新能源汽车电池技术突破_新能源汽车电池技术突破的问题

新能源汽车电池技术突破_新能源汽车电池技术突破的问题

       新能源汽车电池技术突破的今日更新是一个不断变化的过程，它涉及到许多方面。今天，我将与大家分享关于新能源汽车电池技术突破的最新动态，希望我的介绍能为有需要的朋友提供一些帮助。

1.新能源验证突破

2.电动汽车发展得“悲哀”，技术难以突破及普及

3.新能源技术突围

4.纯电动汽车续航未来能否持续大跨度突破？为什么？

5.新能源电池发展风向标：突破锂离子的束缚，谁将是新技术主导者？

6.电动化、智能化技术突破 比亚迪2020年科技盘点

新能源验证突破

       新能源验证突破

       清华大学车辆与运载学院“新能源动力系统团队研究成果:《新型分布式驱动液氨燃料电池重型商用车设计.分析与验证》入2022“全球新能源汽车前沿及创新技术”。

       该研究针对城市重型、长途货运重型商用车的电动化需求，论文提出了分布式驱动液氢燃料电池重型商用车技术方案，探索了大功率燃料电池系统Q、大容量液氢系统和大功率轮电机等前沿技术的设计与开发，完成了35t级液氢燃料电池载货车和49t级液氢燃料电池牵引车的设计、集成、制造和测试。

       该研究设计并验证了，高转矩密度轮毅电机，创新性提出了弯扭解耦9的电动轮构型，开发了双轮并装的轮边驱动电动轮的驱动桥方案，完成了液氢储罐结构设计、优化与安全方案设计，将车载储氢质量密度提升到10%以上。两款车型试验结果均超过既定目标，已经具备较大的商业价值。

电动汽车发展得“悲哀”，技术难以突破及普及

       3月3日，埃安发布全新一代高性能集成电驱技术群——夸克电驱，能以极小的体积迸发出强劲的功率，电机功率密度高达12kw/kg，相比行业6kw/kg提升100%。巴掌大的电机，就能带来超越V8发动机的超大马力！实现此项突破，不亚于芯片行业一下子从“28纳米”时代快进到“3纳米”时代。

       无独有偶，特斯拉投资者日上官宣了其新一代自研电驱系统，将通过减少碳化硅等材料使用实现成本的进一步降低。一边是追求极致的成本控制，一边是追求极致的性能超越，双方似乎已形成两套逻辑和技术发展路线。

摘下特斯拉未竟的果实，埃安突破电驱世界级难题

       小到生活中常见的平衡车、无人机等普民应用，到“国之重器”航空母舰、太空探索等高精尖领域，电机都在其中扮演不可或缺的角色，但无论那个行业，都在追求“体积小型化，动力巨量化”的电机。可以说，电机技术的发展史，就是一段不断追求极致功率密度的历史。

       1900年，保时捷曾推出过一款使用小体积轮毂电机的概念车。但因为小体积电机功率密度不足，车辆极速只有35km/h，最终只能流产。无独有偶，特斯拉旗下首款车型Roadster为实现更高的功率密度，最初设计采用两挡变速箱，但因种种技术问题，最终导致无法量产，功率密度也无法提升。

       事实上，电机功率密度的突破一直以来都是世界级难题。无数工程师、科研机构，致力于提升其功率密度。有成功，亦有失败。功率密度的突破，面临着两大世界难题。

一方面是要考虑在体积不变的情况下，如何实现更大的功率输出。这就要求必须去探索电机的空间极限，让电机的每一个点都能释放出最大潜能。同时还可以通过提升电压的方式，提升功率。但电压每提升1V，都是一个涉及材料、工艺、软件、封装、安全的系统级庞大工程；

另一方面还要避免高功率输出损耗，好不容易提升的功率，尽可能避免浪费在产热这种无用功上。

       在新能源汽车行业快速发展的这10年里，行业的电机功率密度从2kw/kg提升到6kw/kg了。埃安夸克电驱技术的横空出世，让电机功率密度跨越式提升到12kw/kg，摘下了特斯拉未竟的果实。

三大首创技术，引领驱动方式变革

       埃安电驱研发团队深耕动力科技领域十余年，拥有雄厚的研发实力。围绕“高功率密度，低发热损耗”两个核心点，持续进行技术迭代开发，从而积累纳米晶-非晶超效率电机、X-PIN扁线绕组、900V高效碳化硅、E-drive软件、无动力中断电子换挡等一系列创新技术。其中最核心的是三大前瞻技术：

全球首个“纳米晶-非晶”超效率电机

       永磁同步电机技术发展至今，电机铁芯损耗是影响电机工况效率的主要因素。埃安电机团队从基础原材料和电磁原理创新开发，设计了一种“纳米晶-非晶” 合金材料及批量制备工艺；相较于传统的铁基硅钢材料冶炼工艺，纳米晶-非晶材料冷却速度高达100万℃/s，较铁基硅钢材料快1000倍；具有原子无序排列、无晶粒、无晶界的微观特性。其铁损系数远低于铁基硅钢等电工钢，埃安创新应用该材料制作电机铁芯，降低电机50%铁芯损耗，从而有效降低电机能量损耗，电机工况效率提升至97.5%，电机最高效率达到98.5%。

行业首创X-PIN扁线绕组

       埃安融合自主专利的X-PIN扁线定子技术和碳纤维高速转子技术，在缩小25%体积的情况下，电驱功率提升30%以上。基于电机技术的进步，未来产品将呈现小型化、轻量化、出行形态多样化。X-PIN碳纤维高速电机技术具有3项独有平台绕线方案的国家专利，可实现70kW~320kW功率范围、220~450Nm扭矩范围多平台兼容。

全球最高900V碳化硅功率模块

       埃安深度介入SiC产业链建设，自研封装设计。从芯片布局、均流一致性、缩小芯片开关延时、叠层功率回路设计四个方向进行突破，同时结合全银精准低温烧结工艺的革新，使得SiC模块回路杂感降低50%以上、热阻降低约25%、芯片通流能力提升10%以上、功率循环寿命提升约100%。

       结合安全可靠的SiC芯片驱动与保护设计，充分发挥碳化硅的高耐压、高功率密度、高效率特性，助力夸克电驱实现最高满功率工作电压900V，峰值功率高达320kw以上，最高效率超99.8%，位居行业顶尖水平。

       夸克电驱的一系列技术革新，都是从细节入手，不断做到极致，从而突破了“大动力与小体积”不可兼得的矛盾，也赋予埃安的Hyper SSR和Hyper GT与生俱来的极致性能及极致空间体验！让埃安Hyper SSR实现全球最快多电机1.9秒百公里加速，Hyper GT实现全球最快单电机4.9秒百公里加速能力。

打开未来畅想，夸克电驱让人人都是钢铁侠

       此次夸克电驱首次突破“大动力与小体积”不可兼得的矛盾，让埃安的电驱研发进入“纳米时代”，为埃安电驱技术研发史树立了全新里程碑，这也是中国新能源汽车行业腾飞的缩影。

       作为中国第一家EV+ICV全栈自研的车企，埃安已实现多项技术的超越。不仅自主研发了弹匣电池、超倍速电池、海绵硅电池三大原创电池技术，一举解决安全、补能、续航三大行业痛点难题，还推出了“AEP3.0平台”以及“星灵架构”等Hyper Tec全新一代高端技术。

       四年前埃安和特斯拉是唯二拥有纯电平台的车企，埃安去年发布了全新一代平台AEP 3.0，而本次投资者日上，特斯拉承诺的新一代平台又一次跳了票。虽然马斯克发布了秘密宏图的第三篇章，活动过程中股价却一路下跌。究其原因，正是特斯拉理想宏大却细节不足，光画饼，却没有用足够的新技术来支撑。

       在全栈自研的基础上，埃安还加码成立锐湃动力科技有限公司，重点围绕前瞻动力科技研发及产业化，全面打通研发、智造、销售、服务一体化，打造更多、更极致的动力科技产品，引领行业变革。

       夸克电驱的问世，让人们对未来汽车形态有了更丰富的想象空间。或许在不久的将来，轻盈又强劲的轮毂电机可以实现量产，到那时，侧方停车能如同螃蟹一样“霸道横行”，再狭窄的路段也能轻松实现原地转向，甚至还能加速潜艇汽车、飞行汽车等更多汽车形态的量产落地，为用户带来“上九天揽月，下五洋捉鳖”奇幻出行体验。

       当然，夸克电驱不仅仅局限于汽车，还能应用在很多前瞻领域，解锁更多未来智能生活场景。比如在医疗科技领域，可以运用夸克电驱制作动力义肢，让残疾人也能拥有正常人的活动能力；让可穿搭机器成为人体一部分，人人都是钢铁侠；再比如无人机领域，通过使用夸克电驱技术，运载量和续航均可以大幅提升，结合AI技术，无人快递业务也不再是遥不可及的幻想……

       与特斯拉的宏大叙事却缺乏细节，夸克电驱技术本次实打实的突破，也正是埃安对技术脚踏实地投入的体现。随着夸克电驱技术不断进化，未来它可能会被应用在智能机器人、机械外骨骼、医疗、航空航天等多个高精领域，让高性能机械便携化。由此产生的连锁反应，甚至有可能改写整个社会的运行方式，让科幻世界照进现实。

       今年1月30日，福布斯中国发布2022年新晋独角兽榜单，埃安在全球新晋独角兽中位列第一。这是继2022年埃安被评为创新企业超级独角兽和2022年中国最具增长潜力新锐TOP品牌之后，再次获得国际权威机构认可。以科研成果和技术创新为内在驱动力的埃安，也已经吹响了冲击科创板IPO的号角，未来可期。

       本文来自易车号作者新能源观察，版权归作者所有,任何形式转载请联系作者。内容仅代表作者观点，与易车无关

新能源技术突围

        2021年1月9日，蔚来 汽车 发布新车型ET7，宣称NEDC续航里程将超1000公里，并配备密度高达360Wh/kg的固态电池。

        随后，在1月15日下午，广汽新能源也不甘示弱向公众宣布：”石墨烯快充电池最快8分钟就能充电至80%且单车续航里程可达1000公里“。

        不到一个星期的时间好像重新返回了“工业革命”人类在新能源方面有了实质性的突破，一直被人相传的石墨烯电池居然可以带来”新的生活“方式？

        但是，中国科学院院士欧阳明高，在中国电动 汽车 百人会2021论坛对这股1000km风潮做出点评：“如果有人告诉你，这个车能跑1000km，几分钟能充满电，还很安全，成本还很低，这是不可能的，大家不要相信。“

        首先我们得知道什么是“石墨烯”，石墨烯被誉为“二十一世纪的新材料之王”，由碳分子网状结构组成，能轻易地完成快速充电和放电，一定程度上能够提升电动 汽车 的充电速度。

        根据专业人士或行业内的人士讨论主要有两点，石墨烯基超级快充电池具备批量生产的条件，但不具备大规模在新能源 汽车 上搭载的条件，高成本和快充桩的布局是问题。其中广汽新能源古惠南 辩解到：”即便满足8分钟充满1000公里，充电桩未必能承受得住 “。

        其实我个人认为就是”画大饼“，可能目的是说明现在300-700公里的技术是很靠谱的，毕竟我们1000公里都可以“实现”出来。

        1、磷酸铁锂电池密度难以突破基本定型。 哪怕是比亚迪新发布的“刀片电池”（即磷酸铁锂电池）经过多年研究与改进，仅仅是密度逼近300Wh/kg，但电池技术的发展始终只是量变。

        2、三元锂电池的安全性难以突破 ，三元锂电池和比亚迪的“刀片电池”不同，比亚迪铁锂电池是极芯本身是很安全的，而“弹匣电池”是通过加强“盔甲”来保护，具体到电动技术会往什么方向发展，我们谁都不能预料到。

        3、电池衰减问题 ，现在电池技术，在行驶了二十多万公里左右，或者是充电1000次左右，电池就会出现较大衰减。

        4、环境温度影响 ，锂电池的电化学性能受低温环境的影响很大。低温环境下，电解液、电极材料电导率降低、传递阻力增大，活性降低，等一系列因素会导致电池容量下降。

        还有很多因素，新型材料的发展应该讲究”实用性“及”普遍性“，目前电池阶段无法做到突破，颠覆性的产品并不会出现，但是量变的累计会不断递增。

纯电动汽车续航未来能否持续大跨度突破？为什么？

       新能源技术突围

       厚度仅有5微米，相当于一张普通打印纸的一半。这种看似白色“塑料布”的隔膜，对于鲤电池的重要性堪比瓣膜之于人体心脏，而隔膜曾一度是我国鲤电产业发展的最后一块“短板”。

       从新能源汽车的发展历程来看，正是在电机、电控、电池“三电”领域掌握了核心关键技术，才让中国新能源汽车在国际竞争中占据优势。

       “正极、负极、电解液和隔膜四大原材料基本摆脱进口依赖，鲤电设备国产化率已达90%以上，其中关键工序的装备国产化率达到80%以上。”日前召开的2023新能源汽车零部件论坛暨动力电池招商大会上，中国工程院院士、北京能源协会会长。

       约占成本40%的动力电池是新能源汽车的核心部分。我国动力电池的材料和新技术应用不断取得突破，形成了从材料研发、电池生产、回收利用到设备支撑的全球产业链最全、规模最大的动力电池产业体系。

新能源电池发展风向标：突破锂离子的束缚，谁将是新技术主导者？

       从产品升级的方面而言，新能源车续航里程的大跨距突破是早晚的事。

       纵览这2年来纯电动汽车型续航里程的提升速率，从刚刚开始的200-300km，到现在的400-500km，纯电动汽车型续航里程早已拥有较急剧的提升。就现在而言，续航里程的提升还存有比较大短板，每家新能源汽车企也在竭尽所能从各个领域突破续航力的吊顶天花板，例如提升充电电池智能管理系统，可靠性设计减少空气阻力，产品研发新能源技术专用型的软件开发平台等，但这种对策难以保证提出问题中的大跨距提升续航里程，较为稳定的是提升充电电池的能量密度，即企业容积充电电池中的用电量，这就牵涉到电池技术的突破。

       以现在使用最普遍的三元锂电池为例子，根据提升三元材料中镍元素的比例来打造出"高镍充电电池"是较为常用的作法，从两年前的5：3：2镍钴锰三者比例变为6：2：2，乃至也有8：1：1的比例，但这三元材料的比例并并不是能无限制的提升，国内的8：1：1比例的三元锂电池由于安全系数缘故一直没法批量生产，缘故就取决于此。而就算镍钴铝比例为8:1.5:0.5特斯拉汽车Model3，其能量密度也只有做到260Wh/kg，早已是现在批量生产车系中最多的，其续航里程也仅仅在500km。

       因此，很多人期待的1000km，2000km的续航力是未来可期的，重要的关键取决于电池技术的突破，怎样提升能量密度，能不能突破新电池技术如石墨烯电池的工艺短板，是将来提升纯电动车续航的头等大事。

电动化、智能化技术突破 比亚迪2020年科技盘点

       现在所有制造新能源车型的汽车制造商都在寻找相同的“圣杯”，一个可以续航将近500公里、充电只需10分钟、不需要庞大的加热冷却系统、循环超过800次（将近40万公里）仍能保持80%充电能力，更重要的是不容易自燃，这是固态电池发展的前景。那么，丰田将为大家带来好消息，官宣明年将准备发布一款上述场景的全新固态电池组原型车。

       你可能不信，但请不要关闭页面，角师傅将所知道的消息与大家分享。

       目前，续航里程和充电时间是电动车发展之路上的最大阻隔，尽管10分钟充电速度还是要比燃油车加油时间多得多，但至少比现在“一个对时充”要快太多了。在这场没有硝烟的战争中，丰田并不是一个人在战斗。就在上周，大众官宣与美国加州QuantumScape公司合作开发出一套全新固态电池，因此大众为其很砸了2亿美元。

       丰田这次和松下合作，目前他们手握超过1000项固态电池的技术专利。日产表示自己也在研发固态电池，并宣称将在2028年带来一款“非模拟”车辆。目前，丰田主要的动作是在氢动力上，下一步他们将推出全新升级款氢动力?Mirai。与此同时，日产也将推出旗下首款纯电SUV——Ariya。

       从目前来看，无论是丰田，还是日产，他们背后都有日本政府支撑着。据统计，日本政府目前正组建一个超过2万亿日元专项基金，用于支持脱碳技术。其中很大一部分用于支持新固态电池组的研发。目前日本两家大型矿业石油公司，三井物产与出光兴产正在建设生产固态电解质的基础设施。

       日本目前正在与时间赛跑，赶在中国、韩国之前推出性能优于现有锂离子电池组的全新一代固态电池组。三星已经宣布研发出一种使用银碳替代锂离子的固态电池组，这款原型固态电池组容量只有现有锂电池组的一般，但续航能力已经超过了500英里（800公里）。

       中国方面，工信部颁布的《中国制造2025》指明：“到2025年、?2030年，我国动力电池单体能量密度分别需达到400Wh/kg、500Wh/kg。”?指标分别对应当前乘用车动力电池单体平均水平170Wh/kg的2-3倍。

       我国正位于第二代向第三代锂电发展的过程中。正极材料的选择上，我国已由磷酸铁锂转向三元，并逐渐向高镍三元发展。负极材料当前产业化仍集中于石墨材料，未来也在向硅碳负极进行过渡。

       写在最后：

       全新一代固态电池组竞赛已经吹响，丰田宣布计划在2021年生产搭载新一代固态电池组的原型车。因此，我们已经知晓全球汽车制造商未来主导研发技术方向在哪里了。

       本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

        每年的12月都是各行各业盘点收获、展望未来的“年终总结月”， 汽车 行业同样如此。作为新能源 汽车 领导者，比亚迪以技术创新自立自强，自主开发出多项实打实的国际领先技术，比亚迪“ 科技 树”早已枝繁叶茂。在极为不平凡的2020年，这棵树又结出了哪些果实？

        刀片电池横空出世，持续引领电动化技术发展

        电动化是 汽车 发明百年来最深刻的变革，而电池安全和续航又是制约电动化发展的首要瓶颈。2020年3月，比亚迪刀片电池横空出世，不仅突破了电池能量密度与安全性的掣肘，还顺利通过了难度堪比登顶珠峰的“针刺测试”，让整个业界为之震撼。

        比亚迪从1995年白手起家，到2008年已经成为全球最大的充电电池制造商，被业界称为“电池大王”。刀片电池的诞生，凝结了比亚迪在动力电池领域近20年的研发和应用经验，集成了比亚迪全产业链的体系优势。最重要的是，刀片电池重新定义了新能源 汽车 的安全标准。

        刀片电池的革新和引领意义获得行业高度认可。在2020年9月举行的世界新能源 汽车 大会上，全国政协副主席、中国科协主席万钢亲手为“高集成刀片动力电池技术”颁发了“全球新能源 汽车 创新技术”大奖。

        首搭刀片电池的比亚迪汉EV今年7月上市以来销量节节攀升，11月销量已突破1万辆。刀片电池的成功，也引得众多 汽车 品牌与比亚迪探讨相关的合作。为提升产能，比亚迪计划在今年年底之前，在生产刀片电池的弗迪重庆工厂新建8条生产线，将年产能目标提升至20GWh以上。

        推出DM-i超级混动技术，快速推动新能源车普及

        比亚迪的新能源技术路线坚持纯电动技术和插电混动技术“两条腿走路”，绝不做“偏科生”。事实上，作为全球插混技术的开创者和领导者，比亚迪DM插电混动车型目前的累计销量已超过40万辆，是全球插混 汽车 销冠，撑起了国内插混 汽车 市场的半壁江山。

        2020年，比亚迪的插混技术同样实现了革命性突破。6月，比亚迪推出了主打“绝对性能”的DM-p技术。采用DM-p技术的汉DM、2021款唐DM都拥有零百加速4秒级的绝对性能，动力性能碾压大排量燃油车，成为同级别车型的性能标杆。

        11月，比亚迪公布了主打超低油耗的DM-i超级混动技术，与DM-p形成双平台战略布局，覆盖各种使用需求。DM-i技术核心部件骁云-插混专用1.5L高效发动机也同期发布，高达43.04%的热效率创下全球量产汽油发动机的新高度，为实现超低油耗奠定坚实基础。

        在2020广州车展上，比亚迪发布了首款搭载DM-i技术的轿车秦PLUS。与同级别车型相比，秦PLUS拥有百公里油耗3.8L、出色的驾驶平顺性等竞争优势，强大的硬核产品力将重新树立家轿技术标准，更快速地推动新能源 汽车 普及。

        提前布局下半场，打造领先的智能座舱和智能驾驶

        如果电动化是 汽车 革命的上半场，那么智能化就是下半场。从电动化到智能化，比亚迪以前瞻视野提前进行了战略布局，其打造的DiLink智能网联系统，正是其面向未来智能化 汽车 时代的入场券。

        2020年8月，比亚迪DiLink 3.0智能网联系统正式发布。新一代系统从用户体验场景出发，打通了手机端和车机端的连接，提供了手机NFC车钥匙、智能语音交互、千里眼模式、云服务智能管家等多项“黑 科技 ”，为用户打造极具实用性的智能座舱体验。

        较早前的4月，比亚迪还推出了集智能、安全与个性化于一体的DiPilot智能驾驶辅助系统。该系统开创性地引入了DiTrainer教练模式，它可根据驾驶行为、路况、天气甚至驾龄等因素评测，选择性开启辅助驾驶功能。DiLink 3.0智能网联系统和DiPilot智能驾驶辅助系统已在比亚迪汉上首搭应用，为用户带来更智慧的豪华旗舰享受。

        比亚迪在技术创新领域的不懈追求和累累成果，吸引了奔驰和丰田与其建立长期合资合作关系，实现了中国 汽车 从技术引进走向技术输出的重要转折。相信比亚迪 科技 树在2020年结下的硕果，也一定会成为比亚迪引领行业不断前行的新动力。

       好了，今天关于“新能源汽车电池技术突破”的话题就到这里了。希望大家通过我的介绍对“新能源汽车电池技术突破”有更全面、深入的认识，并且能够在今后的学习中更好地运用所学知识。