2021年12月27日 | 充电10分钟续航3000公里，给燃油车的时间还剩多久？

每次和同事朋友聊到新能源车

总是绕不开一个问题，新能源车到底啥时候才会成熟。

说到新能源汽车，过去一年到现在它很火。

根据乘联会在公布的数据，今年 9 月，新能源乘用车批发销量达到 35.5 万辆，环比增长 14.7%，同比增长 184.4%。截止到今年10月，电动新能源车渗透率已经达到13%。

与此同时，国家层面对于新能源的支持一样也是“鼎力相助”，国务院常务会议通过《新能源汽车产业发展规划(2020-2035)》提出到2025年新能源汽车新车销量占比达到25%。

与此同时，泰哥身边越来越多的车主都纷纷选择电动车作为家用通勤工具。

不少车主在买新车前都会问泰哥一个问题，现在的新能源车真的成熟了么？

说实话对于这个问题其实不难解答！

今天我们就从电动新能源车的“核心”——三电系统，即电控、电机和电池三个方面，和大家一起聊聊目前的电动车到底还要多久才成熟。

电控和充电技术基本成熟

基本上能满足各端口使用需求

要说拦住车主购买新能源车的第一个问题，就是电池寿命！

首先我们来说说充放电的原理，锂电池采用的是非常独特的锂嵌（Intercalation）化学反应，我们可以将电池内部看做一个仓库：充放电就是锂离子在正负极反复搬运的过程，便产生了电流。

然而这样的“电子搬运”同样存在能量损耗，产生热能。这样就会带来一个问题：浓差极化反应出现锂枝晶

电池内部电子大量且高速的运动会将会使电解液当中的锂金属析出出现结晶产生枝晶现象，这种枝晶生成在非充电期间也会出现，而一旦结晶量到达临界点就会引起电池短路，出现热失控。

于是，砰！你车炸了

对此各大厂商都搭载的电池管理系统（Battery Management System），就是用来控制和杜绝锂枝晶问题。目前行业中的福特和通用集团BMS系统可以做到将电池实时电量SOC测量精度误差小于1%，就是任何时候，都能精确测量出，电池还有百分之几的电量。

这样一来，可以做到目的是保证电池工作效率、防止过充过放、延长电池寿命、帮助电池正常运行。

所以，就现在的电控技术已经基本成熟，就看厂家愿不愿意花钱搞定了而已。

而充电方面，其实车主们也不需要担心。

掐指一算，从2019年保时捷Taycan首推该项技术开始，短短两三年时间，布局800V技术路线的厂家越来越多。

各大车企对于高压快充也是你追我赶抓紧布局。

现代汽车在E-GMP平台上使用了800V电压平台，奔驰的EVA平台、通用的第三代纯电动平台、捷豹路虎的电气化平台也都选择了800V作为车辆的运行电压。大众也将于2026年应用800V超充技术。

而国内作为弯道超车王，已经把欧美的800V高压快充直接按在地上摩擦。

吉利SEA浩瀚架构已经达到可量产该技术的阶段，比亚迪e平台旗下车型的电压实际已经提升至了600V以上，唐新能源更是达到了700V。

在汉EV车型上，配备了自研的碳化硅功率器件，接下来推出800V甚至1000V高压平台都不算难事。

广汽集团旗下的“巨湾技研”在今年初已经成功成功量产480kw超充（极限600kw），支持最大电压1000V，一百度的电池组从0-80%只要8分钟就可以完全充满。

而且这一个超充系统在今年已经实现商用，广汽埃安AION V PLUS已经可以直接使用比特斯拉还快的超充，车价才24万。

开关磁阻电机将成为主流动力包

然而技术还受限制于小日本手里

作为电动车主，大家都在比谁的电机更多，就更快更贵。

低配车只有1台电机，而高配车有2台甚至3台，但这和汽车发动机排量越大越费油一样，即使是在同样车速下，多电机的耗电速度肯定比单电机更猛。于是电车对于能耗同样和燃油车一样，功率希望更大，但也要效率越高越好。

新能源车的驱动电机按整体技术来划分有3大类：交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机。

异步交流电机这东西是第一代电动新能源车最常见的动力单元，因其结构简单，运行可靠耐用，维修方便。正常使用几乎不会坏的巨大优点让它成为工业上最常见的电机。而第一代特斯拉model S就是使用交流电机的典型代表。

但交流电机也不是不存在缺点：虽然最高效率很高，但“高效率区间”却不宽泛。这玩意的效率区间和燃气轮机一样，在特定车速（转速）下效率很好，一旦偏离最佳转速，效率严重恶化。

因此各家企业纷纷开始研究其他电机来取代交流电机，永磁同步电机才成为了第二代车用电机进入了车主视野。

用词同步电机作为目前电动新能源车目前主流动力总成，解决了异步交流电机的效率平台过窄的问题，高效率范围也比较宽，但是由于受到永磁材料本身的限制，在高温、震动情况下，转子的永磁体会产生退磁现象，使用时间久了电机性能还会衰退。

这种电机就像柴油机一样，虽然工作效率高，但高温和高震动情况下，很难将转速提高，到头来就是一个低速大扭矩的老牛。

想玩高转速只有两个方案，学特斯拉往电机里灌冷却液、学保时捷装变速箱。

特斯拉通过魔改，直接将电机转子直接泡在冷却液里面，这样一来散热就不成问题了。但冷却液也会给转子带来不小的剪切阻力，转速依旧达不到最高效率。

保时捷使用扁线绕组，提升绕组功率后，给电机加装了一个2速变速箱解决转速上不去的问题，然而实际效率因为多加了一套变速机构，也是损失不小。

最后就是第三代电机，开关磁阻电机！

结构简单拥有与交流电机一样“变态”的极端可靠性非常适合用于汽车，而且它本身具有和直流电机一样的“软特性”，高效率范围宽泛的惊人，从起步到极限转速下几乎都能维持非常高的效率。

开关磁阻电机如此惊人，为何目前没有成为车载动力的主流呢？其实是因为这种电机对控制系统的要求极高，数字化矢量化的控制系统开发难度非常大。

眼下整车企业范围内，路虎捷豹、丰田算是在这类电机中玩的比较转。

然而仔细扒开一看，几乎全是日本的专利技术。丰田的磁阻电机技术，主要和东京理科大学合作研发；而路虎捷豹使用的磁阻电机来自于2013年的电动路虎卫士，电机出自北京中纺锐力。

但可惜，2015年中纺锐力被日本尼得科收购，成为了日本电产（尼得科）的独资公司。目前国内乘用车市场所使用的磁阻电机均来自于日本电产（尼得科）。

可以说目前的第三代电动车驱动单元，基本全在日本丰田和电产手里。

不过好在，我国南京航空航天大学合作的苏州达思灵公司，汇科磁阻驱动有限公司已经拿出了国际先进的专利“电励磁双凸极电机”产品，或许不假时日就能看到我国自主品牌电动汽车搭载国产类电机。

电动车唯一没成熟的

只有电池组功率密度没实质突破

其实大家有没有发现，很多新能源厂家喜欢叫板燃油车，说着：我不理解现在竟然还有人会买燃油车！但是真要把燃油车赶尽杀绝，还是有点师出无名。

为什么，因为目前的电池组能量密度依旧达不到燃油的水平。

汽油能量密度大约是12~17MJ/kg，即便是算上内燃机70~75%的热效率损失，其能量密度也有3MJ~5.1MJ/kg。而目前市面上最好的三元锂动力电池的能量密度只能做到0.36~0.72MJ/kg，当中能量密度差距在7倍左右。所以目前能卡住新能源车代替燃油车的只有电池组的能量密度。

对于提升电池的能量密度，各个国家和研究单位也尝试过许多方面研究。

美国斯坦福大学以钠离子作为研究方向，这种电池的“能量密度”达到1200mAh/g（1公斤重量的电池可以储存1.2度电，假设我们需要储存75度电，仅需62.5公斤重量的电池）常规汽车锂电池的能量密度仅仅300mAh/g。

然而实际量产过程中，宁德时代的钠离子电池相比传统三元锂动力电池并没有明显的功率密度提升，唯一的好处是钠离子电池的安全性更高，成本更低而已。

还有其他的铝离子替代锂离子电池，同样也是多个大学牵头。斯坦福大学、康奈尔大学、克莱姆森大学、马里兰大学、内布拉斯加大学、浙江大学高分子系、大连理工大学、欧洲阿里昂工业联盟。而目前石墨烯铝离子电池研发走在最前面的是澳洲昆士兰大学。

能量密度做到了160Wh/kg水平，只能和磷酸铁锂持平。同样也是安全性考虑比较多，极限状态下无发热问题，解决了安全和长效性问题，也没有彻底解决能量密度。

这里广汽集团下属“巨湾技研”研究室去年“无意间”发现了一种全新的陶瓷材料——钛酸铷功能陶瓷。这种陶瓷是全新物种，和其他任何人类已知材料比起来，具有一个特殊能力——介电常数高的让人不敢相信！

• 能量密度是普通锂电池的5~10倍

  
  

• 无电能化学能转换，利用率高达95%

  
  

• 10~50万次的充电循环

  
  

• 安全系数高，不存在热失控

  
  

• 超低温特性好，温度范围宽-50℃～+170℃

而且只要你愿意，你想要充电速度有多快它就能多快！至于这种黑科技多久才能应用？距离量产应该没个10年以上搞不定……然而根据广汽给到的官方说法，这种全新的颠覆性黑科技有望在十四·五期间，也就是3年内实现产业化应用。