1、新 能 源 汽 车 区 别 于 传 统 车 最 核 心 的 技 术 是 “三 电 ”， 包 括 电 驱 动 ， 电 池 ， 电 控 。下 面 详 细 讲 解 一 下 三 电 基 础 知 识 ：一 、 电 池电 池 是 与 化 学 、 机 械 工 业 、 电 子 控 制 等 相 关 的 一 个 行 业 。 电 池 的 关 键 在 电 芯 ，电 芯 最 重 要 的 材 料 便 是 正 负 极 、 隔 膜 、 电 解 液 。 正 极 材 料 广 为 熟 知 的 有 磷 酸 铁锂 、 钴 酸 锂 、 锰 酸 锂 、 三 元 、 高 镍 三 元 。动 力 电 池 是 非 常 “年 轻 ”的 产 品 ，
2、1996 年 通 用 推 出 EV-1 采 用 的 是 铅 酸 电 池 ，它 是 现 代 电 动 汽 车 架 构 雏 形 ， 从 铅 酸 电 池 到 日 系 混 动 的 镍 氢 电 池 ， 再 到 现 在 流行 的 锂 电 池 ， 也 才 20 多 年 。从 第 四 批 新 能 源 汽 车 推 广 应 用 推 荐 车 型 目 录 新 能 源 乘 用 车 配 置 电 池 来 看 ，32 款 车 型 采 用 了 17 家 企 业 的 电 池 ， 其 中 16 家 是 电 池 厂 商 ， 另 外 一 家 是 长 安新 能 源 的 ， 这 说 明 其 它 乘 用 车 的 动 力 电 池 直 接 外 购
3、 ， 包 括 电 芯 、 电 池 组 与 电 池管 理 系 统 等 。大 部 分 自 主 品 牌 主 机 厂 都 没 有 自 己 的 电 芯 与 电 池 组 设 计 能 力跨 国 车 企 ， 虽 然 没 有 自 己 的 电 芯 ， 但 是 它 们 却 坚 持 自 己 设 计 生 产 电 池 组 件 与 管理 系 统 ， 这 是 为 了 加 强 动 力 电 池 的 核 心 竞 争 力 。 与 大 多 自 主 品 牌 的 差 别 是 ， 即使 不 采 用 这 家 的 电 芯 ， 它 们 可 以 换 个 电 芯 品 牌 照 样 能 够 设 计 电 池 组 ， 核 心 技 术还 是 掌 握 在 自 己
4、 手 里 。但 是 我 们 更 关 心 的 是 动 力 电 池 ， 也 是 就 新 能 源 汽 车 中 的 能 量 来 源 ， 目 前 动 力 电池 中 ， 镍 氢 电 池 面 临 淘 汰 ， 铅 酸 电 池 全 凭 保 有 量 在 支 撑 ， 故 目 前 以 锂 电 池 最 为主 要 。 （ 如 下 图 ）先 介 绍 几 个 重 要 概 念能 量 密 度 方 面 电 池 肯 定 不 如 汽 油 ， 但 是 究 竟 差 别 多 大 呢 ？ 一 箱 50L 的 汽 油 可以 大 概 跑 600km,续 航 同 样 里 程 的 电 动 车 需 要 多 少 电 池 呢 ？ （ 如 下 图 ）下 表
5、列 出 了 四 类 锂 电 池 的 主 要 性 能 指 标 差 别 。 从 表 中 可 以 看 出 ， 四 类 电 池 各 有优 劣 。 那 各 汽 车 厂 商 究 竟 是 凭 什 么 选 择 其 中 某 种 电 池 呢 ？ 哪 种 电 池 又 将 是 未 来的 主 流 呢 ？数 码 电 子 产 品 对 锂 电 池 安 全 性 要 求 不 高 ， 钴 酸 锂 电 池 最 合 适 3C 领 域 ， 特 斯 拉敢 于 使 用 此 类 电 池 也 是 未 来 得 到 超 强 的 续 航 能 力 ， 但 是 同 时 其 安 全 性 能 要 打 些折 扣 。锰 酸 锂 电 池 因 其 不 偏 不 倚 的
6、 特 征 赢 得 动 力 电 池 最 大 的 市 场 占 有 率 ， 虽 然 其 能 量密 度 不 如 钴 酸 锂 和 三 元 锂 ， 但 其 他 综 合 性 能 相 当 出 色 。如 果 不 是 较 低 的 能 量 密 度 限 制 了 磷 酸 铁 锂 电 池 ， 其 真 的 有 可 能 成 为 动 力 电 池 中的 霸 主 。 安 全 性 能 和 寿 命 这 两 个 关 键 指 标 都 是 顶 尖 的 。如 果 说 国 内 把 锂 电 池 的 发 展 重 心 放 在 了 磷 酸 铁 锂 电 池 上 ， 国 际 动 力 锂 电 池 行 业的 新 星 非 三 元 锂 电 池 莫 属 ， 比 钴
7、酸 锂 电 池 更 高 的 能 量 密 度 ， 成 本 低 于 钴 酸 锂 电池 ， 安 全 性 也 相 当 可 靠 。 不 同 车 企 对 于 动 力 锂 电 池 的 选 择 都 有 自 己 的 考 虑 （ 如下 图 ）动 力 电 池 发 展 趋 势总 结 ：二 、 电 驱电 驱 由 三 部 分 构 成 ： 传 动 机 构 、 电 机 、 逆 变 器 。 目 前 国 内 外 电 动 车 的 传 动 机 构都 是 单 机 减 速 ， 即 没 有 离 合 、 没 有 变 速 。 未 来 各 电 动 车 企 业 将 会 在 传 动 机 构 上增 加 复 杂 性 ， 同 时 降 低 对 电 机 、
8、电 机 变 阻 器 的 需 求 ， 即 提 高 性 能 ， 降 低 成 本 。电 机 由 三 部 分 组 成 ： 定 子 、 转 子 、 壳 体 ， 电 机 技 术 的 关 键 点 在 定 子 、 转 子 。 转子 即 新 能 源 汽 车 的 主 驱 动 电 机 ， 它 承 担 了 与 新 能 源 汽 车 运 动 相 关 的 所 有 功 能 。新 能 源 汽 车 的 电 机 有 正 转 和 反 转 ， 正 转 即 为 向 前 行 驶 ， 反 转 即 为 倒 车 。新 能 源 汽 车 在 正 转 加 速 行 驶 过 程 中 ， 电 机 为 负 扭 矩 ， 扭 矩 的 精 确 意 味 着 新 能
9、源汽 车 加 速 速 度 的 快 慢 。 当 扭 矩 产 生 误 差 时 ， 需 要 电 机 来 完 成 的 新 能 源 汽 车 加 速 ，里 程 数 则 转 变 为 需 要 消 耗 同 等 能 量 的 电 池 来 完 成 ， 而 电 池 的 成 本 相 比 电 机 较 大 ，因 此 新 能 源 汽 车 电 机 的 效 率 和 性 能 至 关 重 要 。 目 前 汽 车 专 用 点 击 驱 动 系 主 要 有三 类 ： 直 流 点 击 驱 动 系 、 永 磁 同 步 电 机 驱 动 系 、 交 流 感 应 点 击 驱 动 系 。直 流 电 机感 应 电 机永 磁 电 机逆 变 器 是 把 直
10、流 电 转 变 成 交 流 电 的 设 备 ， 若 一 台 电 动 汽 车 的 逆 变 器 能 支 持 较 高电 压 ， 则 相 应 的 电 压 充 电 流 较 大 ， 功 率 较 大 ， 这 意 味 着 同 样 电 流 进 行 充 电 ， 充电 功 率 可 以 等 比 例 放 大 ， 即 充 电 时 间 会 缩 短 。 若 提 高 逆 变 器 的 支 持 电 压 ， 则 相应 的 充 电 时 逆 变 器 产 生 的 热 量 会 变 多 ， 那 么 就 需 要 解 决 逆 变 器 中 IGBT 模 块 的散 热 问 题 ， 这 是 提 高 充 电 效 率 的 关 键 问 题 ， 目 前 日 本
11、 丰 田 对 此 研 究 较 深 入 ， 例如 其 加 硅 碳 技 术 的 应 用 。三 、 电 控新 能 源 汽 车 电 机 、 电 控 系 统 作 为 传 统 发 动 机 (变 速 箱 )功 能 的 替 代 ， 其 性 能 直 接决 定 了 电 动 汽 车 的 爬 坡 、 加 速 、 最 高 速 度 等 主 要 性 能 指 标 。 同 时 ， 电 控 系 统 面临 的 工 况 相 对 复 杂 ： 需 要 能 够 频 繁 起 停 、 加 减 速 ， 低 速 /爬 坡 时 要 求 高 转 矩 ，高 速 行 驶 时 要 求 低 转 矩 ， 具 有 大 变 速 范 围 ； 混 合 动 力 车 还
12、需 要 处 理 电 机 启 动 、电 机 发 电 、 制 动 能 量 回 馈 等 特 殊 功 能 。电 控 方 面 ， 对 于 一 般 的 主 机 厂 来 说 ， 真 正 掌 握 的 只 有 整 车 控 制 器 ， 新 能 源 汽 车整 车 控 制 器 与 传 统 汽 车 的 整 车 控 制 器 差 别 并 不 是 很 大 ， 它 的 成 熟 度 也 比 较 高 。此 外 ， 电 机 的 能 耗 直 接 决 定 了 固 定 电 池 容 量 情 况 下 的 续 航 里 程 。 因 此 ， 电 动 汽车 驱 动 系 统 在 负 载 要 求 、 技 术 性 能 和 工 作 环 境 上 有 特 殊 要
13、 求 ：1， 驱 动 电 机 要 有 更 高 的 能 量 密 度 ， 实 现 轻 量 化 、 低 成 本 ， 适 应 有 限 的 车 内 空 间 ，同 时 要 具 有 能 量 回 馈 能 力 ， 降 低 整 车 能 耗 ；2， 驱 动 电 机 同 时 具 备 高 速 宽 调 速 和 低 速 大 扭 矩 ， 以 提 供 高 启 动 速 度 、 爬 坡 性 能和 高 速 加 速 性 能 ；3， 电 控 系 统 要 有 高 控 制 精 度 、 高 动 态 响 应 速 率 ， 并 同 时 提 供 高 安 全 性 和 可 靠 性 。电 机 电 控 系 统 作 为 新 能 源 汽 车 产 业 链 的 重
14、要 一 环 ， 其 技 术 、 制 造 水 平 直 接 影 响整 车 的 性 能 和 成 本 。 目 前 ， 国 内 在 电 机 、 电 控 领 域 的 自 主 化 程 度 仍 远 落 后 于 电池 ， 部 分 电 机 电 控 核 心 组 件 如 IGBT 芯 片 等 仍 不 具 备 完 全 自 主 生 产 能 力 ， 具 备系 统 完 整 知 识 产 权 的 整 车 企 业 和 零 部 件 企 业 仍 是 少 数 。通 过 上 面 分 析 可 以 看 出 ， 绝 大 部 分 自 主 品 牌 仅 掌 握 了 整 车 控 制 器 与 三 电 集 成 技术 ， 对 三 电 零 部 件 技 术 却
15、仍 是 处 于 没 有 进 门 的 阶 段 ， 毕 竟 不 是 一 个 领 域 ， 技 术不 是 一 蹴 而 就 的 。而 合 资 品 牌 方 面 ， 没 有 电 芯 是 它 们 唯 一 的 软 肋 ， 但 是 通 过 自 己 设 计 电 池 组 与 电池 管 理 系 统 ， 进 而 掌 握 动 力 电 池 技 术 弥 补 了 这 个 缺 陷 。 技 术 这 种 东 西 是 需 要 积累 的 。在 2020 年 前 补 贴 逐 步 下 降 甚 至 之 后 退 出 ， 对 于 主 机 厂 来 说 ， 最 重 要 的 工 作 是如 何 降 低 动 力 电 池 的 成 本 ， 也 是 技 术 与 市 场 博 弈 的 关 键 阶 段 ， 如 果 技 术 受 制 于人 ， 降 成 本 将 难 于 上 青 天 。
