中外电动汽车，关键技术对比研究

在政策导向阶段，新能源汽车在中国的推广取得了显著成效。截至2017年11月底，中国新能源汽车累计产销量分别为63.9万辆和60.9万辆，新能源汽车保有量超过150万辆，增长势头依然强劲。通过对国内外电动汽车关键技术的分析比较，明确了中国新能源汽车产业的国际竞争地位，为国家宏观政策指导和产业研发投入提供参考。国外电动汽车的发展现状欧洲、美国和日本等发达国家已将电动汽车的开发视为其在汽车行业核心竞争力的重要组成部分。电动汽车的发展不仅受到了政府的鼓励，也受到了人民的欢迎。纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车已经在其可以发光的运营场所进行了尝试，例如日本东京电力的客服车和美国的街道垃圾清扫车。图2显示了特斯拉纯电动汽车。影响电动汽车发展的核心因素是动力电池。其中，锂离子电池已逐渐成为国外混合动力和纯电动汽车的御用动力电池。为了使锂离子电池在世界范围内得到广泛应用，各大汽车制造商已将动力电池的标准化作为全球推广的关键一步。日本汽车公司在这里树立了一个榜样。丰田和日产将与松下合作，共同制定汽车动力电池的标准，包括测试、充电和安全。国产电动汽车的发展现状21世纪以来，我国在新能源汽车的研究方面取得了相当不错的成绩。在车用动力电池等核心技术研究取得成果的前提下，开发生产了一批电动汽车整车产品，并在多个城市开展了公共交通示范运营。如北京121纯电动公交线路和上海Y1纯电动公交线。纯电动公交车的使用已经成为中国电动汽车更好发展的先驱。图3显示的是奇瑞S18纯电动汽车。自2005年以来，电动汽车的关键技术研究和量产推广得到了国家有关部门的大力支持。动力电池和电机组件、供电和充电基站、能源供应和回收模式、示范和试验评估以及政府支持政策都是在协调推进过程中制定的。电动汽车的发展趋势汽车行业的发展趋势必然是电动汽车的使用。纯电动汽车和混合动力汽车是目前电动汽车的两大主要类型。电动汽车的大规模生产和普及肯定会经历一个漫长的过程和不同的阶段。电动汽车的发展阶段大致可分为起步、过渡和成熟三个阶段：起步阶段主要是电动汽车技术的探索和研究；过渡期是混合动力电动汽车的发展研究；

在成熟期，纯电动和燃料电池汽车是最终的发展目标。事实上，传统汽车行业受到金融危机的巨大冲击，由此引发的国际油价不稳定加大了节能减排的压力，动力电池技术的研发一直不景气，这导致一些主流汽车公司对纯电动汽车的研发资金增加，如丰田、大众、日产和比亚迪。我相信，在各国新能源产业政策的支持下，纯电动汽车的发展将迎来新的市场热潮。一、纯电动汽车的关键技术（一、动力电池）1。三元电池朝着高镍方向发展。目前，中国三元电池制造商主要生产NCM333和NCM523电池。NCM622已进入部分企业的材料供应链，处于研发阶段的NCM811有望在不久的将来得到应用。单个电池的能量密度将从200Wh/kg提高到250-300Wh/kg。在国际上，NCM622已经应用（宝马i3），NCM811已经小规模应用。

2.圆柱形电池朝着21700方向发展。特斯拉和松下在全球联合开发的21700电池容量为3-4.8Ah，质量为60-65克，能量密度为300Wh/kg，已应用于Model 3汽车。不过，目前国内还没有2.17万块电池在乘用车领域应用的案例，但一些企业已经开始布局。深圳自行车电池预测，21700块电池的容量可以达到6Ah。天鹏电源21700电池的能量密度为200-240Wh/kg；亿纬锂能21700电池单电池容量为4Ah，能量密度为215Wh/kg，计划在2019年推出260Wh/kg的产品。远东福斯特21700电池的计划电池容量超过5Ah；力神发布的21700单体电池容量为2-5Ah，能量密度为210-260Wh/kg。

（二） 电气驱动系统1。中国的汽车驱动电机技术处于世界领先地位。中国乘用车驱动电机产品功率密度达到3.3-3.6kW/kg（峰值功率/有效质量），最高转速提高到12800rpm以上；

商用车驱动电机的扭矩密度在18Nm/kg以上，最高转速在3500rpm以上。乘用车方面，如下图所示，中国驱动电机产品的功率密度达到了3.8千瓦/公斤（峰值功率/有效质量），扭矩密度为7.1Nm/公斤，与宝马i3的技术指标处于同一水平。

2.国内外汽车电机控制器技术现状。中国的汽车电机控制器技术正在迅速赶上国外同类产品。我国电机控制器的功率密度已达到12kW/L以上，控制器效率达到98%以上。从数值上看，接近2015年博世的水平，但这是标准模块封装下的性能参数，当客户根据不同要求定制封装时，中国电机控制器的指标数据会减少。然而，尽管技术水平仍落后于外国，但中国企业仍在迎头赶上。目前，已经开发出功率密度为18kW/L的定制封装电机控制器原型。

3.中国汽车电驱动系统的发展目标驱动电机“十三五”重点研发计划的发展目标是：乘用车电机功率密度为4kW/kg，商用车电机扭矩密度为20Nm/kg，继续保持国际领先水平。驱动电机控制器“十三五”规划重点研发计划的发展目标是：电机控制器能使功率密度翻一番，达到国际先进水平。具体技术目标是在2020年达到16-18千瓦/升，力争在2025年达到32-36千瓦/升（碳化硅）。

二是深度混合动力电动汽车的关键技术深度混合动力汽车的特点是动力系统以电机为基础，汽油发动机为辅助动力。该电机能够完全满足车辆在起步和低速时的功率要求。随着速度的提高，汽油发动机和电机将通过智能系统高效地协同工作，并可以驱动发电机为电池充电。（一） 系列混合动力系列混合动力当车辆行驶时，发动机不直接驱动车轮，而是充当发电机为电池充电，只有电池驱动电机驱动车辆。日产注意事项日产于2016年发布了一款名为e-power的动力系统，属于系列混合动力（扩展计划）。与传统的混合动力系统不同，日产e-power动力系统搭载了一台三缸1.2升排量发动机（HR12DE），具有以下技术特点：首先，采用米勒循环的工作原理，使发动机的膨胀比大于压缩比，并且在膨胀冲程中可以最大限度地将热能转化为机械能，这有助于提高发动机的热效率，降低油耗。第二，12:1的压缩比可以使混合物中的汽油分子更完全地蒸发，提高发动机的工作效率。第三，缸体采用真圆加工技术，使缸体内壁更加光滑，减少了活塞与缸体之间的摩擦，提高了工作效率，延长了使用寿命。与纯电动汽车不同，e-POWER动力系统的能源是发动机，而不是电池。

整个e-POWER动力系统可以使车辆的加速性能与纯电动汽车相同，并且主要部件与纯电动车辆相同（使用与Leaf相同的电机），从而降低研发和生产成本。由于发动机只负责发电，因此燃油经济性表现出色（根据日本JC08测试标准，Note e-power的油耗水平已达到37.2km/L）。

（二） 串并联混合动力混合动力当车辆行驶时，电机和发动机……

e可以单独驾驶车辆，并可以提供纯电动、纯油和油电混合动力三种驾驶模式。1.雪佛兰VOLT动力系统VOLT2018雪佛兰VOLT被称为Voltec，由充电接口、电子驱动单元、发动机和锂离子电池组组成。电压完全由电机驱动。当电池组耗尽时，1.5L发动机可以驱动发电机继续为车辆电驱动系统提供电能。它可以在纯电动模式下行驶53英里，在增程模式下行驶420英里。其工作模式如下：在插电模式下，外部电源为电池充电，电池为电机供电，电机为车轮供电；在增程模式下，发动机驱动发电机发电，发电机为电池充电，电池为电机供电，电机为车轮供电。

2.荣威eRX5荣威eRX5的动力系统主要由发动机和EDU电驱动变速箱组成。该发动机为代号为15E4E的1.5T发动机，最大功率为124千瓦，峰值扭矩为250牛米，与整个混合动力系统的核心执行器--EDU电驱动变速箱相匹配。它可以在纯电动模式下行驶60公里，在增程模式下行驶650公里。

3、比亚迪秦比亚迪秦最新的DMII系统不仅可以在纯电动模式和混合动力模式下行驶，而且在动力不足或高压系统出现故障时，可以单独使用发动机行驶，从而实现高压系统的独立性。该系统搭载1.5T涡轮增压发动机，最大功率为113kw，峰值扭矩为240牛米。六速双离合器变速器、110kW永磁同步电机和10kWh容量电池组合在一起，整个系统采用一体化设计，结构紧凑、布置方便，提高了结构强度。

三、 燃料电池汽车的关键技术（一）丰田1。车型基本信息丰田的燃料电池技术在世界上处于领先地位。以量产乘用车Mirai为例，其体积功率密度为3.1kW/L（比2008年丰田高2.2倍），发电量为114kW。根据美国环境保护局EPA的官方数据，Mirai的最高巡航里程可达312英里（约502公里）。2.燃料电池技术分析；

细胞流动通道结构的创新。丰田Mirai搭载了新的燃料电池技术，创新性地使用了世界上第一个3D孔隙流道设计。3D孔隙流动通道是三维微晶格流动通道，其通过使空气在接触电极的方向上以湍流形式流动来促进氧向催化剂层的扩散。此外，通过优化流道的内部和外部形状以及流道表面的亲水性，可以将产生的水从电极快速排出并泵送到流道表面，以防止气体因流道中的水堵塞而顺畅流动，从而实现了电池组内表面上的发电均匀性，并减少了电池组之间的电压误差。此外，可以改变电池组内表面上的流道形式，并且可以缓解空气极上游的湍流，从而即使没有外部加湿也可以控制电极的干燥。在政策导向阶段，新能源汽车在中国的推广取得了显著成效。截至2017年11月底，中国新能源汽车累计产销量分别为63.9万辆和60.9万辆，新能源汽车保有量超过150万辆，增长势头依然强劲。通过对国内外电动汽车关键技术的分析比较，明确了中国新能源汽车产业的国际竞争地位，为国家宏观政策指导和产业研发投入提供参考。国外电动汽车的发展现状欧洲、美国和日本等发达国家已将电动汽车的开发视为其在汽车行业核心竞争力的重要组成部分。电动汽车的发展不仅受到了政府的鼓励，也受到了人民的欢迎。纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车已经在其可以发光的运营场所进行了尝试，例如日本东京电力的客服车和美国的街道垃圾清扫车。图2显示了特斯拉纯电动汽车。影响电动汽车发展的核心因素是动力电池。其中，锂离子电池已逐渐成为国外混合动力和纯电动汽车的御用动力电池。为了使锂离子电池在世界范围内得到广泛应用，各大汽车制造商已将动力电池的标准化作为全球推广的关键一步。日本汽车公司在这里树立了一个榜样。丰田和日产将与松下合作，共同制定汽车动力电池的标准，包括测试、充电和安全。国产电动汽车的发展现状21世纪以来，我国在新能源汽车的研究方面取得了相当不错的成绩。在车用动力电池等核心技术研究取得成果的前提下，开发生产了一批电动汽车整车产品，并在多个城市开展了公共交通示范运营。如北京121纯电动公交线路和上海Y1纯电动公交线。纯电动公交车的使用已经成为中国电动汽车更好发展的先驱。图3显示的是奇瑞S18纯电动汽车。自2005年以来，电动汽车的关键技术研究和量产推广得到了国家有关部门的大力支持。动力电池和电机组件、供电和充电基站、能源供应和回收模式、示范和试验评估以及政府支持政策都是在协调推进过程中制定的。电动汽车的发展趋势汽车行业的发展趋势必然是电动汽车的使用。纯电动汽车和混合动力汽车是目前电动汽车的两大主要类型。电动汽车的大规模生产和普及肯定会经历一个漫长的过程和不同的阶段。电动汽车的发展阶段大致可分为起步、过渡和成熟三个阶段：起步阶段主要是电动汽车技术的探索和研究；过渡期是混合动力电动汽车的发展研究；

在成熟期，纯电动和燃料电池汽车是最终的发展目标。事实上，传统汽车行业受到金融危机的巨大冲击，由此引发的国际油价不稳定加大了节能减排的压力，动力电池技术的研发一直不景气，这导致一些主流汽车公司对纯电动汽车的研发资金增加，如丰田、大众、日产和比亚迪。我相信，在各国新能源产业政策的支持下，纯电动汽车的发展将迎来新的市场热潮。一、纯电动汽车的关键技术（一、动力电池）1。三元电池朝着高镍方向发展。目前，中国三元电池制造商主要生产NCM333和NCM523电池。NCM622已进入部分企业的材料供应链，处于研发阶段的NCM811有望在不久的将来得到应用。单个电池的能量密度将从200Wh/kg提高到250-300Wh/kg。在国际上，NCM622已经应用（宝马i3），NCM811已经小规模应用。

2.圆柱形电池朝着21700方向发展。特斯拉和松下在全球联合开发的21700电池容量为3-4.8Ah，质量为60-65克，能量密度为300Wh/kg，已应用于Model 3汽车。不过，目前国内还没有2.17万块电池在乘用车领域应用的案例，但一些企业已经开始布局。深圳自行车电池预测，21700块电池的容量可以达到6Ah。天鹏电源21700电池的能量密度为200-240Wh/kg；亿纬锂能21700电池单电池容量为4Ah，能量密度为215Wh/kg，计划在2019年推出260Wh/kg的产品。远东福斯特21700电池的计划电池容量超过5Ah；力神发布的21700单体电池容量为2-5Ah，能量密度为210-260Wh/kg。

（二） 电气驱动系统1。中国的汽车驱动电机技术处于世界领先地位。中国乘用车驱动电机产品功率密度达到3.3-3.6kW/kg（峰值功率/有效质量），最高转速提高到12800rpm以上；

商用车驱动电机的扭矩密度在18Nm/kg以上，最高转速在3500rpm以上。乘用车方面，如下图所示，中国驱动电机产品的功率密度达到了3.8千瓦/公斤（峰值功率/有效质量），扭矩密度为7.1Nm/公斤，与宝马i3的技术指标处于同一水平。

2.国内外汽车电机控制器技术现状。中国的汽车电机控制器技术正在迅速赶上国外同类产品。我国电机控制器的功率密度已达到12kW/L以上，控制器效率达到98%以上。从数值上看，接近2015年博世的水平，但这是标准模块封装下的性能参数，当客户根据不同要求定制封装时，中国电机控制器的指标数据会减少。然而，尽管技术水平仍落后于外国，但中国企业仍在迎头赶上。目前，已经开发出功率密度为18kW/L的定制封装电机控制器原型。

3.中国汽车电驱动系统的发展目标驱动电机“十三五”重点研发计划的发展目标是：乘用车电机功率密度为4kW/kg，商用车电机扭矩密度为20Nm/kg，继续保持国际领先水平。驱动电机控制器“十三五”规划重点研发计划的发展目标是：电机控制器能使功率密度翻一番，达到国际先进水平。具体技术目标是在2020年达到16-18千瓦/升，力争在2025年达到32-36千瓦/升（碳化硅）。

二是深度混合动力电动汽车的关键技术深度混合动力汽车的特点是动力系统以电机为基础，汽油发动机为辅助动力。该电机能够完全满足车辆在起步和低速时的功率要求。随着速度的提高，汽油发动机和电机将通过智能系统高效地协同工作，并可以驱动发电机为电池充电。（一） 系列混合动力系列混合动力当车辆行驶时，发动机不直接驱动车轮，而是充当发电机为电池充电，只有电池驱动电机驱动车辆。日产注意事项日产于2016年发布了一款名为e-power的动力系统，属于系列混合动力（扩展计划）。与传统的混合动力系统不同，日产e-power动力系统搭载了一台三缸1.2升排量发动机（HR12DE），具有以下技术特点：首先，采用米勒循环的工作原理，使发动机的膨胀比大于压缩比，并且在膨胀冲程中可以最大限度地将热能转化为机械能，这有助于提高发动机的热效率，降低油耗。第二，12:1的压缩比可以使混合物中的汽油分子更完全地蒸发，提高发动机的工作效率。第三，缸体采用真圆加工技术，使缸体内壁更加光滑，减少了活塞与缸体之间的摩擦，提高了工作效率，延长了使用寿命。与纯电动汽车不同，e-POWER动力系统的能源是发动机，而不是电池。

整个e-POWER动力系统可以使车辆的加速性能与纯电动汽车相同，并且主要部件与纯电动车辆相同（使用与Leaf相同的电机），从而降低研发和生产成本。由于发动机只负责发电，因此燃油经济性表现出色（根据日本JC08测试标准，Note e-power的油耗水平已达到37.2km/L）。

（二） 串并联混合动力混合动力当车辆行驶时，电机和发动机……

e可以单独驾驶车辆，并可以提供纯电动、纯油和油电混合动力三种驾驶模式。1.雪佛兰VOLT动力系统VOLT2018雪佛兰VOLT被称为Voltec，由充电接口、电子驱动单元、发动机和锂离子电池组组成。电压完全由电机驱动。当电池组耗尽时，1.5L发动机可以驱动发电机继续为车辆电驱动系统提供电能。它可以在纯电动模式下行驶53英里，在增程模式下行驶420英里。其工作模式如下：在插电模式下，外部电源为电池充电，电池为电机供电，电机为车轮供电；在增程模式下，发动机驱动发电机发电，发电机为电池充电，电池为电机供电，电机为车轮供电。

2.荣威eRX5荣威eRX5的动力系统主要由发动机和EDU电驱动变速箱组成。该发动机为代号为15E4E的1.5T发动机，最大功率为124千瓦，峰值扭矩为250牛米，与整个混合动力系统的核心执行器--EDU电驱动变速箱相匹配。它可以在纯电动模式下行驶60公里，在增程模式下行驶650公里。

3、比亚迪秦比亚迪秦最新的DMII系统不仅可以在纯电动模式和混合动力模式下行驶，而且在动力不足或高压系统出现故障时，可以单独使用发动机行驶，从而实现高压系统的独立性。该系统搭载1.5T涡轮增压发动机，最大功率为113kw，峰值扭矩为240牛米。六速双离合器变速器、110kW永磁同步电机和10kWh容量电池组合在一起，整个系统采用一体化设计，结构紧凑、布置方便，提高了结构强度。

三、 燃料电池汽车的关键技术（一）丰田1。车型基本信息丰田的燃料电池技术在世界上处于领先地位。以量产乘用车Mirai为例，其体积功率密度为3.1kW/L（比2008年丰田高2.2倍），发电量为114kW。根据美国环境保护局EPA的官方数据，Mirai的最高巡航里程可达312英里（约502公里）。2.燃料电池技术分析；细胞流动通道结构的创新。丰田Mirai搭载了新的燃料电池技术，创新性地使用了世界上第一个3D孔隙流道设计。3D孔隙流动通道是三维微晶格流动通道，其通过使空气在接触电极的方向上以湍流形式流动来促进氧向催化剂层的扩散。此外，通过优化流道的内部和外部形状以及流道表面的亲水性，可以将产生的水从电极快速排出并泵送到流道表面，以防止气体因流道中的水堵塞而顺畅流动，从而实现了电池组内表面上的发电均匀性，并减少了电池组之间的电压误差。此外，可以改变电池组内表面上的流道形式，并且可以缓解空气极上游的湍流，从而即使没有外部加湿也可以控制电极的干燥。0

正极的创新。电解质膜设计为薄层，厚度减少了1/3，电导率提高了3倍。通过降低密度和减薄衬底，气体扩散层可以将氧扩散率提高2倍以上。通过使用最佳的Pt/Co合金比，催化剂的催化活性提高了1.8倍。

1

通过上述技术创新，提高了气体扩散率，降低了浓度过电压；提高质子传导性，降低电阻过电压；

催化活性提高，反应过电压降低，相当于在单位面积不变的情况下，产生的电流大大增加，电流密度是原来的2.4倍。

2

取消加湿器。新型电池组的结构使空气通道和电极的两端在宏观上形成对流，灵活地利用电池组中空气通道向下流动产生的水，加湿氢通道上部的氢，通过氢的流动将水蒸气输送到氢通道下部，并通过电解质膜反向扩散水，从而在不添加额外加湿器的情况下对电极易于干燥的空气通道的上部进行加湿。

3

通过上述改进，丰田新型燃料电池组的体积功率密度提高了2倍以上（3.1kW/L），最大功率从90kW提高到114kW，相当于电池组功率增加了36%，电池组体积也减少了24%。

4

（二） 本田1。车型基本信息本田Clarity搭载的燃料电池体积功率密度为3.1kW/L，总发电量为103kW。整个电堆位于发动机舱内，两个氢瓶分别布置在后座下方和后方，最大储氢容量为141L（约5kg）。Clarity的最大巡航距离为366英里（约589公里）。2.燃料电池技术分析通过不断的技术改进，本田将Clarity新动力系统的电机高度降低了34%，燃料电池单元数量减少了30%。此外，新型燃料电池本身的厚度也减少了20%。虽然燃料电池的数量减少了，但每台燃料电池的产量增加了1.5倍，总功率达到了103kW。每个烟囱的体积只有33L，功率密度达到了3.1kW/L。一种新型的电动两级空气压缩机。它将空气输送能力提高了1.7倍，压缩机的体积减少了约40%。新型燃料电池电压控制单元。利用碳化硅功率半导体器件将燃料电池的电压输出提高到500V。此外，电机的最高转速也从之前的12500转/分提高到13000转/分，最高转速提高到166公里/小时。取消加湿器。为了提高燃料电池单元的发电效率，改善了氢气和空气的流动方向，使得产生的水在不添加加湿器的情况下在电池单元中循环，这使电池的输出功率增加了50%，体积减少了20%，并降低了生产成本。（三） 现代1。车型基本信息2013年2月26日，现代汽车发布了全球首款氢燃料电池汽车ix35FCV的生产版本。该型号配备了发电功率为95kW的燃料电池，可在-20℃下正常启动。同时，它配备了两个700巴的氢气瓶，可储存5.6公斤氢气，最大巡航里程为415公里。2017年8月17日，现代集团正式发布了一款名为新一代FCEV的燃料电池概念车型，并计划在2018年量产。该车型搭载了现代第四代燃料电池系统7，与上一代系统相比，升级了四项相关技术：燃料电池系统效率、性能（最大输出功率）、耐用性和储氢能力。2、燃料电池技术分析，提高燃料电池系统效率。通过提高燃料电池性能、降低氢消耗率和优化关键部件，新车型的效率与ix35燃料电池汽车相比提高了60%，与ix35燃油电池汽车相比提升了9%。由于系统效率的大幅提高，新车型预计将实现580公里的单次巡航里程（基于韩国测试标准）。提高了产品性能（最大输出功率）。与上一代相比，新款车型的最大输出功率提高了20%，达到163马力（约120千瓦）。此外，该系统还提高了车辆的冷启动能力，可以成功……

优化后在-30℃下启动。耐用性得到了提高。由于采用了高耐久性的催化剂技术，新型氢燃料SUV的使用寿命与上一代相比有了很大提高。储氢技术的优化。新型燃料电池汽车也显著提高了其储氢能力。通过塑料内衬结构的创新和高效分层，氢瓶的厚度和重量减少了10%，储氢效率提高了25%，从而实现了世界级的储氢能力。与之前的两个不同尺寸的氢气瓶相比，新款车型配备了三个相同尺寸的氢瓶，并且可以安装在座椅下方，从而确保行李箱具有与燃油车相同的使用空间。（四） 日产1。车型基本信息2016年，日产在巴西发布了全球首款由固体氧化物燃料电池（SOFC）驱动的原型车e-Bio燃料电池。原型机基于海外版NV200电动版打造，搭载5kW固体氧化物燃料电池和30L油箱，以生物乙醇为燃料发电，为24kWh电池供电，续航里程不小于600公里。2.燃料电池技术分析不需要外部氢气供应。与丰田的技术路线不同，日产的原型车不需要添加氢气，而是直接添加生物乙醇燃料，通过车内车载重整器的改造将其转化为氢气和二氧化碳。其中的氢气通过固体燃料电池堆与空气中的氧气发生电化学反应，从而发电。

5

降低对氢气纯度的要求。这种类型的燃料电池汽车可以使用低纯度氢气作为能源供应，并且可以利用现有的加油站储存生物乙醇，而无需建造新的加氢站。尽管固体氧化物燃料电池系统在工作时会产生二氧化碳，但包括甘蔗在内的一些植物在生长过程中需要吸收二氧化碳，因此这种电池可以实现整体碳平衡。（五） SAIC 1。荣威950 FULL CELL氢燃料电池汽车的基本信息配备了动力电池和氢燃料电池的双电源系统。除了传统的氢气补充外，电池还可以通过外部充电进行充电。该车配备了两个700巴的氢气瓶，氢储量为4.34公斤，最大巡航里程为430公里，最高时速为160公里/小时，可在-20℃下正常启动。总结（1）动力电池技术与国外相比存在一定差距。目前，中国三元电池制造商主要使用NCM333和NCM523电池。NCM622已进入部分企业的材料供应链，处于研发阶段的NCM811有望在不久的将来得到应用，电池芯的能量密度将从200Wh/kg提高到250-300Wh/kg。在国际上，NCM622已经应用（宝马i3），NCM811已经小规模应用。此外，圆柱形电池正从18650个逐渐发展到27100个。特斯拉和松下在全球开发的21700电池，单位容量为3-4.8Ah，质量为60-65克，能量密度为300Wh/kg，已应用于Model3车型。不过，目前国内还没有2.17万块电池在乘用车领域应用的案例，但一些企业已经开始布局。（2） 中国的汽车驱动电机技术处于世界领先地位。中国乘用车驱动电机产品的功率密度已达到3.3-3.6kW/kg（峰值功率/eimg/jndp/ig/20230304012836549396/11.jpg“/>

正极的创新。电解质膜设计为薄层，厚度减少了1/3，电导率提高了3倍。通过降低密度和减薄衬底，气体扩散层可以将氧扩散率提高2倍以上。通过使用最佳的Pt/Co合金比，催化剂的催化活性提高了1.8倍。

1

通过上述技术创新，提高了气体扩散率，降低了浓度过电压；提高质子传导性，降低电阻过电压；

催化活性提高，反应过电压降低，相当于在单位面积不变的情况下，产生的电流大大增加，电流密度是原来的2.4倍。

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取消加湿器。新型电池组的结构使空气通道和电极的两端在宏观上形成对流，灵活地利用电池组中空气通道向下流动产生的水，加湿氢通道上部的氢，通过氢的流动将水蒸气输送到氢通道下部，并通过电解质膜反向扩散水，从而在不添加额外加湿器的情况下对电极易于干燥的空气通道的上部进行加湿。

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通过上述改进，丰田新型燃料电池组的体积功率密度提高了2倍以上（3.1kW/L），最大功率从90kW提高到114kW，相当于电池组功率增加了36%，电池组体积也减少了24%。

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（二） 本田1。车型基本信息本田Clarity搭载的燃料电池体积功率密度为3.1kW/L，总发电量为103kW。整个电堆位于发动机舱内，两个氢瓶分别布置在后座下方和后方，最大储氢容量为141L（约5kg）。Clarity的最大巡航距离为366英里（约589公里）。2.燃料电池技术分析通过不断的技术改进，本田将Clarity新动力系统的电机高度降低了34%，燃料电池单元数量减少了30%。此外，新型燃料电池本身的厚度也减少了20%。虽然燃料电池的数量减少了，但每台燃料电池的产量增加了1.5倍，总功率达到了103kW。每个烟囱的体积只有33L，功率密度达到了3.1kW/L。一种新型的电动两级空气压缩机。它将空气输送能力提高了1.7倍，压缩机的体积减少了约40%。新型燃料电池电压控制单元。利用碳化硅功率半导体器件将燃料电池的电压输出提高到500V。此外，电机的最高转速也从之前的12500转/分提高到13000转/分，最高转速提高到166公里/小时。取消加湿器。为了提高燃料电池单元的发电效率，改善了氢气和空气的流动方向，使得产生的水在不添加加湿器的情况下在电池单元中循环，这使电池的输出功率增加了50%，体积减少了20%，并降低了生产成本。（三） 现代1。车型基本信息2013年2月26日，现代汽车发布了全球首款氢燃料电池汽车ix35FCV的生产版本。该型号配备了发电功率为95kW的燃料电池，可在-20℃下正常启动。同时，它配备了两个700巴的氢气瓶，可储存5.6公斤氢气，最大巡航里程为415公里。2017年8月17日，现代集团正式发布了一款名为新一代FCEV的燃料电池概念车型，并计划在2018年量产。该车型搭载了现代第四代燃料电池系统7，与上一代系统相比，升级了四项相关技术：燃料电池系统效率、性能（最大输出功率）、耐用性和储氢能力。2、燃料电池技术分析，提高燃料电池系统效率。通过提高燃料电池性能、降低氢消耗率和优化关键部件，新车型的效率与ix35燃料电池汽车相比提高了60%，与ix35燃油电池汽车相比提升了9%。由于系统效率的大幅提高，新车型预计将实现580公里的单次巡航里程（基于韩国测试标准）。提高了产品性能（最大输出功率）。与上一代相比，新款车型的最大输出功率提高了20%，达到163马力（约120千瓦）。此外，该系统还提高了车辆的冷启动能力，可以成功……

优化后在-30℃下启动。耐用性得到了提高。由于采用了高耐久性的催化剂技术，新型氢燃料SUV的使用寿命与上一代相比有了很大提高。储氢技术的优化。新型燃料电池汽车也显著提高了其储氢能力。通过塑料内衬结构的创新和高效分层，氢瓶的厚度和重量减少了10%，储氢效率提高了25%，从而实现了世界级的储氢能力。与之前的两个不同尺寸的氢气瓶相比，新款车型配备了三个相同尺寸的氢瓶，并且可以安装在座椅下方，从而确保行李箱具有与燃油车相同的使用空间。（四） 日产1。车型基本信息2016年，日产在巴西发布了全球首款由固体氧化物燃料电池（SOFC）驱动的原型车e-Bio燃料电池。原型机基于海外版NV200电动版打造，搭载5kW固体氧化物燃料电池和30L油箱，以生物乙醇为燃料发电，为24kWh电池供电，续航里程不小于600公里。2.燃料电池技术分析不需要外部氢气供应。与丰田的技术路线不同，日产的原型车不需要添加氢气，而是直接添加生物乙醇燃料，通过车内车载重整器的改造将其转化为氢气和二氧化碳。其中的氢气通过固体燃料电池堆与空气中的氧气发生电化学反应，从而发电。

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降低对氢气纯度的要求。这种类型的燃料电池汽车可以使用低纯度氢气作为能源供应，并且可以利用现有的加油站储存生物乙醇，而无需建造新的加氢站。尽管固体氧化物燃料电池系统在工作时会产生二氧化碳，但包括甘蔗在内的一些植物在生长过程中需要吸收二氧化碳，因此这种电池可以实现整体碳平衡。（五） SAIC 1。荣威950 FULL CELL氢燃料电池汽车的基本信息配备了动力电池和氢燃料电池的双电源系统。除了传统的氢气补充外，电池还可以通过外部充电进行充电。该车配备了两个700巴的氢气瓶，氢储量为4.34公斤，最大巡航里程为430公里，最高时速为160公里/小时，可在-20℃下正常启动。总结（1）动力电池技术与国外相比存在一定差距。目前，中国三元电池制造商主要使用NCM333和NCM523电池。NCM622已进入部分企业的材料供应链，处于研发阶段的NCM811有望在不久的将来得到应用，电池芯的能量密度将从200Wh/kg提高到250-300Wh/kg。在国际上，NCM622已经应用（宝马i3），NCM811已经小规模应用。此外，圆柱形电池正从18650个逐渐发展到27100个。特斯拉和松下在全球开发的21700电池，单位容量为3-4.8Ah，质量为60-65克，能量密度为300Wh/kg，已应用于Model3车型。不过，目前国内还没有2.17万块电池在乘用车领域应用的案例，但一些企业已经开始布局。（2） 中国的汽车驱动电机技术处于世界领先地位。中国乘用车驱动电机产品的功率密度达到3.3-3.6kW/kg（峰值功率/有效质量），最高转速提高到12800rpm以上。宝马i3的驱动电机在全球的功率密度为3.8kW/kg（峰值功率/有效质量），与中国的驱动电机水平基本一致。（三） 中国的汽车电机控制器技术正在迅速赶上国外同类产品的水平。中国电机控制器的功率密度已达到12kW/L以上，控制器效率达到98%以上，2015年才达到博世的技术水平。然而，在定制包装下，中国电机控制器的性能会下降，技术差距明显。然而，中国企业正在不懈努力追赶，并开发出了功率密度为18千瓦/升的定制封装电机控制器原型。（四） 纯电动驱动的技术路线已获得国际认可，扩展的r……

ge技术已经出现。2016年，日产发布了一款名为e-power的动力系统，属于串联混合动力（增程），其发动机不再与车轮相连，只起到给电池充电的作用。由于该发动机只负责发电，并且一直处于最佳工作范围，因此根据日本JC08测试标准，其油耗水平已达到37.2公里/升。2018款雪佛兰VOLT的动力系统被称为Voltec，其特点是整车完全由电机驱动。当电池组的电力耗尽时，1.5L发动机可以驱动发电机继续为车辆的电驱动系统提供电力。它可以在纯电动模式下行驶53英里，在增程模式下行驶420英里。上汽自主研发的荣威eRX5也有增程模式，系统更倾向于纯电动驱动的设计。只有当功率较低并且需要较大的扭矩输出时，发动机才会开始干预。它可以在纯电动模式下行驶60公里，在增程模式下行驶650公里。（五） 日本引领全球燃料电池技术发展，中国燃料电池乘用车产业化进程缓慢。2014年，丰田发布了燃料电池车型Mirai，该车型配备了体积功率密度为3.1kW/L（比2008年丰田高2.2倍）的燃料电池系统，发电量为114kW，最大巡航里程为312英里（约502公里）。本田Clarity于2016年推出。其燃料电池的体积功率密度为3.1kW/L，总功率为103kW，最大巡航里程为366英里（约589公里）。2016年，日产在巴西发布了全球首款由固体氧化物燃料电池（SOFC）驱动的原型e-BioFuel-Cell，巡航里程不低于600公里，计划于2020年正式发布。中国的燃料电池乘用车以上汽荣威950 FULL cell为代表，搭载动力电池和氢燃料电池双电源系统。除了常规的氢气供应，它还可以通过外部充电为电池充电，最大巡航里程为430公里，在-20℃时可以正常启动。五、发展建议电动汽车的出现为中国从汽车大国走向汽车强国提供了机遇。建议国家层面坚定不移地支持电动汽车关键技术的发展，并继续设立科研项目，特别是在我们仍然薄弱的领域，如电池材料、结构设计、产业支撑、生产设备等，碳化硅功率器件等。插电式混合系统和深度混合系统；

燃料电池等关键技术纯电动汽车发展的关键技术：车身、底盘、动力电池组、电机、电机控制器和辅助设备是纯电动汽车的主要部件。纯电动汽车在新能源汽车分类中发挥着重要作用，国内外对纯电动汽车的研究有着良好的发展。做好纯电动汽车关键技术的研发并不容易，这需要汽车制造商和研究人员在许多关键技术上取得突破。其中，电动汽车的结构、电池组、电机、电子控制和电源管理技术将是发展电动汽车最关键的地方。1电池技术纯电动汽车动力电池的发展经历了三代，第一代是铅酸电池，第二代是碱性电池，第三代是燃料电池。各种类型的电池的性能比较如表1所示。然而，这些电池技术已经成熟但相对陈旧，需要开发新的电池技术，如模块化电池技术和无线快速充电技术，以有效提高电池性能。2电机及控制技术驱动电机也是纯电动汽车的关键部件。为了使纯电动汽车具有良好的驾驶性能，驱动电机应具有宽转速范围、高转速和大扭矩的基本特性。此外，它还应具有重量轻、体积小、机械效率高、制动效率高和能量回收率高等财产。纯电动汽车驱动电机的性能如表2所示。在机电一体化快速应用的时代，智能数字控制系统得到了广泛的应用。自适应、变结构、遗传算法模糊、神经网络等非线性智能控制技术也将迅速应用于电机控制系统。合理使用这些技术将使系统结构更加优化，响应更加灵敏，抗干扰能力更强，这将大大提高整个系统的综合性能。3汽车技术纯电动汽车是一种综合性很强的多学科产品。除了动力电池、电机和电控系统外，车辆的总体布局和车身结构也是最基本的部件。汽车技术的研究大多借鉴传统燃油汽车的经验教训，并将其作为电动汽车改进的基础。铝镁合金等轻质材料、优质合成钢和碳纤维等材料的使用将大大减轻车身重量；使用高性能子午线轮胎将降低车辆行驶过程中的车轮滚动阻力；流线型车身造型可以减少汽车的空气阻力等等。其中，车身轻量化一直是纯电动汽车所有整车技术的核心研究内容。纯电动汽车配备了动力电池，增加了整车的重量，因此轻量化问题更加突出。轻型汽车的技术主要包括以下几方面。首先，使用轻质材料，如铝合金和碳纤维。其次，通过结构优化，利用CAD/CAE技术对车身结构进行了多模态强度分析和模态分析，并将计算和试验相结合，验证了该结构是最优的，达到了减轻重量的效果。第三，采用先进的汽车制造技术，如激光拼焊。4能量管理技术高比能、高比功率、使用寿命长的电池是电动汽车具有高续航里程和良好动态特性的必要条件，但一个优秀的电池能量管理系统不仅可以延长电池的使用寿命，还可以增加电动汽车的续航里程。电动汽车ECU是一种能源管理系统。一方面可以采集汽车各子系统的实时运行数据，用于实时监测和维修诊断；

另一方面，它具有控制充电和放电模式以及显示剩余电池电量的功能。能源管理系统是电动汽车的安全保障，需要执行许多功能，负担前所未有。它不仅可以在线修复电池，还可以实时保护电池，监测电池的电压、电流和温度，建立安全保护机制，有效提高电池的使用寿命。电动汽车产业化前景技术成熟度、使用方便性和经济性是影响电动汽车普及的主要因素。电动汽车必须在这三个方面具有与燃油汽车相比的核心竞争力，才能使电动汽车得到应用和量产。通过对纯电动汽车行业的调查分析，我们可以看到推动其发展的主要因素，如技术、能源和政府政策。纯电动汽车产业的发展必须与汽车技术、市场需求、政府支持和能源相协调，才能更快地实现工业化，才能有效缓解日益严重的能源和环境问题。在机电一体化快速应用的时代，智能数字控制系统得到了广泛的应用。自适应、变结构、遗传算法模糊、神经网络等非线性智能控制技术也将迅速应用于电机控制系统。合理使用这些技术将使系统结构更加优化，响应更加灵敏，抗干扰能力更强，这将大大提高整个系统的综合性能。3汽车技术纯电动汽车是一种综合性很强的多学科产品。除了动力电池、电机和电控系统外，车辆的总体布局和车身结构也是最基本的部件。汽车技术的研究大多借鉴传统燃油汽车的经验教训，并将其作为电动汽车改进的基础。铝镁合金等轻质材料、优质合成钢和碳纤维等材料的使用将大大减轻车身重量；使用高性能子午线轮胎将降低车辆行驶过程中的车轮滚动阻力；流线型车身造型可以减少汽车的空气阻力等等。其中，车身轻量化一直是纯电动汽车所有整车技术的核心研究内容。纯电动汽车配备了动力电池，增加了整车的重量，因此轻量化问题更加突出。轻型汽车的技术主要包括以下几方面。首先，使用轻质材料，如铝合金和碳纤维。其次，通过结构优化，利用CAD/CAE技术对车身结构进行了多模态强度分析和模态分析，并将计算和试验相结合，验证了该结构是最优的，达到了减轻重量的效果。第三，采用先进的汽车制造技术，如激光拼焊。4能量管理技术高比能、高比功率、使用寿命长的电池是电动汽车具有高续航里程和良好动态特性的必要条件，但一个优秀的电池能量管理系统不仅可以延长电池的使用寿命，还可以增加电动汽车的续航里程。电动汽车ECU是一种能源管理系统。一方面可以采集汽车各子系统的实时运行数据，用于实时监测和维修诊断；

另一方面，它具有控制充电和放电模式以及显示剩余电池电量的功能。能源管理系统是电动汽车的安全保障，需要执行许多功能，负担前所未有。它不仅可以在线修复电池，还可以实时保护电池，监测电池的电压、电流和温度，建立安全保护机制，有效提高电池的使用寿命。电动汽车产业化前景技术成熟度、使用方便性和经济性是影响电动汽车普及的主要因素。电动汽车必须在这三个方面具有与燃油汽车相比的核心竞争力，才能使电动汽车得到应用和量产。通过对纯电动汽车行业的调查分析，我们可以看到推动其发展的主要因素，如技术、能源和政府政策。纯电动汽车产业的发展必须与汽车技术、市场需求、政府支持和能源相协调，才能更快地实现工业化，才能有效缓解日益严重的能源和环境问题。

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