新能源商用車關(guān)鍵技術(shù)

【摘" 要】在全球能源短缺與環(huán)境污染問題愈發(fā)嚴峻的當(dāng)下，新能源商用車的發(fā)展備受矚目。文章聚焦于新能源商用車的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域，涵蓋電池技術(shù)、驅(qū)動技術(shù)、能量回收技術(shù)以及智能化技術(shù)等多個方面，并借助測試研究手段，對這些技術(shù)的有效性及其優(yōu)勢進行驗證。研究成果顯示，新能源商用車關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，在降低環(huán)境污染、削減能源消耗以及提升運輸效率等方面具有至關(guān)重要的意義，為新能源商用車的發(fā)展提供了堅實的技術(shù)支撐與理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】新能源商用車；電池技術(shù)；驅(qū)動技術(shù)；能量回收技術(shù)；智能化技術(shù)；環(huán)保

中圖分類號：U469.72" " 文獻標識碼：A" " 文章編號：1003-8639（2025）02-0030-05

Key Technologies for New Energy Commercial Vehicles

HU Haoran，LU Zirang

（Hunan Sany Polytechnic，Changsha 410000，China）

【Abstract】In the current situation of global energy shortage and environmental pollution，the development of new energy commercial vehicles has attracted much attention. This paper focuses on the key technical fields of new energy commercial vehicles，including battery technology，drive technology，energy recovery technology and intelligent technology，and verifies the effectiveness and advantages of these technologies with the help of testing and research methods. The research results show that the research and development and application of key technologies of new energy commercial vehicles are of vital significance in reducing environmental pollution，reducing energy consumption and improving transportation efficiency，providing a solid technical support and theoretical basis for the development of new energy commercial vehicles.

【Key words】new energy commercial vehicle；battery technology；driving technology；energy recovery technology；intelligent technology；environmental protection

0" 前言

新能源商用車的關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域包括電池技術(shù)、驅(qū)動技術(shù)、能量回收技術(shù)以及智能化技術(shù)等多個方面。通過對這些技術(shù)進行測試驗證，明確其有效性與優(yōu)勢，從而為新能源商用車的進一步發(fā)展提供關(guān)鍵的技術(shù)支持與理論基礎(chǔ)，助力新能源商用車在市場中更好地發(fā)展與應(yīng)用，推動交通運輸行業(yè)的綠色變革。

1" 新能源商用車電池技術(shù)

隨著環(huán)保意識的逐步增強以及新能源汽車市場的快速擴張，新能源商用車電池技術(shù)已然成為行業(yè)發(fā)展的核心支撐力量。新能源商用車電池技術(shù)主要涵蓋以下多個方面：電池類型與特性、電池性能參數(shù)、電池能量密度、電池壽命與安全性能、充電技術(shù)與設(shè)施、電池?zé)峁芾?、電池成本與經(jīng)濟性，以及電池未來發(fā)展走向，其電池系統(tǒng)位置如圖1所示。

1.1" 電池類型與特點

新能源商用車電池類型多樣，如圖2所示，其中主要包括鋰離子電池、鎳氫電池以及燃料電池等。鋰離子電池憑借其高能量密度、長壽命以及出色的環(huán)保性能，在當(dāng)前市場中占據(jù)主流地位。鋰離子電池依據(jù)正極材料的不同，又可細分為磷酸鐵鋰、三元鋰等多種類型，每種類型都具有各自獨特的性能特點，以滿足不同應(yīng)用場景下的需求。

1.2" 電池性能參數(shù)

電池性能參數(shù)是衡量電池性能的關(guān)鍵指標，包括儲存溫度、工作溫度、額定容量、工作電壓、比能量、儲存能量等，見表1。這些參數(shù)直接關(guān)系到新能源商用車的續(xù)航里程、動力性能和充電時間。

1.3" 電池能量密度

電池能量密度指單位質(zhì)量或單位體積的電池所能儲存的能量。高能量密度的電池可以提供更長的續(xù)航里程，是新能源商用車發(fā)展的重要方向。

1.4" 電池壽命與安全

電池壽命指的是電池的循環(huán)使用次數(shù)和日歷壽命。而安全性則是電池在使用過程中必須重點考慮的關(guān)鍵因素，包括針對過充、過放、短路、高溫、碰撞等情況所采取的安全防護措施，這些措施的有效實施能夠確保電池在各種工況下的穩(wěn)定與安全運行，保障車輛及人員的安全。

1.5" 充電技術(shù)與設(shè)施

充電技術(shù)在新能源商用車電池的使用過程中扮演著至關(guān)重要的角色，主要包括快充和慢充兩種模式。同時，充電設(shè)施的建設(shè)布局情況也是推動新能源商用車市場普及與發(fā)展的關(guān)鍵要素之一，完善的充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)能夠有效解決用戶的里程焦慮問題，提升用戶對于新能源商用車的使用體驗與接受度。

1.6" 電池?zé)峁芾?/p>

電池?zé)峁芾碇竿ㄟ^有效的技術(shù)手段，對電池在工作過程中所產(chǎn)生的熱量進行精準控制，防止電池出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象。一套良好的電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)對于保障電池的安全性以及提升電池的性能表現(xiàn)具有不可或缺的重要意義，其系統(tǒng)構(gòu)成如圖3所示。

1.7" 電池成本與經(jīng)濟性

電池成本在新能源商用車的總成本中占據(jù)較大比重，其經(jīng)濟性直接關(guān)系到新能源商用車在市場中的競爭力強弱。因此，通過持續(xù)不斷地降低電池成本，提升電池性能，能夠有力地推動新能源商用車的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，促進整個行業(yè)的健康發(fā)展。

1.8" 電池未來發(fā)展趨勢

伴隨著科技的不斷進步，新能源商用車電池技術(shù)將朝著更高能量密度、更長使用壽命、更高安全性以及更低成本的方向不斷邁進。與此同時，電池回收與再利用也將逐漸成為未來行業(yè)發(fā)展的重要趨勢，這不僅有助于實現(xiàn)資源的可持續(xù)循環(huán)利用，還能夠進一步推動環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，為新能源商用車產(chǎn)業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

2" 新能源商用車驅(qū)動技術(shù)

隨著環(huán)保理念的日益深入人心以及新能源汽車市場的迅猛發(fā)展，新能源商用車驅(qū)動技術(shù)作為車輛的核心驅(qū)動力，正受到越來越廣泛的關(guān)注與重視。新能源商用車驅(qū)動技術(shù)主要涵蓋以下多個關(guān)鍵方面，如圖4所示，包括電機類型與特點、電機控制系統(tǒng)、高效能與節(jié)能技術(shù)、散熱與熱管理技術(shù)、安全性與可靠性、控制算法與應(yīng)用，以及未來發(fā)展趨勢等。

2.1" 電機類型與特點

新能源商用車所采用的電機類型豐富多樣，如圖5所示，主要包括直流電機、交流異步電機、永磁同步電機等。直流電機具有結(jié)構(gòu)相對簡單的特點，但其效率較低且維護成本偏高；交流異步電機結(jié)構(gòu)同樣較為簡單，成本相對較低，適用于車輛的高速運行工況；而永磁同步電機憑借其高效率、高功率密度等顯著優(yōu)勢，已成為當(dāng)前新能源商用車驅(qū)動電機的主流選擇，能夠為車輛提供更為出色的動力性能與運行效率。

2.2" 電機控制系統(tǒng)

電機控制系統(tǒng)作為新能源商用車電機技術(shù)的關(guān)鍵組成部分，電機控制器（圖6）肩負著實現(xiàn)電機啟動、調(diào)速、轉(zhuǎn)向等多種功能的重任。該控制系統(tǒng)需要具備響應(yīng)速度快、控制精度高以及穩(wěn)定性好等特點，以確保電機能夠穩(wěn)定、高效地運行，進而保障車輛的整體性能與駕駛安全性。

2.3" 高效能與節(jié)能技術(shù)

高效能與節(jié)能技術(shù)是提升新能源商用車電機性能的核心關(guān)鍵。通過對電機進行優(yōu)化設(shè)計、降低電機運行損耗以及提高能量轉(zhuǎn)換效率等一系列手段，可以實現(xiàn)電機的高效穩(wěn)定運行，進而有效提升車輛的續(xù)航里程，并降低車輛的運行成本，增強新能源商用車在市場中的競爭力與吸引力。

2.4" 散熱與熱管理技術(shù)

電機在工作過程中會產(chǎn)生大量熱量，因此散熱與熱管理技術(shù)對于確保電機的正常穩(wěn)定運行至關(guān)重要。通過采用合理的散熱設(shè)計方案、配備高效的散熱系統(tǒng)以及運用智能的熱管理策略，能夠有效地降低電機工作溫度，提高電機的可靠性與耐久性，其電驅(qū)動冷卻系統(tǒng)如圖7所示。

2.5" 安全性與可靠性

安全性與可靠性是新能源商用車電機技術(shù)的重要保障。電機需要具備諸如過載保護、短路保護、過溫保護等多種安全功能，以有效防止各類意外情況的發(fā)生。同時，在電機的設(shè)計與制造過程中，必須嚴格遵循相關(guān)的行業(yè)標準與規(guī)范要求，確保電機的品質(zhì)與可靠性達到較高水平，從而為車輛的安全運行提供堅實保障。

2.6" 控制算法與應(yīng)用

控制算法是實現(xiàn)電機精確控制的關(guān)鍵所在。通過采用先進的控制算法，如矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等，可以實現(xiàn)對電機的高精度精確控制，顯著提高電機的運行效率與性能表現(xiàn)。此外，隨著智能化技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，電機控制算法還能夠與車輛的其他系統(tǒng)進行有機結(jié)合，從而實現(xiàn)更高級別的自動駕駛功能以及更為精準的能源管理策略，進一步提升新能源商用車的智能化水平與綜合性能。

2.7" 未來發(fā)展趨勢

隨著新能源商用車市場的持續(xù)發(fā)展以及技術(shù)的不斷創(chuàng)新進步，電機技術(shù)將朝著更高效率、更高可靠性以及更低成本的方向穩(wěn)步邁進。在未來，電機技術(shù)將與電池技術(shù)、充電技術(shù)等其他新能源汽車關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)深度融合與協(xié)同發(fā)展，共同推動新能源商用車行業(yè)的高速發(fā)展。同時，鑒于可持續(xù)發(fā)展理念在全球范圍內(nèi)的廣泛普及與深入貫徹，電機技術(shù)的環(huán)保性與可持續(xù)性也將成為未來行業(yè)發(fā)展的重要關(guān)注焦點與趨勢方向，為新能源商用車產(chǎn)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展注入強大動力。

3" 新能源商用車能量回收技術(shù)

1）制動能量回收。制動能量回收指新能源商用車在制動操作過程中，借助特定的能量回收系統(tǒng)，將制動時所產(chǎn)生的能量高效轉(zhuǎn)化為電能并進行儲存。這種技術(shù)手段能夠有效減少車輛在行駛過程中的能量浪費現(xiàn)象，顯著提高整車的能源利用效率，從而進一步提升車輛的續(xù)航里程與經(jīng)濟性。

2）滑行能量回收。滑行能量回收指當(dāng)車輛處于滑行或減速狀態(tài)時，能量回收系統(tǒng)能夠敏銳地捕捉到這部分能量，并將其成功轉(zhuǎn)化為電能進行儲存。與制動能量回收相比，這種回收方式無需額外的制動操作，能夠更加自然地實現(xiàn)能量的回收利用，從而有效提高了能量的回收效率，為車輛的節(jié)能降耗提供了有力支持。

3）下坡能量回收。當(dāng)車輛在下坡路段行駛時，由于重力作用會產(chǎn)生加速現(xiàn)象。此時，能量回收系統(tǒng)可以充分利用這一特點，有效地回收因重力而產(chǎn)生的能量，并將其轉(zhuǎn)化為電能進行儲存。通過這種方式，不僅能夠進一步增加車輛的能量回收效率，還能夠提升車輛在下坡行駛過程中的安全性與穩(wěn)定性，實現(xiàn)了能量回收與行車安全的有機結(jié)合。

4）回收效率優(yōu)化。為了最大程度地提高能量回收效率，需要對回收系統(tǒng)進行全面深入的優(yōu)化設(shè)計。具體措施包括不斷改進能量回收算法、精心優(yōu)化能量回收路徑以及著力提高能量轉(zhuǎn)換效率等多個方面，通過這些手段的綜合運用，以達到能量回收效果的最大化，充分挖掘新能源商用車在能量回收利用方面的潛力。

5）回收過程控制。回收過程控制是實現(xiàn)對能量回收系統(tǒng)進行精確、穩(wěn)定控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過采用先進的控制系統(tǒng)，能夠?qū)δ芰炕厥盏恼麄€過程進行精準監(jiān)測與實時調(diào)節(jié)，確保能量的回收過程安全、高效、穩(wěn)定，從而實現(xiàn)能量的有效回收與合理利用，為車輛的性能提升與節(jié)能目標提供堅實保障。

6）熱能回收利用。除了電能回收之外，新能源商用車還能夠借助熱能回收技術(shù)，將制動或滑行過程中產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為電能或其他形式的能量進行儲存與利用。這種多元化的能量回收方式能夠進一步提高車輛的能量回收利用率，減少能源浪費，提升車輛的綜合能源利用效率，為新能源商用車的節(jié)能減排做出更大貢獻。

7）能量存儲管理。能量存儲管理是對回收的能量進行科學(xué)、有效管理與合理利用的關(guān)鍵所在。通過構(gòu)建高效的能量管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對回收能量的實時監(jiān)控、合理分配以及高效利用，確保在車輛運行過程中，回收的能量能夠在需要時及時、準確地釋放出來，滿足車輛的各項運行需求，從而充分發(fā)揮能量回收技術(shù)的優(yōu)勢，提升車輛的整體性能與經(jīng)濟性。

8）回收系統(tǒng)集成。回收系統(tǒng)集成是將各個分散的能量回收技術(shù)與系統(tǒng)進行有機整合與優(yōu)化的過程，使其能夠協(xié)同工作，發(fā)揮出最佳的綜合性能。通過系統(tǒng)集成，能夠?qū)崿F(xiàn)能量的最大化回收與高效利用，有效提升新能源商用車的整體能源利用效率，為車輛的節(jié)能降耗與性能提升提供全方位的支持與保障，推動新能源商用車產(chǎn)業(yè)朝著更加高效、環(huán)保的方向發(fā)展。

4" 新能源商用車智能化技術(shù)

隨著科技的不斷進步，新能源商用車智能化技術(shù)已經(jīng)成為推動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要力量。智能化技術(shù)不僅提高了新能源商用車的性能和效率，還為用戶提供了更加安全、舒適和便捷的駕駛體驗。以下是新能源商用車智能化技術(shù)的幾個關(guān)鍵方面。

4.1" 自動駕駛技術(shù)

自動駕駛技術(shù)是新能源商用車智能化的重要體現(xiàn)。如圖8所示，通過先進的傳感器、算法和控制系統(tǒng)，自動駕駛技術(shù)可以實現(xiàn)車輛的自主導(dǎo)航和駕駛。這不僅提高了駕駛的安全性和效率，還降低了駕駛員的工作強度。

4.2" 智能充電技術(shù)

智能充電技術(shù)是新能源商用車智能化技術(shù)的關(guān)鍵組成部分。借助智能充電站以及先進的充電管理系統(tǒng)，智能充電技術(shù)能夠為用戶提供高效、便捷的充電服務(wù)體驗。同時，智能充電技術(shù)還可以根據(jù)車輛的實時狀態(tài)與實際需求，智能地動態(tài)調(diào)整充電功率與充電時間，從而有效提高充電過程的效率與安全性，進一步提升新能源商用車的使用便利性與用戶滿意度。

4.3" 智能車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

智能車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過車載互聯(lián)網(wǎng)、5G等技術(shù)，實現(xiàn)了車與車、車與基礎(chǔ)設(shè)施、車與行人的互聯(lián)互通。這不僅提高了駕駛的安全性和效率，還為用戶提供了更加智能、便捷的出行服務(wù)。

4.4" 智能交通系統(tǒng)

智能交通系統(tǒng)通過人工智能技術(shù)優(yōu)化交通流量管理，減少交通擁堵和事故風(fēng)險。通過與交通管理部門的合作，智能交通系統(tǒng)可以實時獲取交通信息，為用戶提供最佳的出行路線和交通建議。

4.5" 智能化能源管理系統(tǒng)

智能化能源管理系統(tǒng)可以實時監(jiān)測和分析新能源商用車的能源使用情況，為用戶提供能源使用報告和建議。通過智能化能源管理系統(tǒng)，用戶可以更加科學(xué)、合理地使用能源，降低能源消耗和成本。

5" 新能源商用車試驗方法和評價體系的建立

新能源商用車市場的快速發(fā)展，建立一套科學(xué)、合理、全面的試驗方法和評價體系，對于評估新能源商用車性能、推動技術(shù)進步以及指導(dǎo)市場消費具有重要意義。下文將圍繞電池性能測試、充電效率測試、續(xù)航里程測試、燃料電池性能測試、氫氣儲存與供應(yīng)測試、能耗與排放評價、安全性能評估以及綜合性能評價等方面，概述新能源商用車試驗方法與評價體系的建立。

1）電池性能測試。電池性能測試是新能源商用車性能評價的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，主要包括電池容量、能量密度、充放電速率、循環(huán)壽命等方面的測試。通過模擬實際使用場景，對電池進行循環(huán)充放電，以評估其性能衰減情況和穩(wěn)定性。

2）充電效率測試。充電效率測試主要評價新能源商用車在充電過程中的電能轉(zhuǎn)換效率。測試方法包括記錄充電時間、充電功率和充電量等參數(shù)，通過計算得出充電效率，以評估車輛快速充電能力和充電設(shè)施利用效率。

3）續(xù)航里程測試。續(xù)航里程是新能源商用車性能的重要指標之一。測試時應(yīng)在不同路況、不同駕駛模式下進行，并記錄實際行駛里程與理論續(xù)航里程的對比數(shù)據(jù)，以評估車輛的續(xù)航性能。

4）燃料電池性能測試。對于氫燃料電池商用車，燃料電池性能測試至關(guān)重要。測試內(nèi)容包括燃料電池的功率輸出、氫氣利用率、效率、啟動速度等，以評價燃料電池系統(tǒng)在實際應(yīng)用中的性能表現(xiàn)。

5）氫氣儲存與供應(yīng)測試。氫氣儲存與供應(yīng)系統(tǒng)是氫燃料電池商用車的重要組成部分。測試應(yīng)關(guān)注氫氣儲存容器的安全性、儲氫密度、氫氣泄漏量以及氫氣供應(yīng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等方面，以確保氫氣儲存與供應(yīng)系統(tǒng)的安全可靠。

6）能耗與排放評價。能耗與排放評價是衡量新能源商用車環(huán)保性能的關(guān)鍵指標。測試時應(yīng)記錄車輛在不同工況下的能耗數(shù)據(jù)和尾氣排放情況，并與傳統(tǒng)燃油車進行對比分析，以評估新能源商用車在環(huán)保方面的優(yōu)勢。

7）安全性能評估。安全性能評估是新能源商用車評價中不可或缺的一部分。測試內(nèi)容包括電池系統(tǒng)的安全防護、高壓線路的安全性、氫燃料電池系統(tǒng)的泄漏安全等。通過模擬各種極端工況和故障場景，評估車輛在極端條件下的安全性能。

8）綜合性能評價。綜合性能評價是對新能源商用車整體性能的全面評估。通過對上述各項測試數(shù)據(jù)的綜合分析，結(jié)合實際使用場景和用戶需求，對新能源商用車進行綜合評價，為消費者提供科學(xué)、客觀的購車參考。

6" 結(jié)束語

新能源商用車關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展對于推動綠色交通，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。未來，隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和政策的持續(xù)支持，新能源商用車有望在續(xù)航里程、充電速度、成本等方面取得更大突破，為交通出行帶來更加環(huán)保、高效的選擇。

參考文獻

[1]" 黎妍，云祉婷，孫琪深.氫燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J].內(nèi)燃機與配件，2024（7）：134-136.

[2]" 張蕤瓏.新能源汽車故障與維修關(guān)鍵技術(shù)探究[J]. 時代汽車，2024（5）：180-182.

[3]" 鐘培榮.智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車整車結(jié)構(gòu)輕量化關(guān)鍵技術(shù)工藝應(yīng)用[J].汽車與新動力，2024，7（1）：4-7.

[4]" 郭曉歡.新能源汽車電動驅(qū)動系統(tǒng)的性能與效率優(yōu)化[J]. 汽車維修技師，2024（4）：91.

[5]" 覃銳.新能源汽車運行安全性能檢驗技術(shù)研究[J].時代汽車，2024（3）：83-85.

[6]" 王小林.新能源汽車電機驅(qū)動控制技術(shù)研究[J].時代汽車，2024（2）：103-105.

[7]" 余德林.新能源汽車故障診斷與維修策略研究[J].汽車測試報告，2023（23）：4-6.

[8]" 白光超.新能源汽車常見故障及維修關(guān)鍵技術(shù)研究[J].專用汽車，2023（12）：109-111.

[9]" 陳廣秋.新能源汽車故障維修方法及關(guān)鍵技術(shù)[J].內(nèi)燃機與配件，2023（23）：73-75.

[10] 王洪昌，李艷，張宇馳.新能源汽車車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].汽車測試報告，2023（18）：56-58.

（編輯" 凌" 波）

收稿日期：2024-06-19

作者簡介：胡浩然，高級工程師，副教授，碩士，從事新能源汽車技術(shù)專業(yè)相關(guān)的工作；

盧自讓，高級技師，從事新能源汽車技術(shù)相關(guān)的工作。