新能源车技术多点开花

文AO记者 陈秀娟

电池、电机、轻量化、智能化技术的突破是推动新能源汽车前行的核心要素。

经历了10年的发展，中国新能源汽车发展完成了从0到1的蜕变成长，并正在进入全面市场化的转折点。迎接新的转折点需要跳出汽车产业，重新审视未来的产业发展，需要深度剖析变革对技术和产业的推动作用。在去年12月16日举办的中国电动汽车百人会论坛（2019）媒体吹风会上，中国科学院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高指出了我国新能源汽车技术发展的新趋势。

电池技术：电池能量密度达新高

在动力电池方面，我国的目标是到2020年能量密度达到300Wh/kg，实现与燃油车的竞争。目前，宁德时代开发的高镍三元正极和硅炭负极电池的比能量已经达到304Wh/kg，产业化明年实现，产品已投放市场。

在高功率动力电池方面，盟固利开发的高比功率长寿命电池单体技术指标全面优于现有的国内外产品，满足插电式客车的需求。

“从目前的情况看，我国电池在比能量略占优势，循环性能与国外相当。现在中国电池已经大规模走向国际，除了宁德时代、比亚迪，孚能也拿到奔驰汽车的订单，充分说明我国产业方面是有优势的。”欧阳明高说。

电机技术：IGBT被攻克

在驱动电机方面，首先是电机控制器方面，由于电机控制器价格贵，核心器件IGBT（绝缘栅双极型晶体管）大多依靠进口，如英飞凌公司的产品。但是2018年这一状态得到极大改善，2018年大约40%的IGBT来自中国企业，如比亚迪。不难看出，IGBT这一关键核心器件已经被攻克。

另外，IGBT之后很快要取代它的是碳化硅。碳化硅是一个更先进的做控制器的电力电子芯片，频率可以做到很高、效率可以做到很高、体积可以非常小。体积功率密度可以做到100千瓦/升，比现在要减少约70%-80%。

目前，国内也开发出了自主的控制器，国内已经有四五个团队在做产业化。比亚迪也宣布在2023年将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，估计到2025年，碳化硅全方位取代IGBT。

欧阳明高指出，碳化硅取代IGBT的优势有两个：一个是驱动效率会提高几个百分点，第二个优势是体积会降低大约70%-80%。

“采用碳化硅控制器将可以通过大幅度提高电机的转速实现电机比功率的升高。电机转速做不到太高，因为太高之后控制器开关频率上升，损耗比较大、电机效率下降。碳化硅具有在高频率时损耗低的优势，从而电机比功率可以大幅度提高。现在国内电机转速达到了15000转每分钟，正在努力实现20000转每分钟。”欧阳明高说。

参照美国能源部2025年目标，电机的功率密度是50千瓦/升，碳化硅控制器是100千瓦/升，100千瓦的电机与控制器合起来只需要3升的体积即可。

整车技术：三大领域获突破

在纯电动汽车整车进展方面，传统12米大客车重量约11吨，电动化后由于电池重量增加，整车将近13吨。最近有一个重大突破，整备重量减少到9吨，比原先的13吨减少了4吨重，比柴油客车还轻2吨，这是很重大的技术进步。

此外，对于冬天车内取暖问题，尤其是在东北，零下30摄氏度的温度限制了纯电动车的销售。现在通过采用热泵空调技术，比如上汽，已经在最新的产品中使用热泵空调，可以将30%的电加热损失降低到只有10%，保障车外零下20摄氏度，车内则可以达到20摄氏度。

从国内外纯电动汽车发展来看，国内纯电动续航里程300公里以上的车的比例已经达到81%，电池系统的能量密度140Wh/kg已成为主流产品。

欧阳明高重点指出，整车方面，我国新能车的问题是百公里的电耗偏高。“与国外先进的百公里大约10度的水平比，我们还有差距，还要进一步降低电耗，降低电耗是一个永恒的主题。”欧阳明高说。

插混技术：油耗节约80%

在混合动力方面，我国做混合动力有优势的是插电式混合动力。目前，插电混合动力车型都是纯电里程在50公里以上，将来要达到70公里，最后要到90公里。

我国插电式混合动力技术的优势一方面是节省油耗。“由于中国的车一般都是在城市里开，有了50-70公里的纯电续航里程，油就用的较少，可以节约80%油耗。”欧阳明高举例说。

第二个优势是降低成本。“省了80%的油耗是可以挣回一点钱，但是如果整车动力系统的成本比它高很多也是不行的。现在我们有一个新技术，就是不用双电机，只用一个电机。我们用一个电机一个控制器。”欧阳明高指出。

中国科学院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高

另外，我国目前的插电混合动力单离合即可满足要求，与国外的双电机双离合器系统相比节省八九千元成本。欧阳明高表示，用这些节约下来的成本可以增加10度容量的电池，从而达到与国外先进混合动力相当的成本。

智能化技术：激光雷达达世界先进水平

在智能化方面，智能化是新能源汽车的一个关键技术，也是一个非常热的技术。目前，智能化技术正在经历一个理性回归的过程。“这也符合新技术出现的规律，即刚开始时泡沫很大，参与者集中入局，冲上去后一般就会热一段，过了之后会再往回调一下，经过两三次回调才会到达正常的发展状态。”欧阳明高说。

目前，国产辅助驾驶系统已经开始量产，主要是恒润科技，总销量已经到5万台以上。

另外一个核心技术是激光雷达，激光雷达是最核心、也是成本最高的一个技术，目前取得较大进展。

在激光雷达方面，以前是机械式的，现在是做成固态的，在这个方面，国内的禾赛科技取得了较大的进展，禾赛科技的固态激光雷达已处于世界先进水平。目前，美国60家具有公开道路驾驶牌照的高科技公司中，超过1／3都是禾赛科技的客户。

总体看来，我国新能源车技术已实现多方面突破，但需要继续突破的也不少。“未来，我国新能源车技术还需要进一步提高的方面是纯电动车的电耗要进一步下降，混合动力的发动机能效要进一步提高，燃料电池的深层次核心器件，包括膜电极、空压机、氢瓶还需要进一步突破，动力电池的安全性要常抓不懈，继续突破。智能化所需要的核心芯片，尤其是计算芯片，还需要再进一步突破。”欧阳明高总结说。