聚焦：纯电动汽车的发展趋势和存在问题

来源：漆包线专家

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将要被淘汰的技术？

1、混动还有戏吗？

从汽车零配件巨头博世出售启发电机部门，特斯拉中国工厂搅局，到丰田开放混动专利，显然，对于这些巨头来说，纯电动汽车的发展趋势已经十分明了。

混合动力作为燃油车往电动汽车过渡的产品，已经完成了它的使命，即使在过渡期内仍然可以存续10年左右的时间，但是已经不可能有其他车企再投入巨资进行研发，如果还有人往混动砸钱，无异于往大海里面扔沙子，连浪花都不会激起一朵。对于仍然想推动混动技术在中国发展的一部分人，非蠢即坏。

2、增程式的宿命

从燃油到纯电，中间夹了个混动，而混动到纯电，中间还有一个增程式。燃油是一个时代，纯电也是一个时代，混动可以算得上是两个时代的分界线的大类。

而增程式，在这快速迭代的时代，只是一朵小小的浪花。从技术角度来看，增程式确实可以解决纯电续航的痛点，可以做到比混动还低的排放，驾驶感受也跟纯电几无分别，但既然纯电已经作为一个必然的方向，在经过阵痛期后，发展的势头已经让混动都无能为力，那么增程式没落的历史宿命也就早已注定。

3、换电为什么不行？

2005年的时候，换电看起来是解决“里程焦虑”非常理想的一个方案，跟当时国内最有实力的新能源车企技术人员交流过，因为种种原因，他们没有采取这个方案。后来蔚来走上了这条“艰辛”的道路，但这条路注定是没有结果的。

换电最大的问题在于成本、兼容性和安全性，建设换电站的成本要远高于充电站，而在电池接口和底盘设计这些核心技术上，车企共享这些的技术可能性几乎为零，所以没有兼容性的换电站，就只能成为某些车企的独角戏。在居民区建设大量存放动力电池的换电站，在现有技术水平下，危险性比加油站更高。频繁更换的电池，在接口和稳定性方面，都对车企提出更高的要求。与自己的原车电池不同，不能完整掌握电池的过往运行状态，也会让客户心生疑虑。

如果车企足够强大（比如中石化、中石油加入这个战队），在解决电池安全性的情况下，建设充电站用于电网的储能站（比如国家电网加入）。在用电谷底的时候吸纳电能，在用电高峰的时候释放电能，实现削峰平谷的作用，当这个功能达到盈亏平衡的时候，“换电”作为副产物，就可以实现“零”成本运行，这个功能埃隆马斯克其实也早已布局，但这个产业链的实现，不是一家普通车企可以掌控。

4、轮毂电机

在现有的技术条件下，轮毂电机的驱动效率最高，驱动能力最强。拥有众多优势的轮毂电机技术，为什么迟迟得不到业界的认可？之前普遍认为，轮毂电机的驱动系统专利过于集中，同样是出于对底盘技术的保护，主机厂往往不会开放底盘兼容性。另外轮毂电机属于对原有底盘的颠覆，对于传统车企来说，原有的积累数据都要重构，路线漫长成本高昂。

轮毂电机还有一个致命的缺陷，那就是簧下质量太大，增加了车辆减震系统的压力，使车辆的舒适性下降。这个通过轻量化和四轮分配，可以得到一定的弥补。

但是随着纯电技术的发展，为了提高驱动效率，电机的额定电压越来越高，目前主流的厂家都在研发800V电机。低压电机用于轮毂时，防护等级不高，电机传动距离带来的效率提升较为显著。而采取高压系统时，封闭电池、电控和电机，成本低，效率高。而要将高压施加于裸露的轮毂，则需要更高的防护等级，线缆铠装的增加的重量和安全风险都会带来效率的下降。在高压电机大行其道的情况下，轮毂电机的前景越来越迷茫了。

但是轮毂电机在低压的微型车上，却有极大的前景，比如宏光mini EV这样的车型，只要将电动摩托车的轮毂电机稍加升级，就可以带来效率和灵活性的极大提升，甚至还能进一步降低成本。

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现有最可能大规模应用的技术

1、电机热量回收

众所周知，纯电动汽车在寒冷的冬季，电池效率随温度下降而降低，又没有了传统发电机的余热可以利用，致热的耗能比制冷还高，续航里程严重下降。

特斯拉利用对电机冷却系统的热量进行回收利用，用于冬季的电池保温和车辆空调制热的补充，从而提高冬季车辆的续航能力。

紧凑型电机和耐高温绝缘系统的采用，将会使电机产生的热量更高，通过油冷系统采集到热量也可以更高效地进行传递。所以对于电机热量的回收，将会是今后电机的重要发展路线。

2、扁线电机

毋庸置疑，所有的主机厂都在研发扁线驱动电机，甚至已经有多家已经开始量产采用。在丰田和本田的混动系统里面也早已采用了扁线电机，上汽荣威是国内最早量产扁线电机的厂家，长城、大众、吉利都紧随其后。

电动汽车的高压趋势和IGBT驱动，使得主机厂在设计电机的时候，都要考虑PDIV的影响，为了对抗局部放电，日美车企早期均采取增加绝缘厚度防止产生局部放电的保守路线，现在日企开始向薄绝缘高PDIV的绝缘路线转化，而国内车企从一开始就采取耐电晕的绝缘方案，并且被市场充分验证了可靠性。所以在向扁线电机转化的时候，更趋向于采取耐电晕的绝缘结构，这种结构可以用较薄的绝缘厚度，实现高于50倍的耐局部放电寿命，从而带来电机绝缘可靠性的极大提升。在已经实现的耐电晕扁线电机上，同等功率的电机，体积减少了约三分之二。这在汽车轻量化和降本的进程中，尤为重要。

3、低温熔断金属在电池极耳上的应用

特斯拉刚刚在电池日上发布了无极耳电池技术，但这个与提高电池安全性的低温熔断金属极耳应用相悖。在电池极耳中引入低温熔断金属，当电池局部超温，达到安全温度，极耳就会熔断，使异常电池和电池组之间产生开路，从而降低整个电池组热失控的风险。当然，即使特斯拉将来采用无极耳电池，仍然可以在多组电池间增加低温熔断金属，同样可以降低整个电池组热失控的风险。

4、超级电容

超级电容可以实现超大电流、超快充放电功能（十几秒），并且没有爆炸风险。超级电容相当于在充电桩和电池之间设置一个超大的蓄水池，充电桩可以先向超级电容高速充电，超级电容再向电池进行可控速率充电，这样可以避免快速充电导致电池过热发生爆炸。而在电池向电机放电的过程中，也可以先向超级电容缓慢充电，用于加速、上坡等需要快速放电的过程，从而避免快速放电对电池的损害。

在石墨烯量产后，石墨烯和高分子绝缘层叠加的多层结构，复合金属层，可以被任意加工成车体的外壳、车门、底盘等部件，而这些部件不但有超强的机械强度，而且具备超大的电容能力，可以在不增加车辆负载的情况下，实现超级电容的应用。

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未来可能有前景的技术

1、可变绕组技术

车辆在高速运行的情况下，驱动电机的反电动势占比越来越大，导致电动汽车在高速的耗能反而比中低速高，这与燃油汽车完全不同。多速变速箱并没有被纯电动车企看好。所以引入可变绕组技术，在高速条件下使部分定子绕组脱离转子范围，减少驱动力，降低反电动势，是未来代替变速箱的一种技术。除了在轴向移动绕组，更激进的方案可以改变部分绕组的方向，使其变成发电模式。

2、充电宝模式

由于大部分家用轿车主要的里程是短途出行，适用于长途出行的大容量电池在短途出行时是一个沉重的负担，影响了有效续航里程。未来固定在车上的电池容量可能只适合在200km左右的续航里程，而车辆都留有补充电池（类似手机充电宝）的位置和接口。在需要长续航里程时，加载自己的备用电池或者租用电池，就可以快速增加续航里程。仅仅统一备用电池位置和接口，实现的可能性还是比较大。由于大容量电池在车辆上存在的时间较短，从而大幅度降低了风险。当然，这种应用会给蔚来这样具备“换电”专利技术的企业带来有潜在的利好。

3、电池安全气囊

为了减少车辆事故中对电池组的冲击，电池组周围可以分布安全气囊，这种技术在充电宝模式下，效果更为明显。

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【写在最后】

再次强调自动（无人）驾驶技术对未来汽车的发展具有决定性的作用，阿里的“小蛮驴”提供了最好的思路，通过无人驾驶的“小蛮驴”，给缺电的电动汽车用户送上一个“充电宝”，或者提供补电服务，可以大幅度降低里程焦虑。而这种技术一旦用于电动汽车，则车辆可以在驾驶员下车后，自行低速前往充电站进行充电，并且可以在驾驶员召唤的时候，从停车场前往指定地点接上主人。到了这个阶段，传统汽车将毫无优势，成为落后的象征，从而加速淘汰。

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