新能源車(chē)技術(shù)多點(diǎn)開(kāi)花

文AO記者 陳秀娟

電池、電機(jī)、輕量化、智能化技術(shù)的突破是推動(dòng)新能源汽車(chē)前行的核心要素。

經(jīng)歷了10年的發(fā)展，中國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展完成了從0到1的蛻變成長(zhǎng)，并正在進(jìn)入全面市場(chǎng)化的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。迎接新的轉(zhuǎn)折點(diǎn)需要跳出汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，重新審視未來(lái)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，需要深度剖析變革對(duì)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)作用。在去年12月16日舉辦的中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)論壇（2019）媒體吹風(fēng)會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高指出了我國(guó)新能源汽車(chē)技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。

電池技術(shù)：電池能量密度達(dá)新高

在動(dòng)力電池方面，我國(guó)的目標(biāo)是到2020年能量密度達(dá)到300Wh/kg，實(shí)現(xiàn)與燃油車(chē)的競(jìng)爭(zhēng)。目前，寧德時(shí)代開(kāi)發(fā)的高鎳三元正極和硅炭負(fù)極電池的比能量已經(jīng)達(dá)到304Wh/kg，產(chǎn)業(yè)化明年實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)品已投放市場(chǎng)。

在高功率動(dòng)力電池方面，盟固利開(kāi)發(fā)的高比功率長(zhǎng)壽命電池單體技術(shù)指標(biāo)全面優(yōu)于現(xiàn)有的國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品，滿足插電式客車(chē)的需求。

“從目前的情況看，我國(guó)電池在比能量略占優(yōu)勢(shì)，循環(huán)性能與國(guó)外相當(dāng)?，F(xiàn)在中國(guó)電池已經(jīng)大規(guī)模走向國(guó)際，除了寧德時(shí)代、比亞迪，孚能也拿到奔馳汽車(chē)的訂單，充分說(shuō)明我國(guó)產(chǎn)業(yè)方面是有優(yōu)勢(shì)的?！睔W陽(yáng)明高說(shuō)。

電機(jī)技術(shù)：IGBT被攻克

在驅(qū)動(dòng)電機(jī)方面，首先是電機(jī)控制器方面，由于電機(jī)控制器價(jià)格貴，核心器件IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）大多依靠進(jìn)口，如英飛凌公司的產(chǎn)品。但是2018年這一狀態(tài)得到極大改善，2018年大約40%的IGBT來(lái)自中國(guó)企業(yè)，如比亞迪。不難看出，IGBT這一關(guān)鍵核心器件已經(jīng)被攻克。

另外，IGBT之后很快要取代它的是碳化硅。碳化硅是一個(gè)更先進(jìn)的做控制器的電力電子芯片，頻率可以做到很高、效率可以做到很高、體積可以非常小。體積功率密度可以做到100千瓦/升，比現(xiàn)在要減少約70%-80%。

目前，國(guó)內(nèi)也開(kāi)發(fā)出了自主的控制器，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有四五個(gè)團(tuán)隊(duì)在做產(chǎn)業(yè)化。比亞迪也宣布在2023年將全方位由碳化硅替代，特斯拉Model3使用的控制器就是利用碳化硅材料，估計(jì)到2025年，碳化硅全方位取代IGBT。

歐陽(yáng)明高指出，碳化硅取代IGBT的優(yōu)勢(shì)有兩個(gè)：一個(gè)是驅(qū)動(dòng)效率會(huì)提高幾個(gè)百分點(diǎn)，第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是體積會(huì)降低大約70%-80%。

“采用碳化硅控制器將可以通過(guò)大幅度提高電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)電機(jī)比功率的升高。電機(jī)轉(zhuǎn)速做不到太高，因?yàn)樘咧罂刂破鏖_(kāi)關(guān)頻率上升，損耗比較大、電機(jī)效率下降。碳化硅具有在高頻率時(shí)損耗低的優(yōu)勢(shì)，從而電機(jī)比功率可以大幅度提高?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到了15000轉(zhuǎn)每分鐘，正在努力實(shí)現(xiàn)20000轉(zhuǎn)每分鐘?！睔W陽(yáng)明高說(shuō)。

參照美國(guó)能源部2025年目標(biāo)，電機(jī)的功率密度是50千瓦/升，碳化硅控制器是100千瓦/升，100千瓦的電機(jī)與控制器合起來(lái)只需要3升的體積即可。

整車(chē)技術(shù)：三大領(lǐng)域獲突破

在純電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)進(jìn)展方面，傳統(tǒng)12米大客車(chē)重量約11噸，電動(dòng)化后由于電池重量增加，整車(chē)將近13噸。最近有一個(gè)重大突破，整備重量減少到9噸，比原先的13噸減少了4噸重，比柴油客車(chē)還輕2噸，這是很重大的技術(shù)進(jìn)步。

此外，對(duì)于冬天車(chē)內(nèi)取暖問(wèn)題，尤其是在東北，零下30攝氏度的溫度限制了純電動(dòng)車(chē)的銷(xiāo)售。現(xiàn)在通過(guò)采用熱泵空調(diào)技術(shù)，比如上汽，已經(jīng)在最新的產(chǎn)品中使用熱泵空調(diào)，可以將30%的電加熱損失降低到只有10%，保障車(chē)外零下20攝氏度，車(chē)內(nèi)則可以達(dá)到20攝氏度。

從國(guó)內(nèi)外純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展來(lái)看，國(guó)內(nèi)純電動(dòng)續(xù)航里程300公里以上的車(chē)的比例已經(jīng)達(dá)到81%，電池系統(tǒng)的能量密度140Wh/kg已成為主流產(chǎn)品。

歐陽(yáng)明高重點(diǎn)指出，整車(chē)方面，我國(guó)新能車(chē)的問(wèn)題是百公里的電耗偏高。“與國(guó)外先進(jìn)的百公里大約10度的水平比，我們還有差距，還要進(jìn)一步降低電耗，降低電耗是一個(gè)永恒的主題?！睔W陽(yáng)明高說(shuō)。

插混技術(shù)：油耗節(jié)約80%

在混合動(dòng)力方面，我國(guó)做混合動(dòng)力有優(yōu)勢(shì)的是插電式混合動(dòng)力。目前，插電混合動(dòng)力車(chē)型都是純電里程在50公里以上，將來(lái)要達(dá)到70公里，最后要到90公里。

我國(guó)插電式混合動(dòng)力技術(shù)的優(yōu)勢(shì)一方面是節(jié)省油耗?！坝捎谥袊?guó)的車(chē)一般都是在城市里開(kāi)，有了50-70公里的純電續(xù)航里程，油就用的較少，可以節(jié)約80%油耗?！睔W陽(yáng)明高舉例說(shuō)。

第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是降低成本?！笆×?0%的油耗是可以掙回一點(diǎn)錢(qián)，但是如果整車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的成本比它高很多也是不行的。現(xiàn)在我們有一個(gè)新技術(shù)，就是不用雙電機(jī)，只用一個(gè)電機(jī)。我們用一個(gè)電機(jī)一個(gè)控制器?！睔W陽(yáng)明高指出。

中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高

另外，我國(guó)目前的插電混合動(dòng)力單離合即可滿足要求，與國(guó)外的雙電機(jī)雙離合器系統(tǒng)相比節(jié)省八九千元成本。歐陽(yáng)明高表示，用這些節(jié)約下來(lái)的成本可以增加10度容量的電池，從而達(dá)到與國(guó)外先進(jìn)混合動(dòng)力相當(dāng)?shù)某杀尽?/p>

智能化技術(shù)：激光雷達(dá)達(dá)世界先進(jìn)水平

在智能化方面，智能化是新能源汽車(chē)的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，也是一個(gè)非常熱的技術(shù)。目前，智能化技術(shù)正在經(jīng)歷一個(gè)理性回歸的過(guò)程?！斑@也符合新技術(shù)出現(xiàn)的規(guī)律，即剛開(kāi)始時(shí)泡沫很大，參與者集中入局，沖上去后一般就會(huì)熱一段，過(guò)了之后會(huì)再往回調(diào)一下，經(jīng)過(guò)兩三次回調(diào)才會(huì)到達(dá)正常的發(fā)展?fàn)顟B(tài)?！睔W陽(yáng)明高說(shuō)。

目前，國(guó)產(chǎn)輔助駕駛系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始量產(chǎn)，主要是恒潤(rùn)科技，總銷(xiāo)量已經(jīng)到5萬(wàn)臺(tái)以上。

另外一個(gè)核心技術(shù)是激光雷達(dá)，激光雷達(dá)是最核心、也是成本最高的一個(gè)技術(shù)，目前取得較大進(jìn)展。

在激光雷達(dá)方面，以前是機(jī)械式的，現(xiàn)在是做成固態(tài)的，在這個(gè)方面，國(guó)內(nèi)的禾賽科技取得了較大的進(jìn)展，禾賽科技的固態(tài)激光雷達(dá)已處于世界先進(jìn)水平。目前，美國(guó)60家具有公開(kāi)道路駕駛牌照的高科技公司中，超過(guò)1／3都是禾賽科技的客戶。

總體看來(lái)，我國(guó)新能源車(chē)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)多方面突破，但需要繼續(xù)突破的也不少?！拔磥?lái)，我國(guó)新能源車(chē)技術(shù)還需要進(jìn)一步提高的方面是純電動(dòng)車(chē)的電耗要進(jìn)一步下降，混合動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)能效要進(jìn)一步提高，燃料電池的深層次核心器件，包括膜電極、空壓機(jī)、氫瓶還需要進(jìn)一步突破，動(dòng)力電池的安全性要常抓不懈，繼續(xù)突破。智能化所需要的核心芯片，尤其是計(jì)算芯片，還需要再進(jìn)一步突破?！睔W陽(yáng)明高總結(jié)說(shuō)。