新能源汽車三電系統(tǒng)詳解(圖文并茂)

新能源汽車三電系統(tǒng)詳解(圖文并茂)新能源汽車的核心技術(shù)是“三電”，包括電驅(qū)動(dòng)、電池和電控。在這三個(gè)方面，電池是最重要的。電池行業(yè)與化學(xué)、機(jī)械工業(yè)、電子控制等行業(yè)相關(guān)。電池的關(guān)鍵在于電芯，正負(fù)極、隔膜和電解液是電芯最重要的材料。目前，動(dòng)力電池中，鎳氫電池面臨淘汰，鉛酸電池全憑保有量在支撐，故目前以鋰電池最為主要。自主品牌主機(jī)廠大部分沒有自己的電芯與電池組設(shè)計(jì)能力，而跨國車企則堅(jiān)持自己設(shè)計(jì)生產(chǎn)電池組件與管理系統(tǒng)，以加強(qiáng)動(dòng)力電池的核心競(jìng)爭(zhēng)力。能量密度是電池的一個(gè)重要概念。雖然電池的能量密度不如汽油，但是各種鋰電池都有其優(yōu)劣。鈷酸鋰電池最適合3C領(lǐng)域，而錳酸鋰電池則贏得了動(dòng)力電池最大的市場(chǎng)占有率。如果不是磷酸鐵鋰電池的能量密度較低，它可能會(huì)成為動(dòng)力電池中的霸主，因?yàn)槠浒踩阅芎蛪勖挤浅３錾?。從第四批《新能源汽車推廣應(yīng)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家企業(yè)的電池，其中16家是電池廠商，另外一家是長(zhǎng)安新能源的。這說明其他乘用車的動(dòng)力電池直接外購，包括電芯、電池組與電池管理系統(tǒng)等。雖然大多數(shù)自主品牌主機(jī)廠都沒有自己的電芯與電池組設(shè)計(jì)能力，但跨國車企卻堅(jiān)持自己設(shè)計(jì)生產(chǎn)電池組件與管理系統(tǒng)，以加強(qiáng)動(dòng)力電池的核心競(jìng)爭(zhēng)力。1996年通用推出EV-1采用的是鉛酸電池，它是現(xiàn)代電動(dòng)汽車架構(gòu)雛形，從鉛酸電池到日系混動(dòng)的鎳氫電池，再到現(xiàn)在流行的鋰電池，也才20多年。數(shù)碼電子產(chǎn)品對(duì)鋰電池安全性要求不高，鈷酸鋰電池最合適3C領(lǐng)域，特斯拉敢于使用此類電池也是未來得到超強(qiáng)的續(xù)航能力，但是同時(shí)其安全性能要打些折扣。國內(nèi)鋰電池發(fā)展主要集中在磷酸鐵鋰電池上，而國際鋰電池行業(yè)則更看好三元鋰電池。相比鈷酸鋰電池，三元鋰電池具有更高的能量密度和更低的成本，同時(shí)也有相當(dāng)可靠的安全性。不同的車企在選擇動(dòng)力鋰電池時(shí)有著自己的考慮，如下圖所示。電驅(qū)系統(tǒng)由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)和逆變器三部分組成。目前國內(nèi)外電動(dòng)車的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都是單機(jī)減速，未來各電動(dòng)車企業(yè)將會(huì)在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上增加復(fù)雜性，同時(shí)降低對(duì)電機(jī)、電機(jī)變阻器的需求，即提高性能，降低成本。電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、殼體三部分組成，其中轉(zhuǎn)子承擔(dān)了與新能源汽車運(yùn)動(dòng)相關(guān)的所有功能。新能源汽車的電機(jī)在正轉(zhuǎn)加速行駛過程中，需要負(fù)扭矩來控制加速速度，因此電機(jī)的效率和性能至關(guān)重要。目前汽車專用電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要有三類：直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系、永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系和交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系。逆變器是把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的設(shè)備，若一臺(tái)電動(dòng)汽車的逆變器能支持較高電壓，則充電功率可以等比例放大，即充電時(shí)間會(huì)縮短。但是提高逆變器的支持電壓會(huì)導(dǎo)致逆變器中IGBT模塊的散熱問題，因此需要解決這個(gè)問題才能提高充電效率。目前日本豐田在這方面有較深入的研究，例如其加硅碳技術(shù)的應(yīng)用。新能源汽車的電控系統(tǒng)直接決定了其主要性能指標(biāo)，如爬坡、加速和最高速度等。電控系統(tǒng)還需要能夠頻繁起停、加減速，低速/爬坡時(shí)要求高轉(zhuǎn)矩，高速行駛時(shí)要求低轉(zhuǎn)矩，具有大變速范圍。電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在負(fù)載要求、技術(shù)性能和工作環(huán)境上有特殊