发展电动汽车必须解决好4个方面的关键技术：电池技术、电机驱动及其控制技术、电动汽车整车技术以及能量管理技术。
电池技术 电池是电动汽车的动力源泉，也是一直制约电动汽车发展的关键因素。电动汽车用电池的主要性能指标是比能量(E)、能量密度(Ed)、比功率(P)、循环寿命(L)和成本(C)等。要使电动汽车能与燃油汽车相竞争，关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。
电动汽车用电池经过了3代的发展，已取得了突破性的进展。第1代是铅酸电池，主要是阀控铅酸电池(VRLA)，由于其比能量较高、价格低和能高倍率放电，因此是惟一能大批量生产的电动汽车用电池。第2代是碱性电池，主要有镍镉(NJ-Cd)、镍氢(Ni-MH)、钠硫(Na/S)、锂离子(Li-ion)和锌空气(Zn/Air)等多种电池，其比能量和比功率都比铅酸电池高，因此大大提高了电动汽车的动力性能和续驶里程，但其价格却比铅酸电池高。第3代是以燃料电池为主的电池。燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能，能量转变效率高，比能量和比功率都高，并且可以控制反应过程，能量转化过程可以连续进行，因此是理想的汽车用电池，但还处于研制阶段，一些关键技术还有待突破问。
电力驱动及其控制技术 电动机与驱动系统是电动汽车的关键部件，要使电动汽车有良好的使用性能，驱动电机应具有调速范围宽、转速高、启动转矩大、体积小、质量小、效率高且有动态制动强和能量回馈等特性。电动汽车用电动机主要有直流电动机(DCM)、感应电动机(IM)、永磁无刷电动机(PMBLM)和开关磁阻电动机(SRM)4类。
由感应电动机驱动的电动汽车几乎都***用矢量控制和直接转矩控制。由于直接转矩的控制手段直接、结构简单、控制性能优良和动态响应迅速，因此非常适合电动汽车的控制。美国以及欧洲研制的电动汽车多***用这种电动机。永磁无刷电动机可以分为由方波驱动的无刷直流电动机系统(BLDCM)和由正弦波驱动的无刷直流电动机系统(PMSM)，它们都具有较高的功率密度，其控制方式与感应电动机基本相同，因此在电动汽车上得到了广泛的应用。PMSM类电机具有较高的能量密度和效率，其体积小、惯性低、响应快，非常适应于电动汽车的驱动系统，有极好的应用前景。由日本研制的电动汽车主要***用这种电动机。
开关磁阻电动机(SRM)具有简单可靠、可在较宽转速和转矩范围内高效运行、控制灵活、可四象限运行、响应速度快和成本较低等优点。实际应用发现SRM存在转矩波动大、噪声大、需要位置检测器等缺点，应用受到了限制。
随着电动机及驱动系统的发展，控制系统趋于智能化和数字化。变结构控制、模糊控制、神经网络、自适应控制、专家控制、遗传算法等非线性智能控制技术，都将各自或结合应用于电动汽车的电动机控制系统。
电动汽车整车技术 电动汽车是高科技综合性产品，除电池、电动机外，车体本身也包含很多高新技术，有些节能措施比提高电池储能能力还易于实现。***用轻质材料如镁、铝、优质钢材及复合材料，优化结构，可使汽车自身质量减轻30%-50%；实现制动、下坡和怠速时的能量回收；***用高弹滞材料制成的高气压子午线轮胎，可使汽车的滚动阻力减少50%；汽车车身特别是汽车底部更加流线型化，可使汽车的空气阻力减少50%。
能量管理技术 蓄电池是电动汽车的储能动力源。电动汽车要获得非常好的动力特性，必须具有比能量高、使用寿命长、比功率大的蓄电池作为动力源。而要使电动汽车具有良好的工作性能，就必须对蓄电池进行系统管理。
能量管理系统是电动汽车的智能核心。一辆设计优良的电动汽车，除了有良好的机械性能、电驱动性能、选择适当的能量源(即电池)外，还应该有一套协调各个功能部分工作的能量管理系统，它的作用是检测单个电池或电池组的荷电状态，并根据各种传感信息，包括力、加减速命令、行驶路况、蓄电池工况、环境温度等，合理地调配和使用有限的车载能量；它还能够根据电池组的使用情况和充放电历史选择最佳充电方式，以尽可能延长电池的寿命。
世界各大汽车制造商的研究机构都在进行电动汽车车载电池能量管理系统的研究与开发。电动汽车电池当前存有多少电能，还能行驶多少公里，是电动汽车行驶中必须知道的重要参数，也是电动汽车能量管理系统应该完成的重要功能。应用电动汽车车载能量管理系统，可以更加准确地设计电动汽车的电能储存系统，确定一个最佳的能量存储及管理结构，并且可以提高电动汽车本身的性能。
在电动汽车上实现能量管理的难点，在于如何根据所***集的每块电池的电压、温度和充放电电流的历史数据，来建立一个确定每块电池还剩余多少能量的较精确的数学模型。
现在的新能源汽车有哪些电池分类
新能源三电技术你了解吗？今天就带大家看一下，什么是三电
众所周知，新能源汽车与传统燃油汽车还是有很大区别的，最大的区别应该就是新能源汽车拥有的核心技术“三电”，这“三电”包括电池、电控、电驱动。
先讲第一部分，电池。大家对于电池应该是并不陌生的，他应用于生活中的各个场景，是与化学机械相关的产业。但是“动力电池”却是属于年轻化的产品，在1996年之时，通用首次***用铅酸电池，这也是现代电动汽车的雏形。此后电池经过了历代的发展，从最开始的铅酸电池到现在的锂电池，才短短进行了20多年的发展。
目前在市场上通用的新能源汽车，通常***用了三种电池分别是：磷酸铁锂、三元锂和锰酸锂。这三款电池在汽车领域使用当中，碳酸铁锂跟锰酸锂所占用的比例并不高，这主要是由于安全性的要求。
在许多跨国车企当中，虽然他们没有拥有自己的电芯，但是许多车企却依旧投入大量的资金去研发设计生产电池组件与管理系统，这是为了加强电池的核心竞争力。即使不使用这家的电芯，我们依旧可以换个品牌，照样继续组装设计电池组。
电驱动。电驱动是由三个部分构成的，分别是电机、逆变器和传动机构。目前国内市场上的传动机构都***用单机传送，既没有离合，也没有变速。
在电机方面主要也是由三部分组成的，分别是电子、转子和壳体。电子的作用主要是承担新能源汽车运动相关的所有功能，因此在新能源汽车当中电机，既有正传也有反转。
逆变器，相信大家应该都清楚，这是用于储存交流电的设备。在逆变器领域，日本对此研究的成果还是很深的。丰田在自己的逆变器当中，通过加碳的技术，使产品质量增强，能够支持高电量的电压。
就是电控。跟传统燃油汽车相比，电控相当于燃油汽车的变速箱。它的性能主要是解决电动汽车的加速、起步等性能指标，同时他所面临的情况也是最复杂的，不光要直接处理频繁加速，更要同时兼顾电机启动、电机发电等特殊功能。
有网友可以看出，中国新能源汽车的发展还是处于初级阶段，仅仅掌握了整车控制与三电技术。中国新能源汽车要想未来能走向世界，还是要继续努力呀！
新能源汽车技术学什么？
现在的电动汽车最重要的自然就是电池，并且现在的车企所使用的电池并不都是同一种，所存在的新能源电池还是有很多种的，下面就一起来看看有哪些。
1、铅酸电池
铅酸电池作为比较成熟的技术，因其成本较低，而且能够高倍率放电，依然是唯一可供大批量生产的电动车用电池。但是铅酸电池的比能量、比功率和能量密度都很低，以此为动力源的电动车不可能拥有良好的车速及续航里程。
优点：铅酸电池成本低、低温性好、性价比高；缺点：能量密度低、寿命短、体积大、安全性差。
2、镍镉电池和镍氢电池
镍镉电池（Nickel-cadmium battery，通常简称NiCd，读作"nye-cad"）是一种流行的蓄电池。这种电池以氢氧化镍（NiOH）及金属镉（Cd）作为产生电能的化学品。虽然性能好于铅酸电池，但含有重金属，使用遗弃后对环境会造成污染。
优点：镍氢电池成本低、技术成熟、寿命长、耐用；
缺点：能量密度低、体积大、电压低、有电池记忆效应。含有重金属，遗弃后对环境造成污染。
3、磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池也是一种锂电池，其比能量不到钴酸锂电池的一半，但是其安全性高，循环次数能达到2000次，放电稳定，价格便宜，成为车用动力新的选择。
优点：磷酸铁锂离子电池热稳定佳、安全、成本低、寿命长；缺点：能量密度低、怕低温。
新能源汽车电池“标准化”加速
主要学习：新能源汽车构造、电工电子技术、汽车电控技术、电动汽车、动力电池与驱动电机、汽车新能源与节能技术、汽车检测与故障诊断等。
一、新能源汽车技术专业就业方向：
毕业生可考取中（高）级汽车装配工、汽车维修工、汽车驾驶员（C照）、汽车配件销售员等职业资格证书。新能源汽车技术专业是国家大力发展电动汽车为主的新能源汽车紧缺人才专业，毕业生可到汽车制造厂、汽车4S店、汽车检测站、汽车运输管理等部门从事相关技术服务与管理工作，就业前景较好，发展空间较大。
二、专业培养目标：
培养具备良好的职业道德素质，掌握新能源汽车技术应用必备的基础理论和专业知识，能从事新能源汽车的装配与调试、性能检测、维护和技术管理等工作的高素质技术技能人才。
三、就业前景：
说到行业前景，近期有个很大的喜讯，那就是财政部部长张少春表示，今年要着重抓好五项加快培育新能源汽车工作，首先就是从今年起每年安排10～20亿元资金，重点支持具备条件的新能源汽车产业化以及支持节能汽车技术研发和产业链建设。此外，财政部未来还将在全国大中型城市推广使用混合动力公交车，继续加大25个城市公共服务领域新能源汽车示范推广力度。这表明，新能源汽车扶持政策将加码，国家对新能源汽车的重视与日俱增。自动化专业最对口的单位，以东北大学为例，一般对口给钢厂、电厂、烟厂等大型工业企业的综合自动化控制系统或是物流优化、调度部分等。
说到就业，新能源汽车方面的学生就业率非常高，以北京交通大学为例，本科就业率是100%，一直高于学校其他专业。北京交通大学的新能源研究所有120名研究生，15～16名博士生。其中，60%的学生选择了风电、太阳能方向进行研究，剩下40%的学生选择了电动汽车为研究方向。研究生学生毕业后，有十分之一的学生选择了读博；大部分学生去了相关研究院、研究所，包括航天二院、电科院、铁科院、天津汽研院等；还有一部分学生去了公司，如福田汽车、普天新能源、西门子、华为等等。
既然电动车电池又贵问题又多，各大车企为什么不自产电池？
四大国标助力废旧电池回收，新能源汽车电池“标准化”加速
随着新能源汽车的大力发展，第一批电动汽车的动力电池已经到了报废期，并预计到2020年达到一个高峰。如何处理这些报废的电池，已经是迫在眉睫。而目前对动力电池的回收主要***用梯次利用加上再生处理的方法，但存在着诸多难点。
早在2006年，国家有关部门或多或少地已经注意到电动汽车电池污染以及动力电池回收的问题，并逐年颁布和实施了一些法规。但这些法规大多是方向性的说明，离落地和真正可操作实施还比较远。
随着新能源汽车的升温，废旧电池污染的问题逐渐进入了公众视野。如何消除公众对新能源汽车电池对环境污染的疑虑，新能源汽车是真清洁还是伪环保？关于新能源汽车电池回收的国标制定和颁布在2017年进入了加速期。?
电池拆解（GB/T 33589）
据说该国标从2013年就开始制定，历经了4年时间。主要针对于电池包和电池模组（不包括电芯）如何拆解进行了规定。
国标推荐***用机械或者自动化拆解，同时也对拆解的场地、设备、人员操作、安全性及储存和管理等方面进行了规范。
国标里面也明确，从事电池拆解的企业应该具有相关资质，同时拆解人员应持有职业资格证书（电工证）。
电池规格尺寸（GB/T 34013）
该国标主要对电池单体电芯到模组，再到电池包规定了标准的规格尺寸。
这里要多提一下，为什么需要标准的尺寸？因为电动汽车动力电池的形状、大小，对于电池生产企业甚至是主机厂都有着举足轻重的影响。尽管目前市面上的电池大小不一，但规格尺寸标准化的趋势不可阻挡。所以该国标的出台，备受业内关注。
目前业内开发的动力电池尺寸大多参照德国汽车工业联合会（VDA）的标准，中国出台自己的标准，可以说是比较大的进步。
不过从该国标规定的规格尺寸搭配来看，圆柱的尺寸标准有6种，方形的尺寸标准有125种，软包的尺寸有14种，几乎涵盖了当前主流的动力电池规格尺寸。那么对于企业来说，其实用性就比较弱。有的人认为尺寸还不如只规定一两种。因此该国标发布具体的影响需要今后进一步判断。
电池编码（GB/T 34014）
需要指出，对于电池的编码以及上文中提到的统一规格尺寸，都被国家列为了“紧急”的优先级。
统一的动力电池编码，使得电池追溯性和唯一性有了保障。能够对动力电池生产、维护和溯源、关键参数监控以及回收利用等进行有效的管理。
电池余能检测（GB/T 34015）
电池余能指的是报废后剩余的能量，这是评价电池值不值得回收进行梯次利用的关键。
国标详细规定了对电池进行外观检查、电压判别、充放电电流、余能测试等步骤。
一个国家汽车法规的完善度和成熟度从侧面反映了这个国家汽车的综合实力。节能减排也好，弯道超车也罢，从长远来看，不断出炉的法规，使得新能源汽车的核心零件动力电池，朝着标准化的方向不断迈进。无论是对行业、企业或是个人，都是好事。
最后再多一句，关于电池回收，我们国家于2017年10月向WTO提交了《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》并在公示中。该办法进一步明确了新能源汽车动力电池谁生产制造谁负责回收，保证新能源汽车动力电池梯次利用和安全环保处理。
麻省理工提出全新电池设计，这一研究将增加电动汽车续航里程
目前，国内的动力电池，除了比亚迪自产自销外，不少车企的电池都选择***购第三方。不过随着新能源汽车市场的不断发展，不少车企纷纷选择自建电池工厂。
那么究竟有哪些车企选择涉足电池行业呢，其背后的原因又是什么，电哥今天就给大家好好盘点一下。
特斯拉：新电池技术需要工厂支持
其实早在2020年2月，特斯拉已正式启动“Roadrunner”动力电池自产***，动力电池实现自产以后将带来更低的成本。
特斯拉于2019年收购了加拿大电池制造设备和工程技术研发公司Hibar，以及电池和电容技术研发公司Maxwell，这两家公司都在开发能够实现更好电池质量和更高效生产成本的技术。
毕竟在上个月的特斯拉电池日，马斯克就给介绍了一系列的电池新技术：特斯拉在电池日带来的全新“4680”型无极耳电池，直径48毫米，高80毫米。与国内学术界追求全固态电池不同，它取消了产生很多热能的极耳，解决了高能量密度的散热问题，单个电芯容量提高五倍，放电功率提高六倍；相比于传统电池包，换装成无极耳电池，其续航能增加16％。
关于无极耳电池的生产***，据悉，马斯克表示，4680电池将在工厂的新装配线上量产，2021年底该电池的年产量***达到10GWh。不过，马斯克也承认新电池设计和制造过程尚未完全完成，全面投产还需要三年时间。
当然无极耳电池并不是全部，现阶段马斯克也明确了，会继续与电池合作供应商松下、LG化学和宁德时代保持合作。而动力电池已经从18650电池升级到2170，新的电池由电池帽以及电池的封装套组成，内部有极耳，并且连着卷包装，将电池展开后，有将近1米的封装结构，电芯能量密度提升了50%。
另外特斯拉也根据产品的性质不同，划分了不同的电池技术产品，可以看出磷酸铁锂电池在特斯拉产品序列中的重要性增强了。对于低端车辆和Robotaxi，使用铁电池，看中的是长寿命。等尺寸车型，继续现在的含镍电池。而特别需要高能量密度的，类似Semi和Cybertruck，会使用更高镍的电池。
而这些新技术的落地，没有自建的工厂作为基础，想要真正落地并不是一件容易的事情。
长城：蜂巢能源如何跟巨头们掰手腕
除了特斯拉以外，长城新能源在自建电池工厂的进度也是值得肯定的。
蜂巢能源，在汽车动力电池的研发上有先天的优势，作为出身于汽车制造商的动力电池厂：其车规级的AI工厂，***用更加严格的环境控制，更加严格的毛刺控制，更高水平的金属异物检出率，更高水平的电池自放电检出率，更加完备的制程的追溯系统，全制程的SPC管控，AI智能技术全面应用，更高标准的制程管控。
因此不难看出，蜂巢能源是基于车规级电池设计和制造标准，旨在成为全球独立的动力电池供应商，为全球汽车公司提供服务。
从订单量来看，目前蜂巢已经在给长城的新能源汽车供货，尤其是长城电动汽车专属品牌欧拉：在2019年，欧拉品牌累计销售新车38865辆，实现A00细分市场销量增速第一。有欧拉这样的销量作为保证，蜂巢能源的出货量自然不用担心。
另外在与外部汽车制造商的合作上，目前蜂巢能源已获得PSA集团的正式***购合同，该公司将在未来几年内为PSA旗下车型作各种动力电池设备配套，该项目***购量预计在项目整个生命周期内超过7GWh。
作为从车企中走出来的“电池新势力”，蜂巢能源目前的步子还是走得蛮稳的。
大众：旨在抢占欧洲电池行业先机
此前，大众集团宣布***投资4.5亿欧元（折合人民币35亿元）建立锂电池工厂，预计2020年底开工建设，最早将于2023年开始投产，初始产能为16GWh。
大众官方表示：“工厂完工后将由合资公司Northvolt?Zwei租用，这家总部位于沃尔夫斯堡的公司正在确认工厂建设时间表，预计2020年底开工。”
据悉，大众目前电池主要依靠LG化学、三星、SK创新以及宁德时代等第三方供应商，***购合同金额超过了400亿美元(约合人民币2829亿元)。而此次投资建设的16GWh产能，足够生产32万辆电动车（平均电池容量为50kWh），一旦完工将为大众节省不少成本。
根据海外媒体报道，生产ID.系列的德国兹威考工厂已经于4月23日恢复生产，ID.3每日产能已突破100辆，未来工厂全面复工后，预计年产能将达到33万辆，这意味大众自建电池工厂或将基本满足ID.3的电池供应。
根据大众汽车集团规划显示，未来10年，大众汽车将向市场推出近70款全新电动车，未来基于该集团电动化平台生产的新能源汽车预计达到2200万辆。同时，大众预测，自身仅在欧洲和亚洲对电池的需求量将增加至每年300Gwh以上。另外相比于中国乃至亚洲动力电池企业的百花齐放，欧洲动力电池领域驰名的很少，因此大众选择在这个节点切入到动力电池行业，显然是战略选择的需要。
为什么要自建工厂？
电池作为电动汽车的“心脏”，在整车成本当中，电池的成本占比接近整车的一半，可以说，电池直接关乎电动汽车的发展，但自建电池工厂仅是为了降低成本？显然背后有更深层次的原因。
一个方面来看，自建电池成本也能够快速的提高车辆的产能，以及掌握核心电池核心技术，以成本来看，自己没有建电池工厂的情况下面，对于车辆的生产而言，就离不开电池的***购，以特斯拉model?3为例，纯电动力系统甚至占了整车成本的50%-60%，而其中动力电池又要占到40%以上，由此可见动力电池成本在整车成本当中的比重。自建工厂是可以进一步降低电池的成本，也会带来更多的利润空间。
从另一个方面来看，自建工厂也能够避免因为电池产能不够而导致出行卡住脖子的问题，避免被电池厂商限制产能带来经济的损失。
综上可以看出，自建电池工厂不仅仅是为了降低成本，其还和电池的核心技术有关，再者自建电池工厂也能避免因为电池产能不足带来的问题。
编者总结
事实上，近年来新能源汽车市场已经发生很大变化，与新能源汽车市场协同变化的动力电池市场，也悄然发生着转变。因此无论是守擂者，还是攻擂者，都要把电池技术和电池生产作为重要武器。
起码可以肯定的是，动力电池市场，将重新改写市场新格局，动力电池行业一场新的巨头之争已经拉开帷幕。
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。
众所周知，随着时代的快速发展，新能源汽车会有很大的可能在不久的将来，取代当前的燃油汽车，不过这都是后话。在当前如果要选择一台新能源汽车，想必大家第一个要看的就是续航里程，换种说法就是这台车的动力电池的电量储备，能支持它跑多久。
现在市场上的新能源纯电动车型，大部分的续航里程都在400公里左右，也可以说400公里是纯电动车型的及格线，如果你低于这个成绩，将有很大可能导致销量不佳。反过来说，如果你高于400公里，那么你的销量基本不会差。那么近期有外媒报道麻省理工学院的研究人员，提出了电池的全新电极设计，这一研究会使电池的电量储备获得提升。
大家都知道电极是电池上最重要的部件之一，电池里的电量想要使用，必须要经过电极进行导出和导入，而在这个过程中，当前大部分的电极材料会出现电量逃逸现象，通俗来说就是一块满电的电池过一段时间不用，就会发现它没电了。而麻省理工学院提出的这一全新电极设计，就是为了降低电量的逃逸。麻省理工学院提出了一种电极新概念，在电池循环中，新电极将更依赖于氧的氧化还原能力，避免电量通过电极的金属材料进行逃逸。同时，为了防止氧离子从正极粒子中逃逸，研究人员用熔融盐进行高温表面处理，在富含锰和锂的金属氧化物颗粒表面形成保护层，从而大大减少氧的损失。在相同重量下，当前电极版本至少提高储能50%，而且循环稳定性也更优异。
当然了，这种新电极不仅能提高电池储能，它还减少使用了贵且有毒的镍和钴，***用更加便宜的锰，从成本上看，可能仅为传统电极的五分之一。除此之外，新电极的重量也仅为传统锂离子电池电极的四分之一，这也就说新设计将会大大提高电池的密度，如果将这块新电池放在电动汽车上，它的续航里程也将会远高于当前的电池。
而且这种新电极设计，在安全性方面也会更好，由于该设计放弃使用传统的液体或聚合物凝胶的电解质材料，在电池的充放电循环中，锂离子通过电解质来回移动，***用全固态电解质可能比液体电解质更安全，因为液体电解质具有高挥发性，所以这也是导致锂电池爆炸的根源所在。
到目前为止，该新电极的相关研究尚处于实验室生产阶段，麻省理工学院的研究团队则表明将尽快实现规模化生产。由此我们可以预见，该新电池如果能在不久的将来投入商用，比如在电动汽车领域，那么消费者将很有可能会买到续航里程媲美燃油车的电动汽车！
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。
标签： #电池
