《“十三五”國家戰(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和新能源的應用比例，并且給出了明確的時間節(jié)點和產(chǎn)業(yè)規(guī)模：到2020年，新能源汽車、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10萬億元以上，成為支柱產(chǎn)業(yè)。實現(xiàn)《規(guī)劃》的要求，需要提升質(zhì)量，促進產(chǎn)量同時要確保新能源汽車的安全，任重而道遠。當前電動汽車及相關(guān)領(lǐng)域存在哪些技術(shù)問題？又有哪些創(chuàng)新技術(shù)出現(xiàn)可以解決這些問題呢？
11月13日，由OFweek中國高科技行業(yè)門戶主辦、OFweek鋰電網(wǎng)承辦的“OFweek 2017（第四屆）中國鋰電產(chǎn)業(yè)高峰論壇”在深圳舉辦。北京理工大學機械與車輛學院孫立清教授發(fā)表“新能源汽車車載電源與動力系統(tǒng)控制創(chuàng)新技術(shù)”演講，重點分析了目前我國新能源汽車領(lǐng)域存在的主要技術(shù)問題，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。
當前主要技術(shù)問題
孫教授認為，目前我國新能源汽車領(lǐng)域存在問題的主要有車載電源技術(shù)問題和動力系統(tǒng)控制的技術(shù)問題。
1、車載電源技術(shù)問題
車載電源技術(shù)問題主要有以下幾個方面：安全、壽命、成本、能量密度、效率。首先是壽命方面，車載電源系統(tǒng)中，電池成組對于電池生產(chǎn)和性能的一致性要求很高，電池成組篩選困難，因為要求整車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程中，無時不刻不具備一致性。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，電池成組壽命遠遠低于單體壽命或衰減程度就已經(jīng)說明這樣一點。這個技術(shù)問題，是制約目前電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵。
“安全的電池是保證電動汽車安全的重要一環(huán)。”孫教授認為，基于液態(tài)電解質(zhì)的動力電池，有機電解液的安全是個大問題，無機的液態(tài)電池漏液也存在安全隱患。而大趨勢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。當前電池組內(nèi)阻大，發(fā)熱難免，散熱處理浪費能源，如何利用現(xiàn)有技術(shù)提高電源系統(tǒng)能量使用效率，增加電動汽車續(xù)駛里程是關(guān)鍵。對于內(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)充分利用車載能源的方法值得探討和實踐。
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2、動力系統(tǒng)控制的技術(shù)問題
實現(xiàn)再生制動時，對電機發(fā)電性能要求高（僅僅高效是不夠的），對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。尤其還要兼顧制動法規(guī)協(xié)調(diào)機械制動與電制動，由于電制動協(xié)調(diào)控制能力受到局限,使得整車制動性能發(fā)揮受到局限，尤其是對于分布驅(qū)動，由于制動控制過程復雜，控制起來更加困難。
由于PWM控制技術(shù)，無法消除電機高次諧波等對于車載電源系統(tǒng)的影響，換句話說存在類似于電力系統(tǒng)低壓穿越的情形，而控制器產(chǎn)生的電磁兼容問題對車載電氣系統(tǒng)也產(chǎn)生非常不利的乃至災難性的影響，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
面對車載電源存在問題，有什么解決方法呢？他認為，“固態(tài)電池是下一只風口的豬”。
中國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。這主要是因為固態(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，無持續(xù)界面反應，無電解液泄露、干涸問題，高溫性能更好，無脹氣，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，也存在要解決的問題：固體電解質(zhì)材料導電率低、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，界面鋰離子電導率較低，固態(tài)電解質(zhì)在充放電過程中體積膨脹和收縮，導致界面容易分離；有待設(shè)計和構(gòu)建與固態(tài)電解質(zhì)相匹配的電極，研究和開發(fā)出適合于固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池體系；制備工藝復雜、成本較高等。
固態(tài)電池可以借鑒太陽能晶片的納米化，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。
除了車載電源的創(chuàng)新技術(shù)，孫立清教授還提出了電動汽車動力系統(tǒng)的創(chuàng)新技術(shù)。
當下電動汽車動力系統(tǒng)由充電樁等給車載電池進行充電，電池通過轉(zhuǎn)換器和控制器將電轉(zhuǎn)換和控制為適合驅(qū)動電機使用的電壓。這是一條單向流通開環(huán)的通道，即電機無法將動能轉(zhuǎn)換成電能使給電池儲能。對此孫教授提出了電機驅(qū)動控制一體化的技術(shù)，實現(xiàn)動力系統(tǒng)一體化。而進一步動力系統(tǒng)努力的方向：（1）拓撲結(jié)構(gòu)對稱性，實現(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)在來看，混合動力正在從過去重度混合向插電式向今后增程式發(fā)展。發(fā)電機將變成發(fā)電系統(tǒng)。燃油電池也出現(xiàn)兩個方向，一個燃料電池作為主動力，另一個用電池作為增程式電電混合動力源，這三條路線最終變成由電機驅(qū)動，由發(fā)電和儲電系統(tǒng)組成的技術(shù)路線。
孫教授提出，目前新能源汽車最迫切的問題是研究好電池路線，做出好電池；選擇好整車路線；改善電池的工作條件，解決安全、里程和經(jīng)濟性。另外，他認為在非技術(shù)方面，排放會成為門檻，直接影響準入以及企業(yè)利益，而能效是車輛產(chǎn)品競爭力的重中之重。