文/本刊記者 喜崇彬

作為新能源車輛分支之一的新能源物流車，與傳統(tǒng)燃油車最大的區(qū)別在于三電系統(tǒng)，即：電池、電機(jī)、電控系統(tǒng)。而作為新能源汽車技術(shù)核心的三電系統(tǒng)，還處于技術(shù)快速發(fā)展和迭代階段，這給整個(gè)新能源車產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來巨大機(jī)遇，同時(shí)也帶來了極大的挑戰(zhàn)。

驅(qū)動(dòng)：三大主流技術(shù)

新能源汽車驅(qū)動(dòng)技術(shù)大體分為三種：插電、純電、燃料電池。

插電式混合動(dòng)力汽車（Plugin hybrid electric vehicle，簡稱PHEV）是新型的混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。區(qū)別于傳統(tǒng)汽油動(dòng)力與電驅(qū)動(dòng)結(jié)合的混合動(dòng)力，插電式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)原理、驅(qū)動(dòng)單元與電動(dòng)車相同，唯一不同的是車上裝備有一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。插電式混合動(dòng)力汽車與普通混合動(dòng)力汽車的區(qū)別：普通混合動(dòng)力車的電池容量很小，僅在起/停、加/減速的時(shí)供應(yīng)/回收能量，不支持外部充電，不可純電模式下較長距離行駛；插電式混合動(dòng)力車的電池相對(duì)比較大，支持外部充電，可以純電模式行駛，電池電量耗盡后再以混合動(dòng)力模式（以內(nèi)燃機(jī)為主）行駛，并適時(shí)電池充電。但是，從行業(yè)認(rèn)同的角度來看，以純電和燃料電池驅(qū)動(dòng)的車輛更被認(rèn)可為“正宗”的新能源車輛，插電混動(dòng)技術(shù)在有的地區(qū)不被認(rèn)可，例如北京就沒有允許插電混動(dòng)車進(jìn)入新能源車補(bǔ)貼目錄。當(dāng)然，插電混動(dòng)無論從技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)應(yīng)用來看仍具有十分重要的價(jià)值，但目前該技術(shù)主要應(yīng)用在乘用車上，在新能源物流車輛上應(yīng)用較少。

青海比亞迪鋰電池和材料生產(chǎn)及回收項(xiàng)目簽約儀式

新能源汽車應(yīng)用的燃料電池通常指氫燃料電池，是以氫氣為燃料作為負(fù)極，用空氣中的氧作為正極，通過氫氧的燃燒反應(yīng)直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽鳛檐囕v的驅(qū)動(dòng)力。以氫燃料電池作為能源的車輛充氫時(shí)間短，續(xù)航里程長。以豐田今年新發(fā)布的一款氫燃料電池乘用車Mirai為例，充滿電池僅需3分鐘，續(xù)航里程達(dá)600公里，甚至可以和傳統(tǒng)燃油車媲美。而且燃料電池汽車的排放物只有水，真正實(shí)現(xiàn)了零污染零排放，是一項(xiàng)十分先進(jìn)的新型技術(shù)，因此受到很多國家的重視，包括中國。

以目前我國的補(bǔ)貼政策，每臺(tái)燃料電池物流車可獲得國家補(bǔ)貼和地方補(bǔ)貼共計(jì)高達(dá)100萬元，基本能覆蓋成本，具有巨大的營銷優(yōu)勢(shì)。但是燃料電池車輛的發(fā)展受到兩個(gè)因素的制約：第一是技術(shù)瓶頸。燃料電池技術(shù)有很高的門檻，在我國處于起步階段，量產(chǎn)方面更是幾乎空白。燃料電池所有核心專利都基本在國外，國內(nèi)目前只掌握一些集成應(yīng)用的專利，即便如此可以做集成的企業(yè)國內(nèi)也只有少數(shù)幾家。此外國內(nèi)量產(chǎn)企業(yè)及技術(shù)人員也相當(dāng)缺乏。第二是燃料電池配套體系昂貴，成本建設(shè)周期很長。制氫和充氫站是一套全新體系，要建設(shè)足以支撐燃料電池車運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)體系，是一個(gè)龐大的工程。而且氫屬于化學(xué)性質(zhì)活躍的物質(zhì)，其存儲(chǔ)和運(yùn)輸?shù)陌踩珕栴}也需要考慮。

另外一種新能源汽車驅(qū)動(dòng)技術(shù)就是純電蓄電池技術(shù)。純電蓄電池本身也存在多條技術(shù)路徑同時(shí)發(fā)展的問題，而且技術(shù)迭代較快。但是隨著材料技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)能力提升，純電蓄電池能量密度越來越高，成本持續(xù)下降。從配套體系建設(shè)考慮，與燃料電池相比，純電動(dòng)汽車的充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)十分簡單。電能屬于通用性能源，在人們生活的范圍幾乎隨處可取，在建設(shè)充電站和充電樁時(shí)，只要考慮電容和電壓穩(wěn)定問題就可以了。因此，純電已成為我國最主流的新能源汽車驅(qū)動(dòng)技術(shù)。

電池：三元鋰電池漸成主流配置

新能源汽車電池制造是與化學(xué)、機(jī)械、電子控制等領(lǐng)域密切相關(guān)的一個(gè)新興行業(yè)。電池的關(guān)鍵在電芯，電芯最重要的材料便是正負(fù)極、隔膜、電解液。目前市場(chǎng)上主要的蓄電池包括鎳氫電池、鉛酸電池和鋰電池。

鎳氫電池是較早期應(yīng)用技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是安全、可靠，缺點(diǎn)是能量密度低，因此主要應(yīng)用在混合動(dòng)力車型。鉛酸電池，優(yōu)點(diǎn)是便宜可靠，缺點(diǎn)是能量密度低，生產(chǎn)過程污染大，主要在早期電動(dòng)車型中應(yīng)用較多。

鋰離子蓄電池，是目前主流電動(dòng)車動(dòng)力電池，其優(yōu)點(diǎn)是容量密度大，缺點(diǎn)是成本高。鋰電池根據(jù)正極材料不同，又分為細(xì)分的電池類型，如磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、三元鋰、高鎳三元、鈦酸鋰等。鋰電池主要性能指標(biāo)包括：正極材料穩(wěn)定性、循環(huán)壽命、容量、價(jià)格。目前新能源汽車動(dòng)力電池市場(chǎng)上，磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池兩分天下，而鈦酸鋰跟錳酸鋰應(yīng)用比例不高。對(duì)安全性要求更高的電動(dòng)客車市場(chǎng)，磷酸鐵鋰應(yīng)用更多;對(duì)能量密度要求更高的乘用車市場(chǎng)，三元鋰占比更高;新能源物流車市場(chǎng)配裝三元鋰電池的車輛占比越來越高。

新能源汽車動(dòng)力電池制造是非?！澳贻p”的技術(shù)。1996年通用推出EV-1采用的是鉛酸電池，它是現(xiàn)代電動(dòng)汽車架構(gòu)雛形。從鉛酸電池到日系混動(dòng)的鎳氫電池，再到現(xiàn)在流行的鋰電池，也才20多年；從時(shí)間角度分析，與發(fā)動(dòng)機(jī)相比，動(dòng)力電池還有很大成長空間。目前，大部分自主品牌主機(jī)廠都沒有自己的電芯與電池組設(shè)計(jì)能力?？鐕嚻箅m然沒有自己的電芯，但是卻堅(jiān)持自己設(shè)計(jì)生產(chǎn)電池組件與管理系統(tǒng)，這是為了加強(qiáng)自身動(dòng)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(gè)電芯品牌照樣能夠設(shè)計(jì)電池組，核心技術(shù)還是掌握在自己手里。物流車主要用于商業(yè)運(yùn)營，具有生產(chǎn)工具的屬性，其購買和使用成本成為客戶最關(guān)注的問題。因此，物流車配裝電池除了考慮電池本身的品質(zhì)，對(duì)性價(jià)比也十分敏感。

新能源電池生產(chǎn)車間

新能源汽車電池及電控系統(tǒng)

表：2018年重點(diǎn)電池企業(yè)物流車配套情況

電機(jī)：技術(shù)成熟但仍需創(chuàng)新

在汽車制造體系中，電機(jī)是個(gè)很成熟的零部件。目前，新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要采用以下兩類，交流異步電機(jī)和稀土永磁同步電機(jī)。異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固耐用、成本低廉，主要應(yīng)用在電動(dòng)客車、電動(dòng)專用車與部分廉價(jià)電動(dòng)乘用車；永磁同步電機(jī)具有較高的功率密度和效率以及寬廣的調(diào)速范圍，成本比異步電機(jī)略高。從今年工信部發(fā)布的第四批《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》中的32款新能源乘用車來分析，永磁同步電機(jī)配套車型達(dá)25款，占比78.13%。目前，市場(chǎng)上生產(chǎn)電機(jī)的廠家很多，一方面是由于電機(jī)市場(chǎng)處于早期競爭階段，參與競爭的企業(yè)很多；另一方面也說明電機(jī)技術(shù)含量不高、同質(zhì)化嚴(yán)重。電機(jī)雖然成熟、簡單，但是目前大部分主機(jī)廠還不具備設(shè)計(jì)生產(chǎn)電機(jī)的能力，以外購電機(jī)為主，這就造成電機(jī)性能同質(zhì)化嚴(yán)重，也阻礙了整車性能與綜合產(chǎn)品力的提升。但是，對(duì)于那些有電機(jī)設(shè)計(jì)與生產(chǎn)能力的廠家來說，卻是機(jī)遇。比如通用，剛剛上市的別克VELITE 5就采用了條形繞組的電機(jī)，條形繞組的電機(jī)工藝更復(fù)雜、成本更高，但是性能更強(qiáng)、NVH（噪聲、振動(dòng)、聲振粗糙度）克服更好；還有比亞迪在K9車上采用的后驅(qū)輪邊電機(jī)，采用電子差速算法對(duì)車輛的運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化控制，解決了K9早期出現(xiàn)的磨胎問題。

LG新能源電池南京生產(chǎn)基地揭牌

新能源車電控更加復(fù)雜

汽車制造行業(yè)的電控，廣義上包括有整車控制器、電機(jī)控制器與電池管理系統(tǒng)等，和其它輔助系統(tǒng)；狹義上的電控專指整車控制器。對(duì)于一般的主機(jī)廠來說，真正掌握的只有整車控制器，新能源汽車整車控制器與傳統(tǒng)汽車的整車控制器差別并不是很大，它的成熟度也比較高。但是新能源汽車的“電控”較多，還有電機(jī)控制器與電池管理系統(tǒng)等，這些控制器通過CAN網(wǎng)絡(luò)等來通信。整車控制器比較好理解，主要是采集油門、制動(dòng)踏板等各種信號(hào)，并作出相應(yīng)判斷與給出指令，在新能源汽車上還要協(xié)調(diào)各個(gè)控制器的通信；電機(jī)控制器的作用主要是接收整車控制器的扭矩報(bào)文指令，進(jìn)而控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)動(dòng)方向，另外，在能量回收過程中，電機(jī)控制器還要負(fù)責(zé)將驅(qū)動(dòng)電機(jī)副扭矩產(chǎn)生的交流電進(jìn)行整流回充給動(dòng)力電池；相比前面兩個(gè)控制器，電池管理系統(tǒng)相對(duì)比較“年輕”，其主要功能包括：電池物理參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、在線診斷與預(yù)警、充放電與預(yù)充控制、均衡管理和熱管理等。新能源汽車電控技術(shù)不僅需要完成駕駛員操作意圖解析及傳遞、主回路能量優(yōu)化控制功能，而且還延伸到了電動(dòng)輔助部件控制及其能量使用優(yōu)化管理、整車級(jí)安全管理控制、網(wǎng)絡(luò)信息管理控制等。