新能源汽车驱动系统及动力总成技术发展分析

新能源汽车驱动系统及动力总成技术发

展分析

摘要：近些年来，随着社会经济的飞速发展，世界汽车产业也随之形成快速

发展，汽车产业的发展促使当今人类生活更加快捷和方便，但随之而来的问题就

是出现了环境污染，以及能源危机方面的问题。基于此，如若想要实现汽车产业

的可持续发展，改善人类赖以生存的环境，有效解决能源危机和环境污染的问题，新能源汽车就成为未来世界汽车产业的主要发展方向。经过数年的不断研究和发展，当今已经顺利进入到低碳经济时代，在这样的时代背景下，新能源汽车产业

也实现了突飞猛进的发展和进步。基于此，文章首先对新能源汽车的概念进行阐述，结合对新能源汽车及相关技术的分析，就新能源汽车驱动系统及动力总成技

术的发展进行探讨，以期可以为我国新能源汽车发展和相关研究提供参考。

关键词：新能源汽车；驱动系统；动力总成技术

前言：随着科学技术的快速发展，汽车行业也取得了非常积极的发展硕果，

汽车给人们的旅游带来了极大的出行便利，可以满足人们的工作和生活代步需求，伴随着当前人们生活水平和质量的不断提高，汽车早已经从奢侈品慢慢转变为生

活的必需品，并开始逐渐的流入所有家庭之中。汽车的增加引起了许许多多的问题。首先，它消耗大量的能源，减少了储存在地球上的石油和天然气的数量。其次，环境污染、交通拥堵、噪音和尾气污染一直在侵蚀着自然和人类。要解决这

些问题，就必须寻找新技术、新能源，以促进汽车工业的可持续发展。

1.

新能源汽车概述

所谓新能源汽车，其与传统能源汽车存在明显差别，也可以说除了传统能源

为动力的汽车以外称之为新能源汽车。它集成了当今车辆的更加先进技术。对新

能源汽车进行分类，主要可以分为三个类别，分别为纯电动力、电池动力、混合动力的三种电动汽车。

燃料电池车辆是通过化学反应产生驱动电流的车辆。这具有以下优点：废气几乎为零，对环境几乎没有任何污染。运行振动小，无噪音污染。混合动力车辆是使用内燃机和电驱动器组合的车辆。因为可以针对不同的驾驶环境，所以可以利用两种驾驶方法的优点使用不同的驾驶方法。纯电动汽车指的是电力电池提供动力的车辆。只要有足够的功率，技术就比较简单和成熟。但是，开发纯电动汽车仍然存在许多瓶颈。例如，存储在电池中的能量太小，制造电池的成本很高，并且电池需要频繁地充电。

1.

新能源汽车及技术特点简介

1.

我国电动汽车确定了发展“三纵”通用技术。多能源动力总成、电动汽车驱动电机和电动汽车动力电池是它们的“三水平”共同技术。

2.

纯电动车

动力电池为驱动电机提供电能，驱动系统将电能转换为机械能作为驱动汽车的动力源。汽车的行驶条件主要由控制驱动电机的控制器来实现。纯电动汽车是“零排放”汽车。当前开发中的主要技术瓶颈是：动力电池受到阳极材料，低容量密度和短驱动范围的限制。电源管理系统技术覆盖的电池具有较长的充电时间，较短的寿命和较低的性价比。图1示出了纯电动车辆的结构的示意图。

图1 纯电汽车结构示意图

1.

混合动力车

1.

概念及优缺点

车辆配备有两个动力源，一个是内燃发动机，另一个是电驱动器，它们在彼

此之间切换使用。内燃机的动力用作辅助动力，关闭后为纯电动汽车。混合动力

汽车的优势在于它具有两种动力源的双重优势。大功率储能设备（飞轮，超级电

容和蓄电池）的使用可立即为汽车提供大量能量，从而减小了内燃机的尺寸，提

高了效率并减少了排放。混合动力汽车只能减少排放，而不能完全消除排放。因此，在当前的电动汽车技术中，它是最容易开发的电动汽车，但最终成为过渡模

型和排除模型。

1.

混合动力车分类

1.

按联接方式分类

第一种为串联式混合动力车，这种方式主要是通过内燃机发电机给电池充电，然后通过电池给驱动电机提供电量，最后达到驱动车行驶的目的。

第二种为并联式混合动力汽车，这种汽车与其他联接方式的汽车的区别在于，无论是电驱动系统，还是内燃发动机系统，都可以完成独立运行，并且根据需要

还可以进行协调性运作。

第三种为混联式汽车，这种方式在电驱动和内燃发动机两种系统之间，需要

通过非常复杂的机械结构形成互联互通，主要目的在于可以实现两者之间的速度

调节。

1.

按混合度分类

弱混：电机输出占比小于20％。它属于ISG集成式启动器电动机，它控制

发动机的启动，发动机以恒定速度运行，在减速和制动过程中回收能量，为电池

充电，驱动车辆并节省充电能量并且进行自动调节。

中混：电机功率约占30％，使用高压电机ISG系统。电动机在加速和高负载

期间协助车辆运行。

强混：电动机功率> 50％，ISG系统使用更高电压的电动机（通常为数百伏）。

1.

燃料电池车

燃料电池汽车产生的能量与其说是燃烧产生的电，不如说是一种氢的化学性

质燃料。燃料电池分为纯燃料电池、燃料电池+蓄电池、燃料电池+蓄电池+超级

电容器混合电源等。

燃料电池车效率更高，燃料来源丰富且可再生，但它们系统更复杂，更难以

存储和运输，更难以维护且价格更高。由于技术和成本等因素，其工业化仍需要

很长时间。

1.

驱动系统及动力总成相关技术

新能源车辆的动力路线主要由电力系统和驱动系统组成。电力系统的性能是

车辆行驶距离和车辆运行成本的关键。驱动系统是决定汽车电力性能的汽车核心。因此，开发新能源车辆的关键在于提高驾驶和电力系统的性能。

1.

电源系统

1.

电池

电池一直是制约新能源汽车的关键问题。尽管当今电动汽车的发展相对较快，但电池技术尚未取得任何突破，导致了电动汽车需要不断充电。汽车单次充电后

车辆行程较短。当前使用许多类型的电池，包括镍镉电池，镍金属氢化物电池和

锂离子电池。但是，这些电池的比功率相对较低。作为响应，已经开发了超级电容。它具有常规电容和电池的两项优点。它可以与电池以及电源并联使用，以增

加电池的比功率。

功率密度是指每单位质量或单位体积动力电池输出的能量。单位为W/kg或

W/L。当功率密度高时，可以输出高电流。功率密度由电池材料的特性决定，并

且随环境而变化，比如极冷或极热的环境。功率密度又称比功率。比功率是评估

电池是否可以应对电动汽车的加速和爬升能力的重要指标。

实现电动汽车的大规模推进和运行的条件之一是开发具有高比能量，高比输出，长寿命和低成本的电池。目前电池的主要问题是低能量密度、高质量、有限

的行驶距离和电力性能、长时间充电、高价格、有限的服务寿命和高运营成本。

根据发展趋势，有两种主要的电池充电方法。一种是进行车载电池充电。另一

种是从汽车中取出电池，将其交给专门的充电站充电，然后更换已经充好的电池

将继续行驶。充电站和充电桩等基础设施的发展以及快速充电技术和电池比能量

的突破必将加速电动汽车的采用和应用。目前，国产万向集团电动汽车一次充

电可行驶380公里，电池组的循环寿命可达1500次。

1.