新能源汽車續(xù)航能力提升技術分析

李垚

摘 要：根據汽車理論的闡述，分析論證了提高新能源汽車行駛里程的技術發(fā)展方向。同時，對第一批至第十六批《新能源汽車免征車輛購置稅目錄》各批次新能源汽車的性能指標進行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，提高新能源汽車電池能量密度和新能源汽車能源驅動效率主要是通過提高新能源汽車電池能量密度來實現(xiàn)的。本文還分析了滴滴公司2017年發(fā)布的出行報告，現(xiàn)階段新能源汽車的投放范圍已經滿足了城市通勤的需求。

關鍵詞：新能源汽車;續(xù)航能力

新能源汽車是現(xiàn)階段汽車產業(yè)發(fā)展的主要方向。隨著國家制定新能源汽車發(fā)展規(guī)劃，新能源汽車企業(yè)越來越多。新能源汽車技術的發(fā)展方向一直是專家們關注的焦點。與傳統(tǒng)汽車相比，新能源汽車最顯著的缺點是充電時間長、行駛里程不足。由于動力電池快速充電技術的快速發(fā)展，目前新能源汽車的續(xù)航能力明顯低于燃油汽車。如何提高新能源汽車的續(xù)航里程成為搶占市場的關鍵。

一、新能源汽車行駛阻力與電池的關系理論研究

汽車是由化學能轉化為動能來驅動的。因此，提高新能源汽車的續(xù)航能力，需要從新能源汽車行駛阻力與電池的關系入手，分析它們之間的內在關系，找出突破的關鍵技術點，實現(xiàn)新能源汽車續(xù)航里程的提升。本文根據汽車理論的描述，對汽車行駛阻力進行了逐項分析，并考慮了電池質量等可變因素。分析了影響汽車行駛里程的關鍵技術參數(shù)，找出了技術創(chuàng)新的研究方向。新能源汽車應提高電池容量密度，降低滾動阻力，降低車輛旋轉質量的換算系數(shù)，從而提高整車的最終行駛里程。

二、新能源汽車發(fā)展在技術創(chuàng)新能力方面存在的問題

（一）新能源汽車產業(yè)結構亟待調整

高新技術是新能源汽車發(fā)展的基礎，需要專門的研發(fā)團隊來開發(fā)新產品?？傮w來看，新能源汽車產業(yè)結構相對復雜，不僅需要零部件廠商的支持，還需要加強與原材料技術等企業(yè)的合作。經過長時間的生產，傳統(tǒng)的汽車生產模式已經趨于穩(wěn)定，它們之間的利益關系很難打破。新能源汽車是一個朝陽產業(yè)，與傳統(tǒng)的汽車制造業(yè)有很大的不同。只有調整傳統(tǒng)汽車制造業(yè)的內部結構，才能適應新能源汽車的發(fā)展。

（二）新能源汽車核心技術創(chuàng)新能力較差

中國雖然是汽車生產大國，但并不是汽車生產強國。根本原因在于，與發(fā)達國家相比，核心技術創(chuàng)新還存在較大差距。發(fā)動機是汽車的心臟，但我國在發(fā)動機制造技術方面還存在很多不足。發(fā)動機是汽車壽命的重要保證。如果沒有好的引擎，那將是徒勞的完美外殼。新能源汽車的主要動力來自鋰離子電池，從性能和安全性來看，鋰離子電池是新能源汽車的首選。但從目前的技術水平來看，鋰離子電池汽車在續(xù)航里程上仍遠遠落后于燃油汽車，因此需要加強研發(fā)。此外，鋰離子汽車也面臨充電問題。因此，新能源汽車還需要協(xié)調好續(xù)航里程和充電速度才能得到廣泛應用和推廣。

（三）新能源汽車產業(yè)支持不足

國家政策是新能源汽車產業(yè)發(fā)展的可靠保障?，F(xiàn)階段，國家的支持力度不夠，大部分政策沒有落實，也沒有取得相應的效果。近年來，雖然國家積極倡導發(fā)展新能源汽車產業(yè)，但在各級政府的實施過程中，也會出現(xiàn)這樣的問題。一方面，國家積極鼓勵新能源汽車創(chuàng)新技術的發(fā)展，另一方面卻忽略一切細節(jié)，相關人才培養(yǎng)和各種配套設施建設不到位，致使新能源汽車發(fā)展緩慢。

三、新能源汽車續(xù)航發(fā)展趨勢分析

對工業(yè)和信息化部發(fā)布的《新能源汽車免征購置稅目錄》第一批至第十六批各批次新能源汽車的性能指標進行了總結和分析。選取562個樣本空間，其中動力電池組能量密度（kWh/kg）和噸百公里電耗（WH/km？T）為計算指標。

新能源汽車純電動行駛里程不斷增加。動力電池質量占新能源汽車整車質量的比重一直徘徊在21%左右，并存在一定的下降態(tài)勢。電池質量在汽車質量中所占的比例正在下降。新能源汽車動力電池密度不斷提高，同品質電池的儲能能力不斷提高。現(xiàn)階段逐步降低新能源汽車百公里耗電量，提高新能源汽車的電能經濟性。

綜上所述，我國新能源汽車在技術發(fā)展之后，在主流方向上，并沒有通過提高電池質量來增加續(xù)航里程。通過提高電池的能量密度和電能驅動效率來實現(xiàn)射程的增加。這印證了以往理論分析中提出的通過提高電池能量密度、降低行駛阻力系數(shù)來提高續(xù)航能力的技術推廣方向被新能源汽車企業(yè)廣泛采用。

城市交通是新能源汽車的核心要求，實現(xiàn)新能源汽車的價值。為此，分析了城市活動半徑，分析了新能源汽車里程設計的關鍵輸入源。根據《滴滴2017年城市交通出行報告》中的描述，對出行半徑進行分析。首先，滴滴出行數(shù)據分析了100個出行量大、人口多的城市，定義了這些城市的出行半徑。半徑的定義是以城市中心為基礎，90%以上的出行起點和終點都分布在這個半徑內的城市半徑前50名。

以續(xù)航能力最長的北京為例。以第15批新能源汽車的平均行駛里程計算，當充滿電時，可以滿足用戶3天以上的需求。因此，現(xiàn)階段新能源汽車平均行駛里程為260公里，可以滿足中國城市日常通勤交通需求。就行駛里程的提高而言，現(xiàn)在已經不到100多公里了，這附近很緊急。因此，新能源汽車企業(yè)在研發(fā)過程中，可以把更多的精力投入到提高電池能量密度、降低百公里噸電耗的長期研究中。

四、總結

要擴大新能源汽車的續(xù)航里程，就要提高新能源汽車動力電池的能量密度，降低每噸百公里耗電量，從技術上提高續(xù)航能力水平。新能源汽車的平均續(xù)航里程從100多公里增加到240公里以上，電池質量占車輛整備質量的比例沒有明顯提高，表明我國新能源汽車技術正在高速發(fā)展。通過對滴滴城市汽車出行半徑的分析發(fā)現(xiàn)，目前新能源汽車的行駛里程已經滿足了城市通勤交通的基本需求，覆蓋了國內主要一線城市的城市交通狀況，因此對行駛里程的要求并不那么迫切。因此，未來新能源汽車的研究核心應該是動力電池能量密度的提高，而高效能量回收技術的降低將成為新的研究熱點。同時，將繼承傳統(tǒng)燃油汽車的輕量化技術、傳動效率、輪胎阻力等技術，降低百公里油耗，降低整車能耗。

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（廣西城市職業(yè)大學 ?廣西 ?崇左 ?532199）