《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》要求大幅提升新能源汽車(chē)和新能源的應(yīng)用比例，并且給出了明確的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和產(chǎn)業(yè)規(guī)模：到2020年，新能源汽車(chē)、新能源和節(jié)能環(huán)保等綠色低碳產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值規(guī)模要到10萬(wàn)億元以上，成為支柱產(chǎn)業(yè)。實(shí)現(xiàn)《規(guī)劃》的要求，需要提升質(zhì)量，促進(jìn)產(chǎn)量同時(shí)要確保新能源汽車(chē)的安全，任重而道遠(yuǎn)。當(dāng)前電動(dòng)汽車(chē)及相關(guān)領(lǐng)域存在哪些技術(shù)問(wèn)題？又有哪些創(chuàng)新技術(shù)出現(xiàn)可以解決這些問(wèn)題呢？
11月13日，由OFweek中國(guó)高科技行業(yè)門(mén)戶(hù)主辦、OFweek鋰電網(wǎng)承辦的“OFweek 2017（第四屆）中國(guó)鋰電產(chǎn)業(yè)高峰論壇”在深圳舉辦。北京理工大學(xué)機(jī)械與車(chē)輛學(xué)院孫立清教授發(fā)表“新能源汽車(chē)車(chē)載電源與動(dòng)力系統(tǒng)控制創(chuàng)新技術(shù)”演講，重點(diǎn)分析了目前我國(guó)新能源汽車(chē)領(lǐng)域存在的主要技術(shù)問(wèn)題，并根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)，提出了一些創(chuàng)新技術(shù)解決方案。
當(dāng)前主要技術(shù)問(wèn)題
孫教授認(rèn)為，目前我國(guó)新能源汽車(chē)領(lǐng)域存在問(wèn)題的主要有車(chē)載電源技術(shù)問(wèn)題和動(dòng)力系統(tǒng)控制的技術(shù)問(wèn)題。
1、車(chē)載電源技術(shù)問(wèn)題
車(chē)載電源技術(shù)問(wèn)題主要有以下幾個(gè)方面：安全、壽命、成本、能量密度、效率。首先是壽命方面，車(chē)載電源系統(tǒng)中，電池成組對(duì)于電池生產(chǎn)和性能的一致性要求很高，電池成組篩選困難，因?yàn)橐笳?chē)所有電池單體具備統(tǒng)一的一致性要求。不管先并后串再并的電池組，還是先串后并的電池組，要求串、并聯(lián)要具有整組上的性能一致性。而且是要求在使用過(guò)程中，無(wú)時(shí)不刻不具備一致性。而且這種一致性的要求是多方面的。在現(xiàn)行的使用方式方法上，電池成組壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于單體壽命或衰減程度就已經(jīng)說(shuō)明這樣一點(diǎn)。這個(gè)技術(shù)問(wèn)題，是制約目前電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵。
“安全的電池是保證電動(dòng)汽車(chē)安全的重要一環(huán)?！睂O教授認(rèn)為，基于液態(tài)電解質(zhì)的動(dòng)力電池，有機(jī)電解液的安全是個(gè)大問(wèn)題，無(wú)機(jī)的液態(tài)電池漏液也存在安全隱患。而大趨勢(shì)是采用單體安全性更高的固態(tài)電解質(zhì)電池或三元材料電池，但不是那種放在火里燒過(guò)十分鐘就可能爆炸的NCA電池。
孫教授還指出，電池組的熱管理技術(shù)有待突破。當(dāng)前電池組內(nèi)阻大，發(fā)熱難免，散熱處理浪費(fèi)能源，如何利用現(xiàn)有技術(shù)提高電源系統(tǒng)能量使用效率，增加電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)駛里程是關(guān)鍵。對(duì)于內(nèi)阻小的固態(tài)電解質(zhì)電池，結(jié)合絕熱技術(shù)和熱發(fā)電技術(shù)充分利用車(chē)載能源的方法值得探討和實(shí)踐。
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2、動(dòng)力系統(tǒng)控制的技術(shù)問(wèn)題
實(shí)現(xiàn)再生制動(dòng)時(shí)，對(duì)電機(jī)發(fā)電性能要求高（僅僅高效是不夠的），對(duì)PWM控制要求更高，一定功率下，再生電壓和電流（受到發(fā)電性能）協(xié)調(diào)控制能力受到局限。尤其還要兼顧制動(dòng)法規(guī)協(xié)調(diào)機(jī)械制動(dòng)與電制動(dòng)，由于電制動(dòng)協(xié)調(diào)控制能力受到局限,使得整車(chē)制動(dòng)性能發(fā)揮受到局限，尤其是對(duì)于分布驅(qū)動(dòng)，由于制動(dòng)控制過(guò)程復(fù)雜，控制起來(lái)更加困難。
由于PWM控制技術(shù)，無(wú)法消除電機(jī)高次諧波等對(duì)于車(chē)載電源系統(tǒng)的影響，換句話說(shuō)存在類(lèi)似于電力系統(tǒng)低壓穿越的情形，而控制器產(chǎn)生的電磁兼容問(wèn)題對(duì)車(chē)載電氣系統(tǒng)也產(chǎn)生非常不利的乃至災(zāi)難性的影響，這些影響了相關(guān)部件性能的發(fā)揮，尤其是性能。
創(chuàng)新技術(shù)探尋的方向
面對(duì)車(chē)載電源存在問(wèn)題，有什么解決方法呢？他認(rèn)為，“固態(tài)電池是下一只風(fēng)口的豬”。
中國(guó)工程院陳立泉院士曾表示：發(fā)展固態(tài)電池，刻不容緩。固態(tài)電池除了可以達(dá)到更高的能量密度之外，固態(tài)電池還具備更安全、循環(huán)性更好、成本更低等優(yōu)點(diǎn)。這主要是因?yàn)楣虘B(tài)電池可能具備以下性質(zhì)：有望抑制鋰枝晶，不易燃燒、不易爆炸，無(wú)持續(xù)界面反應(yīng)，無(wú)電解液泄露、干涸問(wèn)題，高溫性能更好，無(wú)脹氣，原材料純度要求降低，正極選擇面寬，非活性物質(zhì)體積量減少，電芯內(nèi)部可串聯(lián)等。
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正如曹雪芹所言，美中不足，好事多魔。固態(tài)電池并非完美，也存在要解決的問(wèn)題：固體電解質(zhì)材料導(dǎo)電率低、內(nèi)阻較大； 固態(tài)電解質(zhì)、電極間界面阻抗大，界面相容性較差，界面鋰離子電導(dǎo)率較低，固態(tài)電解質(zhì)在充放電過(guò)程中體積膨脹和收縮，導(dǎo)致界面容易分離；有待設(shè)計(jì)和構(gòu)建與固態(tài)電解質(zhì)相匹配的電極，研究和開(kāi)發(fā)出適合于固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池體系；制備工藝復(fù)雜、成本較高等。
固態(tài)電池可以借鑒太陽(yáng)能晶片的納米化，以及真空噴覆、氣相沉積等包覆技術(shù)。另外，松下發(fā)布重磅應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設(shè)備的可彎曲鋰電池也值得借鑒。
除了車(chē)載電源的創(chuàng)新技術(shù)，孫立清教授還提出了電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)。
當(dāng)下電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)由充電樁等給車(chē)載電池進(jìn)行充電，電池通過(guò)轉(zhuǎn)換器和控制器將電轉(zhuǎn)換和控制為適合驅(qū)動(dòng)電機(jī)使用的電壓。這是一條單向流通開(kāi)環(huán)的通道，即電機(jī)無(wú)法將動(dòng)能轉(zhuǎn)換成電能使給電池儲(chǔ)能。對(duì)此孫教授提出了電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制一體化的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力系統(tǒng)一體化。而進(jìn)一步動(dòng)力系統(tǒng)努力的方向：（1）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性，實(shí)現(xiàn)雙向轉(zhuǎn)換；（2）構(gòu)建多端口；（3）采用高質(zhì)量電能；（4）帶隔離的雙工。
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從現(xiàn)在來(lái)看，混合動(dòng)力正在從過(guò)去重度混合向插電式向今后增程式發(fā)展。發(fā)電機(jī)將變成發(fā)電系統(tǒng)。燃油電池也出現(xiàn)兩個(gè)方向，一個(gè)燃料電池作為主動(dòng)力，另一個(gè)用電池作為增程式電電混合動(dòng)力源，這三條路線最終變成由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由發(fā)電和儲(chǔ)電系統(tǒng)組成的技術(shù)路線。
孫教授提出，目前新能源汽車(chē)最迫切的問(wèn)題是研究好電池路線，做出好電池；選擇好整車(chē)路線；改善電池的工作條件，解決安全、里程和經(jīng)濟(jì)性。另外，他認(rèn)為在非技術(shù)方面，排放會(huì)成為門(mén)檻，直接影響準(zhǔn)入以及企業(yè)利益，而能效是車(chē)輛產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的重中之重。