【干貨】詳解新能源汽車三電系統(tǒng)

新能源汽車區(qū)別于傳統(tǒng)車最核心的技術是“三電”：包括電控、電驅動、電池。

新能源汽車電機、電控系統(tǒng)作為傳統(tǒng)發(fā)動機(變速箱)功能的替代，其性能直接決定了電動汽車的爬坡、加速、最高速度等主要性能指標。同時，電控系統(tǒng)面臨的工況相對復雜，需要能夠頻繁起停、加減速，低速/爬坡時要求高轉矩，高速行駛時要求低轉矩，具有大變速范圍；混合動力車還需要處理電機啟動、電機發(fā)電、制動能量回饋等特殊功能。

目前，新能源汽車所使用的控制系統(tǒng)大多是在傳統(tǒng)汽車控制器基礎上，再進行一些適應性的更改，形成適應于新能源汽車工作的控制軟件。國內在電機、電控領域的自主化程度仍遠落后于電池，部分電機電控核心組件如IGBT 芯片等仍不具備完全自主生產能力，具備系統(tǒng)完整知識產權的整車企業(yè)和零部件企業(yè)仍是少數(shù)。隨著國內電機電控系統(tǒng)產業(yè)鏈的逐步完善，電機電控系統(tǒng)的國產化率逐步提高，電機電控市場具有的增速有望超過新能源汽車整車市場的增速。

此外，隨著整車車體結構輕量化的推進，電池、電機、電控系統(tǒng)在新能源汽車整車中的成本占比也逐漸上升。根據(jù)Argonne 國家實驗室統(tǒng)計數(shù)據(jù)，新能源汽車動力總成(電機、電控、變速器)的成本分別占整車成本的15.67%(轎車)和13.69%(小型貨車)，總成占比僅次于電池和BMS 系統(tǒng)。在新能源汽車補貼逐步退坡的政策驅動下，動力總成成本、重量下降的壓力將逐步向上傳導至電機、電控產品廠商，具備技術、規(guī)模優(yōu)勢的供應商將在成本下降的過程中占據(jù)優(yōu)勢。因此，電機電控市場在很大程度上仍將影響新能源汽車市場的走向。

電驅由三部分構成：傳動機構、電機、逆變器。目前國內外電動車的傳動機構都是單機減速，即沒有離合、沒有變速。未來各電動車企業(yè)將會在傳動機構上增加復雜性，同時降低對電機、電機變阻器的需求，即提高性能，降低成本。

電機由三部分組成：定子、轉子、殼體，電機技術的關鍵點在定子、轉子。轉子即新能源汽車的主驅動電機，它承擔了與新能源汽車運動相關的所有功能。新能源汽車的電機有正轉和反轉，正轉即為向前行駛，反轉即為倒車。

能源汽車在正轉加速行駛過程中，電機為負扭矩，扭矩的精確意味著新能源汽車加速速度的快慢。當扭矩產生誤差時，需要電機來完成的新能源汽車加速，里程數(shù)則轉變?yōu)樾枰耐饶芰康碾姵貋硗瓿?，而電池的成本相比電機較大，因此新能源汽車電機的效率和性能至關重要。目前汽車專用點擊驅動系主要有三類：直流點擊驅動系、永磁同步電機驅動系、交流感應點擊驅動系。

逆變器是把直流電轉變成交流電的設備，若一臺電動汽車的逆變器能支持較高電壓，則相應的電壓充電流較大，功率較大，這意味著同樣電流進行充電，充電功率可以等比例放大，即充電時間會縮短。若提高逆變器的支持電壓，則相應的充電時逆變器產生的熱量會變多，那么就需要解決逆變器中IGBT模塊的散熱問題，這是提高充電效率的關鍵問題，目前日本豐田對此研究較深入，例如其加硅碳技術的應用。

電池是與化學、機械工業(yè)、電子控制等相關的一個行業(yè)。電池的關鍵在電芯，電芯最重要的材料便是正負極、隔膜、電解液。正極材料廣為熟知的有磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、三元、高鎳三元。

動力電池是非常“年輕”的產品， 1996年通用推出EV-1采用的是鉛酸電池，它是現(xiàn)代電動汽車架構雛形，從鉛酸電池到日系混動的鎳氫電池，再到現(xiàn)在流行的鋰電池，也才20多年。從第四批《新能源汽車推廣應用推薦車型目錄》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，另外一家是長安新能源的，這說明其它乘用車的動力電池直接外購，包括電芯、電池組與電池管理系統(tǒng)等。

大部分自主品牌主機廠都沒有自己的電芯與電池組設計能力。跨國車企，雖然沒有自己的電芯，但是它們卻堅持自己設計生產電池組件與管理系統(tǒng)，這是為了加強動力電池的核心競爭力。與大多自主品牌的差別是，即使不采用這家的電芯，它們可以換個電芯品牌照樣能夠設計電池組，核心技術還是掌握在自己手里。但是我們更關心的是動力電池，也是就新能源汽車中的能量來源。目前動力電池中，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。

總結：絕大部分自主品牌僅掌握了整車控制器與三電集成技術，對三電零部件技術卻仍是處于沒有進門的階段，畢竟不是一個領域，技術不是一蹴而就的。而合資品牌方面，沒有電芯是它們唯一的軟肋，但是通過自己設計電池組與電池管理系統(tǒng)，進而掌握動力電池技術彌補了這個缺陷。技術是需要積累的，在2020年前補貼逐步下降甚至之后退出，對于主機廠來說，最重要的工作是如何降低動力電池的成本，也是技術與市場博弈的關鍵階段，如果技術受制于人，降成本將難于上青天。

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