純電動(dòng)汽車的“三電”指的是什么 你知道么？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-21 15:44
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近年來(lái)，電動(dòng)汽車的發(fā)展已經(jīng)成為汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)，受到資本市場(chǎng)和消費(fèi)者的高度關(guān)注，電動(dòng)汽車代表著汽車業(yè)界的未來(lái)，這早已成為業(yè)界的共識(shí)。
而成就一輛電動(dòng)汽車的，必然是它的三電系統(tǒng)，一套優(yōu)秀的三電系統(tǒng)需要有高集成度、高效率、高安全性，要對(duì)極端氣候環(huán)境有良好的適應(yīng)能力，同時(shí)還要有良好的動(dòng)力表現(xiàn)，其水平的高低決定著一輛電動(dòng)汽車的基本性能。
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三電系統(tǒng)是什么？
三電系統(tǒng)是純電動(dòng)車區(qū)別于傳統(tǒng)燃油車最核心的技術(shù)，是作為替代燃油車發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)而誕生的動(dòng)力系統(tǒng)，研發(fā)三電系統(tǒng)需要做大量費(fèi)時(shí)費(fèi)力的基礎(chǔ)工作，三電系統(tǒng)即是：電驅(qū)、電池、電控系統(tǒng)。
然而，這只是籠統(tǒng)的分類，因?yàn)樵陔婒?qū)、電池、電控之下，還存在大量的技術(shù)性難關(guān)。
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三電系統(tǒng)之電池
一般而言，我們將高壓電池（區(qū)別于車上的低壓電池）稱為動(dòng)力電池，和傳統(tǒng)燃油車的油箱作用類似，作為新能源汽車的能量來(lái)源，動(dòng)力電池系統(tǒng)通常由電芯、電池組、電池管理系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、高低壓線束、保護(hù)外殼和其他結(jié)構(gòu)件構(gòu)成。
而電池的關(guān)鍵在于電芯組，電芯組的構(gòu)成如下：
而電芯組里面最重要的材料，就是電芯里面的正極材料，它決定著電池的動(dòng)力性能、續(xù)航里程、成本以及安全性能。
目前新能源電池中的能量來(lái)源里面，主要有鎳氫電池、鋰離子蓄電池和鉛酸電池三種。
而從新能源車電動(dòng)車的動(dòng)力電池發(fā)展史來(lái)看，早期動(dòng)力電池使用的是鉛酸電池，到日系混動(dòng)的鎳氫電池，再到現(xiàn)在主流的鋰電池，也不過(guò)二十多年的時(shí)間。
鉛酸電池適用于早期電動(dòng)車型，優(yōu)點(diǎn)是便宜且可靠，但能量密度低，而鎳氫電池的優(yōu)點(diǎn)是安全和可靠，但同樣有能量密度低的問(wèn)題，主要應(yīng)用于混動(dòng)車型，現(xiàn)在，鉛酸電池和鎳氫電池已經(jīng)面臨全面的淘汰。
鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)是容量密度大，相對(duì)地，成本也更高，目前主流的電動(dòng)汽車使用的都是這類電池。
然而在鋰離子電池里面，同樣面臨著同行的激烈競(jìng)爭(zhēng)，根據(jù)采用的材料不同，目前的鋰離子電池主要分為鈷酸鋰、三元鋰、錳酸鋰和磷酸鐵鋰電池四種。
目前新能源動(dòng)力電池市場(chǎng)，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池二分天下，對(duì)于安全性要求更高的電動(dòng)客車市場(chǎng)選用磷酸鐵鋰電池更多，而對(duì)于能量密度要求更高的乘用車市場(chǎng)，則是三元鋰電池占比更高。
那么，這四種電池分別有什么區(qū)別呢？
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鈷酸鋰電池
優(yōu)點(diǎn)：容量密度大
缺點(diǎn)：穩(wěn)定性不夠，其實(shí)并不適合做動(dòng)力電池
代表車型：特斯拉roadster
錳酸鉀電池
優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格最便宜，安全環(huán)保，而且沒(méi)有專利限制，市場(chǎng)占有率最大，是日韓歐美主流電動(dòng)電池，日韓、歐美、國(guó)內(nèi)均有企業(yè)采用。
缺點(diǎn)：各方面表現(xiàn)不突出
代表車型：日產(chǎn)-聆風(fēng)
磷酸鐵鋰電池
優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)
缺點(diǎn)：比能量低，一致性低，制作成本高于錳酸鋰，還需要深入研究降低成本。被稱為中國(guó)企業(yè)“彎道超車”的夢(mèng)想，國(guó)內(nèi)研發(fā)熱情很高，國(guó)家投入也比較大。
代表車型：比迪亞-E6
三元鋰電池
三元鋰電池是指正極材料使用鎳鈷錳三種正極材料按一定比例混合搭配的鋰電池。
優(yōu)點(diǎn)：能量密度最高，雖然安全性差，但也高于鈷酸鋰，和國(guó)內(nèi)對(duì)磷酸鐵鋰電池的研發(fā)熱情高一樣，國(guó)際動(dòng)力鋰電池行業(yè)對(duì)于三元鋰電池抱有很高的期待。
缺點(diǎn)：循環(huán)壽命短。
代表車型：特斯拉MODELS
各類型鋰離子電池情況小結(jié)：
特斯拉選擇三元電池的原因是高端品牌的大容量和長(zhǎng)續(xù)航，而國(guó)內(nèi)部分車企選擇磷酸鐵鋰電池則是看中其廣闊的前景，部分日韓和歐美車企選擇錳酸鋰電池主要是因?yàn)樗杀颈阋饲倚阅懿⒉徊睿瑒?dòng)力電池的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)是百花齊放，從而促進(jìn)鋰電池行業(yè)的技術(shù)革新，電池是制約新能源汽車發(fā)展的瓶頸，百花齊放的發(fā)展會(huì)讓整個(gè)行業(yè)飛躍式突進(jìn)。
三電系統(tǒng)之電驅(qū)
電驅(qū)系統(tǒng)同樣由三部分組成，分別是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)、逆變器。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，目前國(guó)內(nèi)電動(dòng)車的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都是單機(jī)減速，即沒(méi)有離合也沒(méi)有變速，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以增加其復(fù)雜性，從而降低對(duì)電機(jī) 電機(jī)變阻器的需求，提高性能，降低成本。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)：
電機(jī)系統(tǒng)，是為汽車提供扭矩的高壓電機(jī)（就是給汽車提供力），一臺(tái)車可以搭載數(shù)臺(tái)電機(jī)，扭矩決定新能源車汽車加速速度的快慢，而電池的成本相比電機(jī)較大，因此電機(jī)的效率和性能就至關(guān)重要，目前汽車專門的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系分為三種：直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系、永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系、交流感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系。
三種電機(jī)驅(qū)動(dòng)系的差異：
逆變器，是把直流電轉(zhuǎn)變成交流電的設(shè)備，主要應(yīng)用在充電場(chǎng)景上面，若逆變器支持較高的電壓，則電壓充電流較大，縮短充電時(shí)間，同時(shí)，因?yàn)槌潆姇r(shí)的電壓較高，逆變器所產(chǎn)生的熱量也會(huì)相應(yīng)增多，如何解決逆變器中IGBT模塊的散熱問(wèn)題，是提高直流充電樁充電效率的關(guān)鍵問(wèn)題。
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三電系統(tǒng)之電控
電控有狹義和廣義之分，狹義上的電控系統(tǒng)指的是整車控制器，然而新能源車的電控還包括電機(jī)控制器和電池管理系統(tǒng)，即新能源車的電控系統(tǒng)分為：整車控制器、電機(jī)控制器和電池管理系統(tǒng)。
整車控制系統(tǒng)，整車控制系統(tǒng)主要是采集油門、制動(dòng)踏板等的信號(hào)，并且做出相應(yīng)的指令，和傳統(tǒng)汽車的整車控制系統(tǒng)差別并不是很大。
電機(jī)控制器，電機(jī)控制器的作用主要是接收整車控制器的扭矩報(bào)文指令，進(jìn)而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向。
電池管理系統(tǒng)，電池管理系統(tǒng)顧名思義，主要是監(jiān)測(cè)和管理電池的狀況，包括電池物理參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、在線診斷與預(yù)警、充放電與預(yù)充控制、均衡管理和熱管理等，電池管理系統(tǒng)是新能源車獨(dú)有的電控系統(tǒng)，因此相對(duì)于整車控制器來(lái)說(shuō)，比較年輕，技術(shù)還待成熟。
總結(jié)
從目前來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)自主品牌大多僅僅只是掌握了整車控制器和三電集成技術(shù)，而三電零部件技術(shù)仍然在入門階段徘徊，畢竟技術(shù)積累不是一蹴而就的事情。
然而隨著新能源車導(dǎo)入期結(jié)束，產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)期即將來(lái)到，在2020年補(bǔ)貼逐步下降甚至完全退出之后，所有電動(dòng)車制造商都會(huì)面臨更加激烈的廝殺，在這樣的背景下，如何用技術(shù)紅利跑贏補(bǔ)貼紅利的退坡幅度將是車企脫穎而出乃至于領(lǐng)先業(yè)界的關(guān)鍵，可以說(shuō)，誰(shuí)在三電技術(shù)上做出強(qiáng)有力的提升，掌握三電核心技術(shù)，提高性能降低成本，誰(shuí)就能在技術(shù)與市場(chǎng)博弈的關(guān)鍵階段，勝者為王。
