新能源汽车关键技术及发展趋势论文_新能源汽车关键技术

2024-07-13 14:17:32

1.新能源其中三项前沿技术

2.将电池分解，看看别克微蓝新能源到底有何技术？

3.新能源汽车关键技术有哪些

4.新能源汽车的核心技术

5.知识科普，新能源汽车的关键技术有哪些

6.新能源其中四项创新技术

7.2021纯电动汽车有哪些技术突破？

8.新能源汽车核心技术解读

9.新能源车三大技术，你知道多少呢？

新能源其中三项前沿技术

新能源汽车关键技术及发展趋势论文_新能源汽车关键技术

新能源其中三项前沿技术

1.智能驾驶感知计算平台技术

智能驾驶感知计算平台是实现汽车智能化的基础，是机器替代人的眼睛识别外部环境，迈向无人驾驶的前提。智能驾驶感知计算平台基于车载人工智能计算处理器和视觉算法的深度融合优化，利用先进的车载视觉传感器、雷达等感知设备，支持针对复杂场景的细粒度、结构化的语义感知，对高度可扩展、模块化的三维语义环境重建以及透明化、可追溯、可推理的决策和路径规划。满足不同场景下高级别自动驾驶运营车队以及无人低速小车的感知计算需求，支撑L3及以上级别自动驾驶技术突破和应用示范。

2.高功率密度硅基氮化功率模块技术硅基氮化稼功率模块具有较低内阻，较高功率密度，较高效能和良好高频切换特性等优点。以上性能可提高功率模块的散热性能，跟传统硅基组件相比可提高30%以上的效率，在应用上有很大的优势，可以有效减少驱动逆变器系统体积，降低系统成本。受限于单颗芯片输出电流较小，暂时无法使用于车用驱动逆变器。但通过芯片并联与应用高导热键合材料来降低热阻提升整体电流输出，可以实现高功率密度和每相可输出350A大电流的高功率硅基氮化功率模块。目前，硅基组件中MOET无法耐高压、IGBT开关切断速度不够快造成能量的损失较大，随着硅基氮化成本的降低，未来在车载充电机。

3.扇形模组轴向磁场轮电机技术扇形模组轴向磁场轮毅电机是具有扇形模组定子绕组、制动盘和电机转子一体化设计的新型轴向磁场电机。应用到乘用车上能有效降低轮毅电机的簧下质量，能有效结合液压制动以保证车辆制动安全性，能避免与现有车辆底盘悬架零部件的运动干涉。关键技术涉及扇形模组定子绕组设计封装技术、制动盘和转子一体化设计制造技术、电磁和机械耦合的NVH技术、扇形模组电机的控制技术。应用该技术可以形成独立转向的驱制动一体化零部件，可以形成分布式驱动系统和混合动力系统。

将电池分解，看看别克微蓝新能源到底有何技术？

大约在2014年前后，国内逐渐涌现出一批新兴的新能源造车企业，如今几年时间过去，能存活下来的似乎也不剩几家，还有很多仅是只闻其“声”，不见其“车”。纵观原因，除资金不足等因素的影响外，还有一个关键点，当然就是技术的研发不到位?，而对于新能源车来说，动力电池研究则是逃不过的一项大关。

动力电池系统作为新能源汽车的“心脏”，其不仅决定了一辆车的性能如何，还代表着车企对于电池生产制造技术的研究成果。通用这一老牌车企，在新能源领域也早已摸爬滚打了数十年，究竟研究进度如何？有哪些核心成果？安全性是否得到保障？这些都是消费者关注的。口说无凭，直接进厂参观方可探知一二。

湃客此次前去“探厂”，主要针对别克微蓝7与微蓝6?PHEV动力电池系统的研发、实验以及生产制造过程进行了实地参观。先来简单回顾下两款车型，两车均于今年7月上市销售，其中微蓝7纯电动SUV搭载55.6kWh的电池组，续航里程为500公里；微蓝6插电式混合动力车型则用1.5L自然吸气发动机+双电机的动力组合，电机总功率达131kW。

两车搭载的模块化高性能三元锂电芯，是上汽通用汽车在LG化学技术方案的基础上进一步优化专属配方和设计得来，其能量密度更高，寿命也更长，同时具有更好的温度适应性。

通用汽车在美国和中国都有独立的电池实验室，当中设立了自己的电池试制生产线，用于电池原型开发和各类型的试验认证。上汽通用汽车动力电池系统发展中心于2015年在上海浦东金桥成立，是通用汽车全球第二家及北美之外第一家电池装配中心，与通用全球同步专攻电池系统的设计、研发、测试、生产等，规划产品线覆盖轻混、全混动、插电混动（含增程式）、纯电动等全系新能源车电池组。

在上汽通用电池实验室，湃客看到了电池模组的具体构造，从一块小小的MINI堆垛单元到一整块动力电池模组，都需要经过研究人员无数次的测试。据悉，微蓝7和微蓝6?PHEV的电池通过挤压、碰撞、浸泡、火烧、过充、过放、短路、盐雾等10余类极限试验，并在温差范围-40℃~85℃的环境舱下，模拟极热、极寒、高海拔地区的使用工况，确保电池结构安全。电池组还会经历涵盖机械、热力学、电气、寿命、性能等各个方面百余项系统与整车测试，确保电池组在更长生命周期使用过程中的安全性。

此外，别克微蓝7的电池组在电芯间使用泡棉隔绝散热，缓解电芯后期充电时的膨胀；在电芯框架与散热片使用长螺栓紧固，保证电芯的堆叠稳定性。?

两款车的电池技术亮点在于通用汽车专属的电芯级智能温度管理系统以及安全系统上。由于两款车各自的结构、造型、性能和其他需求不同，在以上系统的设计中会有所调整，不过整体思路较为相似。

微蓝7在每两片电芯间布置一块导热片，导热片直接与电池组底部的水冷结构相连，可根据电池工况实现主动冷却或加热，从而保证温度均一性和低温放电性能。同时，电池组底部的水冷结构的进出水管用双流道蛇行设计，电池组在-35℃~55℃的环境温度下可依然保持稳定的工作性能。

微蓝6?PHEV电池组搭载通用汽车专利的片层液冷技术，每两个电芯之间都夹有带毛细液冷管道的导热片，厚度仅为0.2毫米，冷却液可在毛细管道里流动，更高效地加快热量的传导。另外，其环境温度适应范围也在-35℃到55℃之间。

新能源车的防水、防火性能一直受到关注，尤其是入夏以来，不断有新能源车发生自燃事故，再加上今年的“水患”，让消费者更看重车辆的安全防护程度。微蓝7和微蓝6?PHEV的电池包达到IP67级的密封等级，可在水下1米浸泡30分钟，保障了车辆涉水时电池组的安全运转。

值得一提的是，微蓝7电池包底部还用带加强筋的钢制托盘设计，在受到碰撞时能够保护内部电池组不受挤压，从而最大程度上减小了自燃的风险。除电池托盘外，微蓝7车身还用高性能BFI一体化车身结构，高强度钢材应用比例高达78%，在A柱、B柱、铰链柱内板、雪橇板、前后纵梁等地方都使用了抗拉强度达到1500Mpa的超高强度热成型钢（PHS）。

别克微蓝6?PHEV前舱中的高压线束均用横向出线，保证在碰撞中高压线束的完整，同时，高压线束的连接部分用二次锁结构，避免高压线的松脱及误触碰。此外，其双重冗余的主动断电功能，能在碰撞后1秒内断开继电器、5秒内完成主动放电电压降低到60V以下（国标要求为60s），并可在车外强制关闭高压系统和气囊系统。

整个电池组生产车间的总员工人数相对来说并不多，这也是得益于自动化操作的引入。电芯和模组的上料、装配、运输和电池模组测试的全线工艺操作全部由机器人或机械手智能完成，自动化率达到100%，可靠性大幅提升。

当然，车间数字化率也较高，每一个关键零部件在装配过程中实现数据实时集、监控和预警，在确保生产有序进行的同时，还能完整追溯产品信息，这些“”将保留2年以上。

在生产线当中，湃客还注意到一处不同于普通熔焊的机械场地，询问得知这是超声波极耳焊接装置，其较熔焊来说，不会对半导体等材料引起高温污染及损伤，减弱了极耳撕裂风险。该项技术由工业机器人在视觉系统引导下准确定位，自动操纵超声波焊接头，完成电芯正负极极耳的焊接，使电池模组形成通路。

在电池装配环节，将分电芯、模组和电池组三个级别，都需要分别进行功能性、电性能和电气绝缘等安全检测和评估。为确保别克微蓝6?PHEV的片层液冷导热片和微蓝7的液冷回路系统中没有漏点，在模组装配线还会用质量流量法进行泄露测试。至此，一套完整的动力电池模组即装配完成。

本次“探厂”的过程较为急促，只用一天时间没有办法深入了解上汽通用的动力电池技术研究成果，不过湃客通过实地进厂参观，能够感受出微蓝7和微蓝6?PHEV这两款车在电池研发方面确实投入颇多。同时，湃客认为也有一些不足之处，比如现场工作人员透露两车的电池组每日产量仅在30-60台左右，这一生产能力在未来销量提升的情况下仍需进一步提高。

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。

新能源汽车关键技术有哪些

新能源汽车关键技术有是：

1、汽车的电池；

2、汽车的电机；

3、电控系统。因为这就是新能源汽车最重要的三电系统,电池就是汽车的动力电池,影响着汽车的续航里程和充电速度。新能源汽车是指用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。

新能源汽车的核心技术

VCU是新能源汽车的大脑，它通过对来自油门、刹车踏板、档位等位置的信息进行分析判断驾驶员的意图。VCU还检测车辆的速度、文图、电量、电压等信息，并根据车辆各项参数向车身的动力系统、电池系统等发送控制指令，指挥车辆行驶。该控制器对汽车的正常行驶、整车上下电管理、挡位管理、扭矩控制、附件控制、故障诊断与处理等功能起着关键作用。

MCU是新能源汽车特有的核心功率电子单元，是电动机的大脑。它在接收到VCU的车辆行驶控制指令后，及时控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶。实现把动力电池的直流电能转换为所需的高压交流电、并驱动电机本体输出机械能。

BMS是新能源汽车的三大核心技术之一，它是新能源汽车电池系统正常工作、提高电池寿命并保证新能源汽车安全的关键技术。由于BMS的存在，当新能源汽车大电池出现早期损坏、过热、过载等情况时，及时保护电池并向司乘人员报警。

知识科普，新能源汽车的关键技术有哪些

科普新能源汽车的关键技术有哪些

众所周知，动力电池是新能源汽车的能量来源，现在的汽车动力电池里，镍氢电池即将被淘汰，铅酸电池依靠保有量在支撑，所以现在锂电池是最重要的。数码电子产品对锂电池的安全性要求较低，钴酸锂电池最适合3C行业，特斯拉用这类电池也是为了得到较强的续航能力，安全性较低。锰酸钾电池因为其特性占据动力电池市场最大的市场占有率，虽然其能量密度不及钴酸锂以及三元锂，但是其他综合性能较为出色。

全球动力锂电池领域的新星莫过于三元锂电池，其拥有比钴酸锂电池更高的能量密度，成本更低，安全性较高。电驱涵盖传动机构以及电机，还有逆变器。现在全球的电动汽车传动机构都是单机减速，没有离合，没有变速。未来各电动汽车企业将在传动机构上增加复杂性，降低对电机以及电机变阻器的要求，也就是提高性能，降低制造成本。

电机涵盖三部分，分别是定子以及转子，还有壳体。转子也就是新能源汽车的主驱动电机，承担了新能源汽车运转的所有功能。新能源汽车的电机有正转以及反转，正转就是向前行驶，反转就是倒车新能源汽车电机的效率以及性能最重要。

新能源其中四项创新技术

1.一体化大功率燃料电池系统技术一体化大功率燃料电池系统技术通过用超薄金属双极板、低Pt催化剂、空气侧无外增湿及智能控制策略，有效缩小了燃料电池系统体积，降低成本。搭载该技术的燃料电池系统功率可达到92kW，体积功率密度956W/L，贵金属Pt载量为0.35mgPt/cm2，可应用于乘用车和商用车双平台，尤其是能满足作为未来重点发展方向的中重型货车功率的需求。同时，该技术通过建立质子交换膜中水含量状态的在线智能检测与控制策略优化，实现-30C的无热源的低温启动，可补足目前纯电动技术在寒冷区域应用不足的空白，形成优势互补局势。

2.800伏碳化硅逆变器技术该逆变器技术的核心是开发和应用了Viper电源开关。该开关高度集成了双面散热技术，并将原来的硅质绝缘栅双极晶体管(IGBT) 电源开关更换为了碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(MOET) 开关。与前几代逆变器相比，可以减少40%的重量，缩小30%的整体尺寸，提高25%的功率密度，同时可以减少最高70%的开关损耗。该技术下的逆变器可以赋能电压高达800伏的电气系统，相比如今最先进的400伏系统，因重量和损耗的较少，它可以提升电动汽车(EV)的行驶里程并将充电时间缩短一半。

3.基于异腾AI的自动驾驶云服务技术华为自动驾驶云服务HUAWEIOctopus基于“异腾910”AI芯片和AI训练平台，通过软硬件加速，自动分析算法、并行仿真等技术实现车云协同的自动驾驶数据快速闭环,Octopus提供数据、训练和仿真三大服务。Octopus突破了真实世界时空的约束，在仿真空间更高效地运行算法，快速得到算法里程数据和性能评测数据，旨在降低自动驾驶开发门槛，让自动驾驶开发变得更智能、更高效、更便捷。

4.车用金属双极板燃料电池电堆技术

通过开发宽电流适应性膜电极、高效流体分配金属双极板和自调节集成化电堆结构，实现了燃料电池电堆的高比功率和高可靠性，电堆功率密度达到4.2kW/L，并完成了电堆及其关键部件的工程化开发，成功通过38项车规级验证。经电堆、发动机台架及整车的振动试验、环境标定试验、碰撞试验以及路况测试表明:金属双极板燃料电池电堆可以满足全天候环境车用要求，为氢燃料电池汽车的商业化应用提供了关键部件和技术支撑。

2021纯电动汽车有哪些技术突破？

在很多方面纯电动汽车技术都取得了突破：

1、获评前沿技术的技术为：新能源汽车用超级铜线

2、基于AI算法的电池热失控云端预警技术

3.、无线智能网格网络的电池管理系统

4.、高转矩密度重载电动轮系统关键技术

5、高效质子交换膜电解制氢技术

6、获评创新技术的所属企业与具体技术为：中国第一汽车集团有限公司的超高性能永磁同步电驱系统关键技术

7、中国汽车技术研究中心有限公司的动力电池热失控热扩散测试技术

8、特斯拉公司的优化热源的电动汽车热泵技术

9、宁德时代新能源科技股份有限公司的多功能复合集流体技术

10、华为技术有限公司的大阵列高分辨毫米波雷达

11、地平线公司的基于高效能AI芯片的车载智能交互解决方案

12、蜂巢能源科技有限公司的动力电池正极材料无钴突破性技术

13、特来电新能源股份有限公司的面向电动汽车超大规模接入的充电网技术

14、上海氢晨新能源科技有限公司的重型商用车大功率金属极板燃料电池电堆技术

“全球新能源汽车前沿及创新技术”是首个面向全球新能源汽车技术领域的评选，评选工作由28位国内外在新能源汽车整车、关键零部件及材料等科技创新领域有重要建树、学术上有较深造诣的科学家及知名专家组成的世界新能源汽车大会科技委员会具体负责。该评选是世界新能源汽车大会的重要同期活动，旨在准确把握全球新能源汽车在前沿技术研究及创新技术应用方面的最新进展，促进国内外关键技术的合作与交流，引导新能源汽车核心技术的加速突破。评选结果在每年的世界新能源汽车大会上向全球发布，此前2019年、2020年连续两年举办，受到了行业内外的高度关注。

新能源汽车核心技术解读

新能源汽车的核心一定不是体现在自动驾驶、智能座舱、内饰屏幕，真正体验车企造车技术的是三电系统——“三电”（电池、电控、电驱动）。

一、电池

现阶段电池仍旧是新能源汽车整车成本占比最高的一项大约在40%左右。

动力电池在新能源汽车上一般又称为动力蓄电池，是指为电动汽车动力系统提供能量的蓄电池，主要用于接受和存储由外置充电装置和制动能量回收装置提供的电能，并通过高压配电系统为驱动电机、电动空调压缩机、PTC 加热器等高压用电设备提供电能。?关乎到汽车的续航里程及行车安全等等诸多方面。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、三元锂、钴酸锂、锰酸锂以及镍氢电池等。

先来了解下影响电池使用性能的几个主要参数：

正极材料的稳定性：直接影响到电池的安全性能，乃至整车的安全性能，这也就不难解释某某品牌的电池自燃现象了。

能量密度：电池的能量密度分为质量能量密度和体积能量密度。质量能量密度是指电池单位质量所能输出的电能。体积能量密度是指电池单位体积所能输出的电能。很显然能量密度越大，同样体积或质量的电池能够携带的电能就越多，也就是说续航里程就越大。另外还有一个功率密度，衡量的是电池的瞬间放电能力，功率密度越大，放电能力越强，车辆的瞬间加速能力越好。

所以能量密度不够高也是目前阻碍新能源汽车发展的一个很大原因。

目前市面上常见车型电池类型选用情况：

通过车企对动力蓄电池的选择也可以间接反应出各车企的追求目标和发展思路，有些更加注重续航里程，有更好的续航体验；有些车企更加注重行车安全，更加注重安全第一的理念。

目前市场主要是磷酸铁锂与三元锂之争，其他已经基本被乘用车淘汰。

二、电机

驱动电机是电动汽车驱动装置的核心部件，应用于各种电动汽车上。驱动电机的性能直接影响到整车性能。

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。它承担了与新能源汽车行驶相关的所有功能。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。并且还要有很广的调速范围，在能量回收工况时可充当发电机来用。

目前常用的驱动电机有三类：直流电机、永磁同步电机、交流感应（异步电机）电机。

其性能差异对比如下图：

直流电机

直流电机应用非常广泛，上图这种相比大家都不陌生吧

缺点在于：效率低、质量大、体积大、可靠性差。新一代电动汽车已经淘汰该电机

感应电机

感应电机和永磁结构是相似的，本质都是通过电磁感应原理产生电流。它们最主要的差别就在于转子，一个有磁，使用永磁材料，一个没有磁，通常使用铝或铜材料。

感应电机抗高温性能强，环境适应性更加佳，感应电机虽然最高效率小于永磁电机，但是平均效率表现得更好。不过缺点在于感应电机不容易控制，在研发成本上是增加的，不过在原材料成本上要小于永磁电机。

永磁电机

永磁电机转子的磁场是由永磁体产色的，避免了因生磁导致的电能损耗，而且尺寸和质量偏小，布置相对灵活。

缺点有高温退磁风险（考验电机散热能力），空载损耗略高。

不过现在的一些4驱或者双电机性能取向的车型，会用两者搭配的方式。因为四驱的电动车架构下当不需要那么高的性能时可以仅让一个电机工作但永磁同步电机由于存在永磁体空载时会产生反拖滞阻碍车辆行进异步电机没有永磁体空载时没有反拖滞，所以永磁同步电机空载损耗会高于异步电机。

因此四驱的动力要实现近两驱的能耗就需要“同异”搭配，效率最大化。

电动车极限的动力输出日常使用频率较低在日常行驶低负荷工况下以永磁同步电机驱动为主处于随动的状态，实现近两驱的能耗。在加速工况下双电机最大输出实现四驱的动力，可以给整车带来更好性能体验和综合能耗。

机械传动装置：

机械传动装置是将电机输出机械能传递给车轮的装置。因为电机一般都具有较好的调速性能，现在的机械传动装置一般都是固定速比的减速机构，不再需要变速器，没有什么技术难度，不做太多介绍。（下阶段的2/3挡电动车专用变速箱其实也取决于车企想不想做和划不划算做而已）

目前电机和机械传动装置基本是机电集成一体化的，可以做到传动效率更高，可靠性更好，质量更轻，体积更小。

三、电控

电控部分基本相当于车辆的神经中枢，相当于人类的大脑，起着控制整车运行的作用。

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。同时，电控系统面临的工况相对复杂：需要能够频繁起停、加减速，低速/爬坡时要求高转矩，高速行驶时要求低转矩，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，实现轻量化、低成本，适应有限的车内空间，同时要具有能量回馈能力，降低整车能耗；

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整车企业和零部件企业仍是少数!

最后，国内绝大部分自主品牌仅掌握了整车控制器与三电集成技术，对三电零部件技术却仍是处于落后的阶段，毕术不是一蹴而就的。而合资品牌方面，没有电芯是它们唯一的软肋，他们更多的通过自己设计电池组与电池管理系统，进而掌握动力电池技术弥补了这个缺陷。

未来随着新能源汽车技术的不断进步，技术瓶颈将逐个被突破，那时的新能源汽车的续航问题，安全问题，充电问题，成本问题都不会再成为车主朋友和车企关心的问题，届时的新能源汽车也会变得更加成熟，市场占比更加广泛。

新能源车三大技术，你知道多少呢？

第一个关键技术是它的电池。新能源汽车电池目前主要分为五种，分别是：磷酸锂电池、磷酸铁锂电池和氢电池；三元锂电池是磷酸烯电池，后边普遍用的是磷酸铁锂电池，还有三元锂电池。

第二个关键技术是它的电机。它的作用是将电能转化为机械能，为车辆提供制动能力的装置，可以说是电动汽车驱动的关键执行结构。目前电动汽车使用的电机一般包括：DC电机和交流感应编机，用磁电机和开关磁组电机。