算機、機器人、裝備制造、服務(wù)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，成為日常生產(chǎn)和生活的*的輔助工具。
汽車(chē)產(chǎn)品由于一直是以自然人駕駛員為核心，這一理念始終貫穿著(zhù)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，車(chē)載人工智能在汽車(chē)行業(yè)的應用起步較晚，不同于自動(dòng)駕駛的重復機械性勞動(dòng)，車(chē)載人工智能是在車(chē)輛內部為駕駛員提供各項輔助服務(wù)，需要熟練掌握聲音語(yǔ)言和肢體語(yǔ)言，更深入地理解和領(lǐng)會(huì )駕駛員意圖，甚至是駕駛員的情緒，不是單純的聽(tīng)從駕駛員指令，而是能與駕駛員進(jìn)行交流，具備情緒感知和感情培養的能力，真正成為駕駛員的出行伙伴，對于人工智能的要求更高更細致，目前各大車(chē)企都在積極研發(fā)人工智能，已經(jīng)有上汽、沃爾沃、特斯拉、奧迪等廠(chǎng)商推出了搭配車(chē)載人工智能的汽車(chē)，但目前都處于初級的語(yǔ)音識別階段，２０１７年底，蔚來(lái)汽車(chē)推出了車(chē)載人工智能系統“ｎｏｍｉ”，基于強大的車(chē)載計算能力和云計算平臺，集成了語(yǔ)音交互系統和智能情感引擎，創(chuàng )造出了一種全新的人車(chē)交互方式，次讓車(chē)從一個(gè)機器，變成一個(gè)有生命、有情感的伙伴，真正成為人類(lèi)的出行伴侶。
３　結語(yǔ)
新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢時(shí)刻影響著(zhù)其技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)，終決定了新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的總體發(fā)展狀況，目前的技術(shù)發(fā)展趨勢主要體現在三大方面：
（１）動(dòng)力電池技術(shù)依然是新能源汽車(chē)重要的核心技術(shù)發(fā)展方向，動(dòng)力電池目前的技術(shù)發(fā)展主要解決電池容量和電量獲取速度這兩大問(wèn)題，其中全固態(tài)電池可以大大提高電池容量，延長(cháng)新能源汽車(chē)的續航里程，而無(wú)線(xiàn)充電和換電技術(shù)可以打破充電在時(shí)間和空間范圍內的限制，大大提高充電效率，解決新能源汽車(chē)目前為詬病的充電問(wèn)題。
（２）電機作為驅動(dòng)車(chē)輛行駛的直接的動(dòng)力裝置，在未來(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢中勢必會(huì )得到更加迅速的提升，以輪轂電機、ＢＳＧ電機為代表的電機技術(shù)顯著(zhù)提高性能和舒適性，使新能源汽車(chē)的接受度更高，更快地進(jìn)行普及。
（３）人工智能作為一項新興技術(shù)，與眾多行業(yè)進(jìn)行緊密結合，而新能源汽車(chē)是其重要的實(shí)施平臺，在使用便捷、車(chē)輛安全、駕乘樂(lè )趣等方面大幅度拓寬新能源汽車(chē)的使用范圍，使汽車(chē)不僅成為可靠的交通工具，更能成為人類(lèi)未來(lái)親密的出行伴侶。
科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力，新能源汽車(chē)是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展的必然趨勢，無(wú)論是制造環(huán)節還是使用環(huán)節，其技術(shù)發(fā)展趨勢一直著(zhù)整個(gè)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，同時(shí)，固態(tài)電池、輪轂電機、駕駛輔助等方面的新技術(shù)同樣會(huì )影響到裝備制造、智能機器人、服務(wù)業(yè)等眾多相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)間共同融合發(fā)展，終促進(jìn)整體經(jīng)濟的快速發(fā)展。