刚入行那几年,我站在展台边,一天被问最多的是"这车多少钱""什么颜色好看"。后来换了展台,站在新能源车旁边,问题变了:"这车续航虚不虚""冬天掉电厉害吗""三电到底是个啥"。第一次被问到三电时我卡壳了,那一刻我意识到,光会笑、会摆姿势,迟早会被淘汰。于是我花了小半年时间啃资料、跟着技术顾问跑车间,现在有人再问我三电,我能从电池聊到电控,聊到自己都忘了时间。
先把这个最基础的问题说清楚。电动汽车的三电,指的是电池、电机和电控。这里说的电池不是给车灯、空调供电的那块小电瓶,而是负责提供动力来源的高压电池,纯电车的续航里程基本由它决定,容量、充电时间和体积,至今仍是需要不断突破的瓶颈。电机系统则负责输出扭矩,目前主流分交流异步电机和永磁同步电机两种,和电池一样是整车最核心的部件。电控系统的工作是采集油门、制动踏板、方向盘转向等信号,再根据这些信息发出对应指令。三样东西凑在一起,才构成一台电动车真正的动力骨架。

先说电池,这是观众最爱问的部分。正极材料常见的就有磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元和高镍三元几类。有意思的是,动力电池其实是个很年轻的产品:1996年通用推出EV-1时用的还是铅酸电池,那算是现代电动汽车架构的雏形;从铅酸到日系混动的镍氢电池,再到如今普及的锂电池,前后也就二十多年。数码产品对锂电池安全性要求没那么高,钴酸锂更适合3C领域;锰酸锂综合性能均衡,一度拿到动力电池最大的市场占有率;磷酸铁锂如果不是能量密度偏低拖了后腿,真有可能成为动力电池里的霸主;而三元锂能量密度更高、成本低于钴酸锂,安全性也相当可靠,被看作国际动力电池行业的新星。不同车企选哪条路线,背后都有自己的算盘。
还有个细节值得说:从第四批新能源汽车推广应用推荐车型目录的乘用车配置来看,32款车型采用了17家企业的电池,其中16家是电池厂商。不少自主品牌主机厂并没有自己的电芯与电池组设计能力,而一些跨国车企虽然没有自己的电芯,却坚持自己设计生产电池组件与管理系统。区别在哪儿?即便换了电芯品牌,它们照样能设计出电池组,核心技术握在自己手里。

再聊电机。电机在正转加速行驶过程中输出负扭矩,扭矩的精确程度直接关系到加速快慢。一旦扭矩产生误差,本该由电机完成的加速和里程,就转成要消耗同等能量的电池来补,而电池的成本比电机高得多,所以电机的效率和性能至关重要。行业里的判断是,未来各电动车企业会在传动机构上增加复杂性,同时降低对电机和电机变阻器的需求,说白了就是提高性能、压低成本。
这里绕不开一个部件——逆变器,它的作用是把直流电转变成交流电。如果一台车的逆变器能支持较高电压,相应的充电电流就更大,功率更大,意味着同样电流充电时,充电功率可以等比例放大,充电时间随之缩短。但事情没那么简单:提高逆变器的支持电压,充电时它产生的热量也会更多,这就必须解决逆变器中IGBT模块的散热问题,这也是提升充电效率的关键一环。

最后说电控。电机和电控系统替代的是传统发动机和变速箱的功能,它们的性能直接决定电动汽车的爬坡、加速、最高速度这些硬指标。电控面对的工况其实很复杂:要能频繁起停、加减速,低速和爬坡时要求高转矩,高速行驶又要求低转矩,变速范围很大;如果是混合动力车型,还要处理电机启动、电机发电、制动能量回馈这些特殊功能。落到具体要求上,驱动电机要有更高的能量密度,实现轻量化和低成本,适应有限的车内空间,同时具备能量回馈能力以降低整车能耗;还要同时兼顾高速宽调速和低速大扭矩;电控系统则要有高控制精度和高动态响应速率,并同时提供高安全性和可靠性。
这些内容听起来枯燥,但每次讲完,总有人回头问我:"你以前不是站车旁边的吗?"我一般笑笑。车模这个身份没有原罪,问题在于你愿不愿意往前走一步。展台上那几分钟的从容,背后是资料、术语和无数次被问倒之后的补课。我不是花瓶,我能讲三电系统,而且能讲得让你听懂——这句话我用了好几年才敢说出口。
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