新能源汽车的核心：三电系统详解

1、新能源汽车的核心：三电系统详解新能源汽车区别于传统车最核心的技术是下面详细讲解一下三电基础知识：三电”，包括电驱动，电池，电控。南能獗汽车区刑于传缜年最核叱的技术是-三电即：电驱、唱池、电控”电池棋组三曳电池结勺系统一、电池电池是与化学、机械工业、电子控制等相关的一个行业。电池的关键在电芯，电芯最重要的材料便是正负极、隔膜、电解液。正极材料广为熟知的有磷酸铁锂、钻酸锂、镒酸锂、三元、高镖三元电池；由于年上还有一块或眉两诀低压电池*J%了区仰，将高压电池称为动力电池.这也足行业术侥。巳传虢汽年的池和佑严类仲.作为新罐凉汽车茨“肇环“妄一疥，沏力电池就诵窜主毛芯、申池组、申池%舞系统1冷却系/八低

2、结束、保护外壳、其它结构件尊构咸目前带能瘪汽车动力电汩市场.磷酸tx理电池与三元锤赢分天下，钛%t理垠%S矗建应用比例不高对安全性委求更高的电劭暮车帝场磷酸铁槿应用更多次%295%t<fi8ife%l动牟辆空产企业及产%电功客年来看，22:J款纯电切客牟产昌右1973|PS配碳酸铿占比高达86%,三元镖占比仅为O.A%X%*%度壹求更嵩的乘用年市场*三元/%占比更高.从US四ftt薪外g嫁汽年推广应用堆得车型号录中32%fc醉能源柬用车分析，使用三元电池的隼型多达2言熬.占比71.SS%,使用璘酸铁理电池的年型达S猱"/to2.5%.动力电池是非常“年轻”的产品，1996年通用

3、推出EVT采用的是铅酸电池，它是现代电动汽车架构雏形，从铅酸电池到日系混动的银氢电池，再到现在流行的锂电池，也才20多年。从第四批新能源汽车推广应用推荐车型目录新能源乘用车配置电池来看，32款车型采用了17家企业的电池，其中16家是电池厂商，另外一家是长安新能源的，这说明其它乘用车的动力电池直接外购，包括电芯、电池组与电池管理系统等。大部分自主品牌主机厂都没有自己的电芯与电池组设计能力纯电动汽车元件布置结构图Ufft禺力中港商压电机WAUfcftTXfrAAiA跨国车企，虽然没有自己的电芯，但是它们却坚持自己设计生产电池组件与管理系统，这是为了加强动力电池的核心竞争力。与大多自主品牌的差别是，

4、即使不采用这家的电芯，它们可以换个电芯品牌照样能够设计电池组，核心技术还是掌握在自己手里。隔膜唱解液圾耳夕卜壳电芯附件模块绢件电越连接线束底那绝缘腔螺钉胶但是我们更关心的是动力电池，也是就新能源汽车中的能量来源目前动力电池中，银氢电池面临淘汰，铅酸电池全凭保有量在支撑，故目前以锂电池最为主要。fp四孑岔电辽先介绍几个重要概念E*hl"优点：安会、可靠蛊：优负：容谶Sg度天察9低应用：混动车缺虐：感本离型为主JJ应用匕主应电动汽车飞/（如下图）%酸屯池优点：便宜、可靠盍：能报密度低应用：早期电功车型.j我瞳得运-高比能量电池车型:高比功率电池车型:比亚迪系U恢SttK%SL比功率tt能

5、建昱海迥翘单位质鳖所能输匕朗匡配,Wewf>%It%密宦%4三述%g%同等般出轨的能T，/一，比能金高前动J申日勺就像龟兔赛跑里的乌龟rJW力好*可以时间工作，缜航里程饮J氏比功率高的功力电；也就像白来赛魁里的搏邠特,速度快，可以提洪很高的瞬间电流以保证汽车的能量密度方面电池肯定不如汽油，但是究竟差别多大呢?一箱50L的汽油可以大概跑600km续航同样里程的电动车需要多少电池呢？汽翻比茕为'KYhAgIL汽池妁枣Ukg计醇瞬戟黑对%械出的隹斥为、血三元评电屯ttH为TiwhMg408|KVh的%三需电池2700%设发功机和电勒机的嗾率羞为,倍相泊于.加理电郦常冕（如下图）吕前便用

6、较多6三%力电泄育以下几类'以LHHFi为划分依据口%9% b ff i t%特斯力口%x k fctE t特廉拉Etxfe IS白展！凤%EE6下表列出了四类锂电池的主要性能指标差别从表中可以看出，四类电池各有优劣。那各汽车厂商究竟是凭什么选择其中某种电池呢？哪种电池又将是未来的主流呢？并不适音做动力电世谢血分晦阳高三元初料分焦温股锂循环寿曲S%Se (WhAgJ 150-160 I0Q-I IC150-200100 左右 . ' A低低*钻酸锂足铎需子电池正极材料的鼻祖*钻战铝在3cm%中芒90%的恃融*榜心忧点冢容冒密蜃大 3%S0定性不遮数码电子产品对锂电池安全性要求不

7、高，钻酸锂电池最合适 强的续航能力，但是同时其安全性能要打些折扣。3c领域，特斯拉敢于使用此类电池也是未来得到超FT.*市大*镐鼠耀电淮是目丽主嗣力电池*日棘、欧美、BI内由有企吐采用%和辟弋丰氛外%一%。.妄全环®肖卿IWI*日此系的It超锂越也术越咒全沫镒酸锂电池因其不偏不倚的特征赢得动力电池最大的市场占有率，虽然其能量密度不如钻酸锂和三元锂，但其他综合性能相当出色。I！，T.中匿）企业的焰逍超胃梦想*垠大优点矗穗定性好、%*缺点塑：匕能星低、一政性差*制作战本高TSffi锂、还震澡入研究杳国内研发热悄很底，国按入亦较大如果不是较低的能量密度限制了磷酸铁锂电池，其真的有可能成为动

8、力电池中的霸主。安全性能和寿命这两个关冉冉升起的斯星键指标都是顶尖的待期拉送俾三元电池黄的 就是、兰寥咬续至！国内豁分车企选择悯铁锂 电越.实庾是看中其广闻的 前.£* 三元锂电池是指正iiwni用%三种正极材料按一定比匚耻台搭酉妙锂电迪。* 能塞蕊屣可达* 安全住差，但优于钻酸锂如果说国内把锂电池的发展重心放在了磷酸铁锂电池上，国际动力锂电池行业的新星非三元锂电池莫属，比钻酸锂电池更高的能量密度，成本低于钻酸锂电池，安全性也相当可靠。不同车企对于动力锂电池的选择都有自己的考虑（如下图）马发三J%E%和欧美车企选择 酸锂电泄因贯戊本变富 性能也不羞多少百花产威©促卑警虽行业

9、技 术的芽新,47%4吒申 点汽不丹匿旅网 N申池K 跃动力电池发展趋势叵成纯电从Z%TJ对成本*续焦有要求三完言堇电池前 景更广电迪经%锂电池的价格 依然太高 铅酸电池还育 生存空同 自行车用的电电2 乍池较少三元速 电池齿车型功率放电而目充放次数故坯城铁锂比 较适合必然雀菱近趣忙他却喙特斯拉Models普夫见撕通用SS 出？Fia三三三代 这E6日产瞻凤总结:SYSTEM )电汽务了当洱Cj垂正接材料=JS猛醺锂二兀本雨酸铁筵金童酸锂聒池供应商松下松下LG比亚超AESC刚帧山M500eo180600170电三KWh854.4165024瞒盟程(Kr)4262062300160km'

10、mw|V|cg)20090140100160关于电池管理充(BARERYMANAGEMENT*监控电池Eg状态(%l%x电流、SS%L*延长电逊僮瑁专骼防止电池出现过充电和过放电-；：、，：三元矜>枯碗链>w*l,I>,邨日Ii/X/XJy、,>JrAltJr八%.JrA“r-14jJTJi.，%.JFffNZ、人65t%三>IETtsA：嗣理：>站俎悝二、电驱电驱由三部分构成：传动机构、电机、逆变器。目前国内外电动车的传动机构都是单机减速，即没有离合、没有变速。未来各电动车企业将会在传动机构上增加复杂性，同时降低对电机、电机变阻器的需求，即提高性能，降低成

11、本。传动机枸换才当系统同步器拨叉等电机由三部分组成：定子、转子、壳体，电机技术的关键点在定子、转子。转子即新能源汽车的主驱动电机，它承担了与新能源汽车运动相关的所有功能。新能源汽车的电机有正转和反转，正转即为向前行驶，反转即为倒车。新一代电动汽车已煌慢慢不再使用该电机新能源汽车在正转加速行驶过程中，电机为负扭矩，扭矩的精确意味着新能源汽车加速速度的快慢。当扭矩产生误差时，需要电机来完成的新能源汽车加速，里程数则转变为需要消耗同等能量的电池来完成，而电池的成本相比电机较大，因此新能源汽车电机的效率和性能至关重要。目前汽车专用点击驱动系主要有三类：直流点击驱动系、永磁同步电机驱动系、交流感应点击驱

12、动系。直流电机永ffi%tfI感应电桥15fTT申金录谊战隼(%)85-B995-3794-95负荷激率()S0-S7S5-9790-921sis?Sat40006000«»-100001:m15000HR.尺才i大中代表车%电舸谧牟比亚迪氯晶%二|7中低控加登度St直流电机款点：效率低、质置大体枳大、可靠性差感应电机:*S卫电机入%is性降坏境适应性圭桂！*效奉并不低，成本索低*转%G三也是锻广的*H点是控制暗复朵永磁电机*转子的磁场是田采磁体产生ffi.避色了因生磷而导致的电能擦j%故0531%比真他电机*民寸和质都偏VR忻善更加灵活逆变器是把直流电转变成交流电的设备，

13、若一台电动汽车的逆变器能支持较高电压，则相应的电压充电流较大，功率较大，这意味着同样电流进行充电，充电功率可以等比例放大，即充电时间会缩短。若提高逆变器的支持电IGBT模块的散热问题，这是提高充电压，则相应的充电时逆变器产生的热量会变多，那么就需要解决逆变器中效率的关键问题，目前日本丰田对此研究较深入，例如其加硅碳技术的应用aDJE绑定线DBCPINFIN外壳电.容芯BUSBAR直空灌封PGB电流传淼器电子元器件三、电控新能源汽车电机、电控系统作为传统发动机（变速箱）功能的替代，其性能直接决定了电动汽车的爬坡、加速、最高速度等主要性能指标。/爬坡时要求高转矩，高速行驶时要求同时，电控系统面临的

14、工况相对复杂：需要能够频繁起停、加减速，低速低转矩，具有大变速范围;混合动力车还需要处理电机启动、电机发电、制动能量回馈等特殊功能。电控X狭义上的电控罪察车控制%但噩雄加捺汽丰的“电控”较芽，还末电机理制品与电池曾理系筑番.i%拽制渺逋过CAN同络零来逋倍-整车控柯器比较好理制-主旺建采集油门、附”%板毒各种倬号，井传出相破判抄超给出指令，打耕维獗汽车上还慧协调各个控制器的璋借：电机控制器的作用主整是?%收整牟捽制器的扭矩抿文指令r进而披制驱新电机的蒋逮与转动六血，另外.在能回收过程中.电机控制器还娈负责梅海劫电机副扭矩产生的交流电进行整流回克给新力电池；相比前奁两个控制器.宅池富理戾统寸罢对

15、比较“年轻*t具主提H力建包f4电池JmL甲餐数实时监测苛线诊断与预誉、充枚电与预充控制、坨詹篙理和热背理善”电控方面，对于一般的主机厂来说，真正掌握的只有整车控制器，新能源汽车整车控制器与传统汽车的整车控制器差别并不是很大，它的成熟度也比较高。此外，电机的能耗直接决定了固定电池容量情况下的续航里程。因此，电动汽车驱动系统在负载要求、技术性能和工作环境上有特殊要求：1,驱动电机要有更高的能量密度，实现羟量化、低成本，适应有限的车内空间，同时要具有能量回馈能力，降低整年能耗；2，驱动电机同时具备高速宽调速和低速大扭矩，以提供高启动速度、爬坡性能和高速加速性能；3,电控系统要有高控制精度、高动态响应速率，并同时提供高安全性和可靠性。电机电控系统作为新能源汽车产业链的重要一环，其技术、制造水平直接影响整车的性能和成本。目前，国内在电机、电控领域的自主化程度仍远落后于电池，部分电机电控核心组件如IGBT芯片等仍不具备完全自主生产能力，具备系统完整知识产权的