中國儲能網(wǎng)訊：在不久前閉幕的北京國際車展上，1179臺參展車輛中，新能源汽車就有147臺。
汽車歷經(jīng)百余年的發(fā)展，在為人類帶來便利、舒適的同時(shí)，也帶來環(huán)境污染等負(fù)面影響。電動(dòng)汽車由于良好的環(huán)保排放和擺脫對石油的直接依賴，近年來加快發(fā)展的呼聲不斷高漲。
比內(nèi)燃機(jī)汽車還早半個(gè)世紀(jì)
我們普遍認(rèn)為電動(dòng)汽車是近年來興起的新事物，然而，電動(dòng)車的歷史可追溯到1834年，最早出現(xiàn)在英國，它甚至比世界上的第一部內(nèi)燃機(jī)汽車早了半個(gè)世紀(jì)。因此，從這個(gè)意義上來說，電動(dòng)汽車是“古而有之”，并不算新。早在一百多年前，保時(shí)捷公司的創(chuàng)始人費(fèi)迪南德·保時(shí)捷，就已經(jīng)設(shè)計(jì)出了稱為P1的純電動(dòng)汽車。
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，內(nèi)燃機(jī)汽車關(guān)鍵技術(shù)得到空前的發(fā)展，電動(dòng)汽車因?yàn)殡姵?、電控技術(shù)的瓶頸，在與內(nèi)燃機(jī)的交鋒中敗下陣來。
到了20世紀(jì)，石油危機(jī)又促使電動(dòng)汽車重新受到關(guān)注，1976年美國國會(huì)通過的《電動(dòng)汽車和復(fù)合汽車的研究開發(fā)和樣車試用法令》，開啟了電動(dòng)汽車在國際上的研發(fā)熱潮。然而，真正給電動(dòng)汽車帶來生機(jī)的是21世紀(jì)全球節(jié)能減排的綠色浪潮，尤其是日本豐田的混合動(dòng)力汽車普銳斯和美國特斯拉汽車的成功，更是為人們帶來了極大的信心，電動(dòng)汽車正大力向產(chǎn)業(yè)化、實(shí)用化發(fā)展。
電動(dòng)汽車目前分為三大類
電動(dòng)汽車與內(nèi)燃機(jī)汽車的區(qū)別主要是動(dòng)力源的不同，電動(dòng)汽車以電池為動(dòng)力源，內(nèi)燃機(jī)汽車則是汽油或柴油。按目前市場的產(chǎn)品類型，我們通常所說的電動(dòng)汽車可分為純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和插電式混合動(dòng)力汽車。
其中，把蓄電池作為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)唯一動(dòng)力源的為純電動(dòng)汽車，無尾氣排放，無污染，結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)壁壘較低，是跨界企業(yè)或新進(jìn)入者如蘋果、樂視、特斯拉等偏好的技術(shù)路線。
混合動(dòng)力汽車和插電式混合動(dòng)力汽車，是基于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的基礎(chǔ)上增加一套電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，二者的區(qū)別就在于一個(gè)能充電（插電式混合動(dòng)力汽車），一個(gè)無須充電（混合動(dòng)力汽車）。但由于需要內(nèi)燃機(jī)、電驅(qū)動(dòng)兩套系統(tǒng)，也就是說發(fā)動(dòng)機(jī)還在，再加上一些電機(jī)和動(dòng)力電池，所以結(jié)構(gòu)相對更復(fù)雜，存在一定的技術(shù)壁壘，但從市場角度來說更為大眾消費(fèi)者所接受，因此研發(fā)混合動(dòng)力汽車主要以傳統(tǒng)汽車企業(yè)為主。它們沒有純電動(dòng)汽車那么環(huán)保，但因?yàn)闆]有里程焦慮，電量耗盡之后還可以燒油，在目前充電基礎(chǔ)設(shè)施不足的環(huán)境下，更符合消費(fèi)者的使用習(xí)慣。如豐田普銳斯、榮威550 Plug-in、比亞迪唐、比亞迪秦等。
混合動(dòng)力汽車技術(shù)要求更高
目前來看，純電動(dòng)汽車作為我國長期發(fā)展的目標(biāo)，混合動(dòng)力及插電式混合動(dòng)力汽車作為過渡階段，是基本共識。那是不是可以說純電動(dòng)汽車更厲害、技術(shù)更先進(jìn)呢？
實(shí)則不然，混合動(dòng)力汽車遠(yuǎn)比電動(dòng)汽車復(fù)雜，它存在兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，需要對兩套系統(tǒng)進(jìn)行整合優(yōu)化。包括發(fā)動(dòng)機(jī)何時(shí)介入，電動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換，如何充分節(jié)油、保障駕駛體驗(yàn)等等，需要更強(qiáng)大的技術(shù)研發(fā)能力。而純電動(dòng)汽車只需一套電動(dòng)系統(tǒng)，類似于混合動(dòng)力汽車中的部分工作模式，所以，能開發(fā)混合動(dòng)力及插電式混合動(dòng)力汽車的企業(yè)，只需一個(gè)轉(zhuǎn)身，分分鐘就能開發(fā)出純電動(dòng)汽車。
以豐田的普銳斯混合動(dòng)力汽車為例，它精密且復(fù)雜的THS-Ⅱ系統(tǒng)獨(dú)霸混合動(dòng)力領(lǐng)域多年。這套THS-Ⅱ混合動(dòng)力系統(tǒng)，依靠極為精密復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和超級復(fù)雜的計(jì)算，讓發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)可以在大多數(shù)時(shí)間同時(shí)驅(qū)動(dòng)車輛，在享有常規(guī)動(dòng)力車型的直接感和平順性的基礎(chǔ)上，帶來常規(guī)動(dòng)力車型不可企及的燃油經(jīng)濟(jì)性。可以說，THS-Ⅱ是真正的“混合動(dòng)力”，它的技術(shù)難度完全超越純電動(dòng)技術(shù)需求，因?yàn)槿蛳M(fèi)市場上對純電動(dòng)還存有疑慮，豐田并不積極開發(fā)純電動(dòng)汽車。況且豐田在混聯(lián)式技術(shù)上開發(fā)多年，形成了非常高的專利壁壘，因此，國內(nèi)只有極少數(shù)企業(yè)能夠規(guī)避豐田的專利壁壘開發(fā)出混聯(lián)的混合動(dòng)力汽車，如上汽榮威、比亞迪等。
電動(dòng)汽車主要貴在電池上
電動(dòng)汽車的核心零部件包括電池、電機(jī)、電控三大部分，其中電池占整車成本最高占比30%-45%，電機(jī)、電控占比20%-25%，整車和其他部分占剩下的20%。
電池對于電動(dòng)汽車的意義，就好比發(fā)動(dòng)機(jī)對內(nèi)燃機(jī)汽車，它是目前制約電動(dòng)汽車尤其是純電動(dòng)汽車發(fā)展最重要的因素之一。續(xù)航里程、成本、充電時(shí)間等基本是由電池的性能決定的。
當(dāng)前車用電池為鋰電池，鋰電池其實(shí)是個(gè)籠統(tǒng)的概念，它可以根據(jù)化學(xué)材料的不同分為很多種類型，目前采用較多的是磷酸鐵鋰和三元鋰電池。其中，三元鋰電池由于能量密度高，是現(xiàn)在全球大部分車企使用的方向。目前鋰電池大概每度電1200至2000元人民幣，如果普通純電動(dòng)汽車30度電來算，光電池成本就5至10萬，這也是目前電動(dòng)汽車比同等車型要貴很多的原因。
電機(jī)是電動(dòng)汽車的主要部件之一，可將電池輸出的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，通過傳動(dòng)裝置傳遞至車輪進(jìn)而驅(qū)動(dòng)車輛。由于汽車需要滿足不同工況，如頻繁的啟動(dòng)、怠速、加減速、剎車、惡劣的環(huán)境等，對電機(jī)的可靠性、耐久性要求苛刻。永磁同步電機(jī)在當(dāng)前電動(dòng)汽車中運(yùn)用最為廣泛。
如果說電池是電動(dòng)汽車的“心臟”，那么電控系統(tǒng)就是電動(dòng)汽車的“大腦”。電控系統(tǒng)由各個(gè)子系統(tǒng)構(gòu)成，其中最為重要的是電池管理系統(tǒng)。特斯拉就是將電池管理系統(tǒng)做到一流的例子，在249項(xiàng)專利中，就有160多項(xiàng)主要集中在電池管理方面。特斯拉不生產(chǎn)電池，他們的電池是外購松下的，用的是成熟的18650型號（松下這種電池普遍用于筆記本電腦中）。只不過特斯拉需要7000多節(jié)18650型鋰電池，而普通家用筆記本電腦只要7至8節(jié)。如何保證這么多電池單體的一致性、防止電池組的溫度過高、碰撞時(shí)電池的安全性等，都是需要非常領(lǐng)先的技術(shù)?？梢哉f，電控系統(tǒng)是整車安全性的防護(hù)門。
延伸閱讀
成本、續(xù)航、充電
電動(dòng)汽車
普及遇“三關(guān)”
影響電動(dòng)汽車發(fā)展的原因有很多，總的來說，可歸納為三大因素：成本、續(xù)航、充電。消費(fèi)者不管買的是新能源還是傳統(tǒng)汽車，都是基于性價(jià)比來考慮的。
首先，在純電動(dòng)汽車的成本構(gòu)成中，動(dòng)力電池系統(tǒng)是所占成本份額最大的部件。因此，降低電池成本成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的核心推動(dòng)之一。今年4月26日，科技部部長萬鋼提出，5年后努力把單位電池的成本降低50%，降至1000元/千瓦。屆時(shí)，將迎來平價(jià)的新能源汽車，進(jìn)一步滿足消費(fèi)者的需求。
其次，純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程基本與電池成正比，想要跑的遠(yuǎn)，就要布置多的電池。但一旦電池布置過多，又會(huì)導(dǎo)致價(jià)格和整車重量的提高，所以這其中存在一定的平衡。同樣的，萬鋼部長對電池的能量密度也提出了要求，5年后努力把動(dòng)力電池單位能量密度提高1倍，達(dá)到300瓦時(shí)/千克。
第三個(gè)就是充電設(shè)施配置的問題。電動(dòng)汽車設(shè)立之初，就是希望人們能利用晚間休息的時(shí)間進(jìn)行充電，利用電動(dòng)汽車有序充電對電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)削峰填谷的效果。但鑒于我國國情，出現(xiàn)較多的充電難題，如充電樁安裝困難、找樁困難、接口不一、電樁后期維護(hù)不規(guī)范等問題。政府也意識到這方面的問題，已在積極的應(yīng)對并出臺了不少相關(guān)政策。受政策的驅(qū)動(dòng)，電動(dòng)汽車充電市場也備受資本市場的追逐，各種創(chuàng)新模式不斷，手機(jī)App找樁、智能充電，甚至應(yīng)用無線充電技術(shù)等。國家、地方政府及相關(guān)企業(yè)都在朝著《關(guān)于加快電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》中2020年480萬個(gè)充電樁和1.2萬座充換電站的目標(biāo)積極準(zhǔn)備著。
電動(dòng)汽車成為新一輪經(jīng)濟(jì)增長的突破口，在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，我國與發(fā)達(dá)國家差距相對較小，如果能以此為切入點(diǎn)，加強(qiáng)自主研發(fā)能力，就有希望逐步趕超甚至引領(lǐng)國際水平，最終實(shí)現(xiàn)我國汽車強(qiáng)國夢。
