新技術(shù)帶來新希望 新能源汽車技術(shù)革命正在上演
時(shí)間：2022-11-9 8:24:11 發(fā)布者：管理員
2009年，隨著“十城千輛工程”的啟動(dòng)，新能源汽車開始走進(jìn)尋常百姓家，自此也揭開了我國汽車產(chǎn)業(yè)“換道超車”的序幕。截至今天，我國新能源汽車已遍地開花。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，今年1-5月，我國新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷已雙雙超過200萬輛，年底有望突破500萬輛。短短十余年，新能源汽車已從當(dāng)初的“星星之火”發(fā)展到了今天的“燎原之態(tài)”。一場(chǎng)電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命正在急劇上演
發(fā)展新能源汽車是汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主要方向，是推動(dòng)綠色發(fā)展、保障能源安全的戰(zhàn)略選擇，也是我國從汽車大國邁向汽車強(qiáng)國的必由之路。隨著“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn)以及綠色低碳的到來，汽車電動(dòng)化已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。有業(yè)內(nèi)人士預(yù)計(jì)，到今年底，我國新能源汽車滲透率或可達(dá)35％。但新能源汽車的高速發(fā)展，離不開關(guān)鍵核心部件和技術(shù)的支撐，尤其是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的出現(xiàn)為我國新能源汽車的高質(zhì)量發(fā)展注入了“強(qiáng)心劑”。不少業(yè)內(nèi)專家表示，與傳統(tǒng)汽車不同，新能源汽車中最重要的核心系統(tǒng)從內(nèi)燃機(jī)變成了電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，而且電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也將成為新能源汽車企業(yè)之間競(jìng)爭(zhēng)的重要標(biāo)桿。當(dāng)前，國內(nèi)新能源整車企業(yè)和零部件企業(yè)，正處于發(fā)展的關(guān)鍵期。一方面，傳統(tǒng)車企正逐步轉(zhuǎn)型，大力發(fā)展電動(dòng)車，爭(zhēng)取在新的市場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟；另一方面，新興新能源車企如雨后春筍般出現(xiàn)，吸收了大量社會(huì)資本，大有群雄逐鹿之勢(shì)。但在繁榮背后，卻是核心技術(shù)的虛脫。因此，一場(chǎng)以電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革命正在急劇上演。分布式驅(qū)動(dòng)技術(shù)成為了焦點(diǎn)發(fā)展從來都不是一蹴而就。隨著新技術(shù)的不斷推進(jìn)，新能源汽車正在進(jìn)行第三代技術(shù)革命。其中第一代電驅(qū)動(dòng)技術(shù)，是分立式電機(jī)和控制系統(tǒng)，能滿足基本需求；第二代，是面向新能源車的集成化技術(shù)，將電機(jī)、減速器和控制器集成，讓產(chǎn)品的功率密度更高；第三代技術(shù)則朝著兩個(gè)方向發(fā)展，一個(gè)是多電機(jī)/多擋化驅(qū)動(dòng)，一個(gè)是分布式驅(qū)動(dòng)。尤其是在電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展趨勢(shì)下，汽車已經(jīng)由交通運(yùn)載工具逐步轉(zhuǎn)變?yōu)槟茉粗行?、算力中心、智能終端和新型移動(dòng)出行載體?！败浖x汽車”也逐漸成為汽車行業(yè)的共識(shí)。在“軟件定義汽車”理念的影響下，整個(gè)汽車行業(yè)傳統(tǒng)的車輛工程設(shè)計(jì)思維發(fā)生著翻天覆地的變化，主機(jī)廠和供應(yīng)商的關(guān)系正在重構(gòu)。電動(dòng)化和智能化帶來的深刻變革，架構(gòu)要做到軟硬件深度融合。隨著智能電動(dòng)車時(shí)代的到來，自動(dòng)駕駛的不斷升級(jí)，智能座艙的不斷更新使得車輛對(duì)于底盤的要求在逐漸改變。由于傳統(tǒng)燃油汽車內(nèi)燃機(jī)體積、重量大，形狀不規(guī)則，不論是前、中，后置，對(duì)整車的內(nèi)部空間影響很大，限制了車輛進(jìn)化的可能性和創(chuàng)新性。而電氣化、智能化的滑板底盤結(jié)構(gòu)平整，設(shè)計(jì)約束少，將成為自動(dòng)駕駛時(shí)代移動(dòng)空間的基礎(chǔ)。所以，無論是在“軟件定義汽車”的當(dāng)下，還是在滑板底盤技術(shù)興起的“明天”，采用多個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)源代替集中驅(qū)動(dòng)源的分布式驅(qū)動(dòng)技術(shù)的發(fā)展得到了越來越多企業(yè)和研究機(jī)關(guān)的重視，成為了行業(yè)前沿研發(fā)的焦點(diǎn)。特別是采用多個(gè)輪邊/輪轂驅(qū)動(dòng)單元的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車更易實(shí)現(xiàn)車輛底盤的模塊化設(shè)計(jì)和制造，為車輛模塊化、系列化開發(fā)和車內(nèi)空間設(shè)計(jì)創(chuàng)造了更大的發(fā)展空間。軸向磁通電機(jī)是分布式驅(qū)動(dòng)的核心其實(shí)，早在1900年，保時(shí)捷就開發(fā)了前輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的Lohner電動(dòng)車，在汽車動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型的趨勢(shì)下，近年來國內(nèi)外相繼研究開發(fā)了不少各具特色的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車。其中21世紀(jì)初，美國通用的概念車Autonomy和日本豐田的概念車Fine-X，預(yù)告了分布式驅(qū)動(dòng)對(duì)汽車設(shè)計(jì)和動(dòng)力學(xué)控制的全新變革；2002年，同濟(jì)大學(xué)又研發(fā)了四輪分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)概念車“春暉一號(hào)”……盡管分布式輪邊/ 輪轂電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有多種技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是未來的發(fā)展趨勢(shì)，但仍面臨著一個(gè)不可回避的難題。由于輪邊/ 輪轂電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將電機(jī)引入車輪端，大幅增加了車輛簧下質(zhì)量，引起整車簧載質(zhì)量與簧下質(zhì)量之比嚴(yán)重失衡，導(dǎo)致車輛的行駛性能尤其是車輛的垂向性能發(fā)生了很大變化，這是制約分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車發(fā)展的一大難題。在分布式驅(qū)動(dòng)技術(shù)的深入下，一種新型的核心技術(shù)——軸向磁通電機(jī)的出現(xiàn)恰好解決彌補(bǔ)了它的不足。據(jù)悉，軸向磁通電機(jī)的核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)上旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子位于定子的側(cè)面（而非定子內(nèi)部），進(jìn)而轉(zhuǎn)子具有更大的直徑尺寸，而轉(zhuǎn)矩=力×半徑，因而能夠在相同的力作用下獲得更高的轉(zhuǎn)矩輸出。這意味著在提供相同永磁材料和銅線材料的前提下，能夠獲得更高的轉(zhuǎn)矩輸出。通常采用新型軸向磁通電機(jī)的設(shè)計(jì)能夠比采用傳統(tǒng)徑向磁通電機(jī)的設(shè)計(jì)提升轉(zhuǎn)矩密度30%以上。由于軸向磁通電機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、扁平超薄、體積小、重量輕、功率密度高的技術(shù)特性，天然適合分布式驅(qū)動(dòng)。近十年來許多開發(fā)商努力改進(jìn)該技術(shù)，以使其逐漸適用于電動(dòng)摩托車、機(jī)場(chǎng)吊艙、運(yùn)貨卡車、電動(dòng)汽車、甚至電動(dòng)飛機(jī)等新的應(yīng)用場(chǎng)景。其實(shí)1821年法拉第發(fā)明的人類歷史上第一臺(tái)電機(jī)就是軸向磁通電機(jī)，但同樣雖然因?yàn)椴牧?、工藝等方面的難題，該項(xiàng)技術(shù)開發(fā)主體主要集中在國外少數(shù)高新科創(chuàng)企業(yè)和大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)，當(dāng)前主要集中于高端應(yīng)用，尚未實(shí)現(xiàn)大批量規(guī)?；a(chǎn)。其中，國外以YASA知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局最為全面，國內(nèi)以盤轂動(dòng)力知識(shí)產(chǎn)權(quán)布局最為全面。汽車產(chǎn)業(yè)是我國現(xiàn)代裝備制造業(yè)中的龍頭產(chǎn)業(yè)之一，是國民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略性、支柱性產(chǎn)業(yè)。創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，對(duì)推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著十分重要的作用。如今，汽車電動(dòng)化、智能化已成為全球趨勢(shì)，發(fā)展智能新能源汽車是實(shí)現(xiàn)我國汽車工業(yè)由大變強(qiáng)的國家戰(zhàn)略。近年來，我國的新能源汽車市場(chǎng)迅速崛起，隨著在環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、便捷等方面的優(yōu)勢(shì)日益凸顯，新能源車保有量快速增長(zhǎng)。不過，這些年我國在新能源汽車推廣上風(fēng)生水起，但在發(fā)展中暴露出產(chǎn)能初顯過剩、供應(yīng)安全風(fēng)險(xiǎn)偏高、核心技術(shù)仍舊缺失等不足。基礎(chǔ)研究是整個(gè)科學(xué)體系的源頭，是所有技術(shù)問題的總機(jī)關(guān)。從歷史上看，每一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革都是從基礎(chǔ)研究的重大突破開始的。所以，解決關(guān)鍵核心技術(shù)“卡脖子”難題，突破更多基礎(chǔ)核心技術(shù)，才是發(fā)展智能新能源汽車的必經(jīng)之路，也是新能源汽車未來的發(fā)力重點(diǎn)，我國仍需把握百年未有之機(jī)遇，繼續(xù)加大對(duì)新能源汽車技術(shù)的突破。
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