鉅大LARGE | 點擊量：2240次 | 2021年04月16日
技術(shù)；從電驅(qū)、電池和電控來解析新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的差別
一、電池
電池是與化學、機械工業(yè)、電子控制等相關(guān)的一個行業(yè)。
電池的關(guān)鍵在電芯，電芯最重要的材料便是正負極、隔膜、電解液。
正極材料廣為熟知的有磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、三元、高鎳三元。
電池:
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
由于車上還有一塊或者兩塊低壓電池,為了區(qū)分,將高壓電池稱為動力鋰電池,這也是行業(yè)術(shù)語。與傳統(tǒng)汽車的油箱用途類似,作為新能源汽車的能量來源,動力鋰電池系統(tǒng)通常由電芯、電池組、電池管理系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、高低壓線束、保護外殼、其它結(jié)構(gòu)件等構(gòu)成。
目前新能源汽車動力鋰電池市場,磷酸鐵鋰離子電池與三元鋰兩分天下,鈦酸鋰跟錳酸鋰應用比例不高。對安全性要求更高的電動客車市場磷酸鐵鋰應用更多,以295批《道路機動車輛生產(chǎn)公司及產(chǎn)品通告》電動客車來看,229款純電動客車產(chǎn)品有197款選配磷酸鐵鋰,占比高達86%三元鋰占比僅為0.4%對能量密度要求更高的乘用車市場,三元鋰占比更高,從
第四批《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》中32款新能源乘用車分析,使用三元電池的車型多達23款,占比71.88%,使用磷酸鐵鋰離子電池的車型達5款,占比12.5%。
動力鋰電池是非常年輕的產(chǎn)品，1996年通用推出EV-1采用的是鉛酸電池，它是現(xiàn)代電動汽車架構(gòu)雛形，從鉛酸電池到日系混動的鎳氫電池，再到現(xiàn)在流行的鋰離子電池，也才20多年。
從第四批《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》新能源乘用車配置電池來看，32款車型采用了17家公司的電池，其中16家是電池廠商，另外一家是長安新能源的，這說明其它乘用車的動力鋰電池直接外購，包括電芯、電池組與電池管理系統(tǒng)等。
大部分自主品牌主機廠都沒有自己的電芯與電池組設(shè)計能力
跨國車企，雖然沒有自己的電芯，但是它們卻堅持自己設(shè)計生產(chǎn)電池組件與管理系統(tǒng)，這是為了加強動力鋰電池的核心競爭力。與大多自主品牌的差別是，即使不采用這家的電芯，它們可以換個電芯品牌照樣能夠設(shè)計電池組，核心技術(shù)還是掌握在自己手里。
但是我們更關(guān)心的是動力鋰電池，也是就新能源汽車中的能量來源
目前動力鋰電池中，鎳氫電池面對淘汰，鉛酸電池全憑保有量在支撐，故目前以鋰離子電池最為重要。
先介紹幾個重要概念
能量密度方面電池肯定不如汽油，但是究竟差別多大呢？
一箱50L的汽油可以大概跑600km
續(xù)航同樣里程的電動汽車要多少電池呢？
數(shù)碼電子產(chǎn)品對鋰離子電池安全性要求不高，鈷酸鋰離子電池最合適3C領(lǐng)域，特斯拉敢于使用此類電池也是未來得到超強的續(xù)航能力，但是同時其安全性能要打些折扣。
錳酸鋰離子電池因其不偏不倚的特點贏得動力鋰電池最大的市場占有率，雖然其能量密度不如鈷酸鋰和三元鋰，但其他綜合性能相當出色。
假如不是較低的能量密度限制了磷酸鐵鋰離子電池，其真的有可能成為動力鋰電池中的霸主。安全性能和壽命這兩個關(guān)鍵指標都是優(yōu)秀的。
假如說國內(nèi)把鋰離子電池的發(fā)展重心放在了磷酸鐵鋰離子電池上，國際動力鋰離子電池行業(yè)的新星非三元鋰離子電池莫屬，比鈷酸鋰離子電池更高的能量密度，成本低于鈷酸鋰離子電池，安全性也相當可靠。
不同車企關(guān)于動力鋰離子電池的選擇都有自己的考慮（如下圖）
動力鋰電池發(fā)展趨勢
二、電驅(qū)
電驅(qū)由三部分構(gòu)成：傳動機構(gòu)、電機、逆變器。
目前國內(nèi)外電動汽車的傳動機構(gòu)都是單機減速，即沒有離合、沒有變速。
未來各電動汽車公司將會在傳動機構(gòu)上新增復雜性，同時降低對電機、電機變阻器的需求，即提高性能，降低成本。
電機由三部分組成：定子、轉(zhuǎn)子、殼體，電機技術(shù)的關(guān)鍵點在定子、轉(zhuǎn)子。
轉(zhuǎn)子即新能源汽車的主驅(qū)動電機，它承擔了與新能源汽車運動相關(guān)的所有功能。
新能源汽車的電機有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)即為向前行駛，反轉(zhuǎn)即為倒車。
新能源汽車在正轉(zhuǎn)加速行駛過程中，電機為負扭矩，扭矩的精確意味著新能源汽車加速速度的快慢。
當扭矩出現(xiàn)誤差時，要電機來完成的新能源汽車加速，里程數(shù)則轉(zhuǎn)變?yōu)橐耐饶芰康碾姵貋硗瓿?，而電池的成本相比電機較大，因此新能源汽車電機的效率和性能至關(guān)重要。
目前汽車專用點擊驅(qū)動系重要有三類：直流點擊驅(qū)動系、永磁同步電機驅(qū)動系、交流感應點擊驅(qū)動系。
逆變器是把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的設(shè)備，若一臺電動汽車的逆變器能支持較高電壓，則相應的電壓充電流較大，功率較大，這意味著同樣電流進行充電，充電功率可以等比例放大，即充電時間會縮短。若提高逆變器的支持電壓，則相應的充電時逆變器出現(xiàn)的熱量會變多，那么就要解決逆變器中IGBT模塊的散熱問題，這是提高充電效率的關(guān)鍵問題，目前日本豐田對此研究較深入，例如其加硅碳技術(shù)的應用。
三、電控
新能源汽車電機、電控系統(tǒng)作為傳統(tǒng)發(fā)動機(變速箱)功能的替代，其性能直接決定了電動汽車的爬坡、加速、最高速度等重要性能指標。
同時，電控系統(tǒng)面對的工況相對復雜：要能夠頻繁起停、加減速，低速/爬坡時要求高轉(zhuǎn)矩，高速行駛時要求低轉(zhuǎn)矩，具有大變速范圍；
混合動力車還要處理電機啟動、電機發(fā)電、制動能量回饋等特殊功能。
電控方面，關(guān)于一般的主機廠來說，真正掌握的只有整車控制器，新能源汽車整車控制器與傳統(tǒng)汽車的整車控制器差別并不是很大，它的成熟度也比較高。
此外，電機的能耗直接決定了固定電池容量情況下的續(xù)航里程。因此，電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)在負載要求、技術(shù)性能和工作環(huán)境上有特殊要求：
1，驅(qū)動電機要有更高的能量密度，實現(xiàn)輕量化、低成本，適應有限的車內(nèi)空間，同時要具有能量回饋能力，降低整車能耗；
2，驅(qū)動電機同時具備高速寬調(diào)速和低速大扭矩，以供應高啟動速度、爬坡性能和高速加速性能；
3，電控系統(tǒng)要有高控制精度、高動態(tài)響應速率，并同時供應高安全性和可靠性。
電機電控系統(tǒng)作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán)，其技術(shù)、制造水平直接影響整車的性能和成本。目前，國內(nèi)在電機、電控領(lǐng)域的自主化程度仍遠落后于電池，部分電機電控核心組件如IGBT芯片等仍不具備完全自主生產(chǎn)量力，具備系統(tǒng)完整知識產(chǎn)權(quán)的整車公司和零部件公司仍是少數(shù)。
通過上面分析可以看出，絕大部分自主品牌僅掌握了整車控制器與三電集成技術(shù)，對三電零部件技術(shù)卻仍是處于沒有進門的階段，畢竟不是一個領(lǐng)域，技術(shù)不是一蹴而就的。
而合資品牌方面，沒有電芯是它們唯一的軟肋，但是通過自己設(shè)計電池組與電池管理系統(tǒng)，進而掌握動力鋰電池技術(shù)彌補了這個缺陷。技術(shù)這種東西是要積累的。
在2020年前補貼逐步下降甚至之后退出，關(guān)于主機廠來說，最重要的工作是如何降低動力鋰電池的成本，也是技術(shù)與市場博弈的關(guān)鍵階段，假如技術(shù)受制于人，降成本將難于上青天。
