《换道赛车：新能源汽车的中国道路》阅读感想 - 1

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《换道赛车：新能源汽车的中国道路》阅读感想 - 1 [复制链接]

        收到《换道赛车：新能源汽车的中国道路》书籍后，这几天就迫不及待的拜读了前几章。书中系统性的讲解了汽车诞生和发展的历程，尤其是伴随着电子工业技术的发展和人们对于传统意义下的汽车功能赋予了更高层次的定义，从而无形中凸显出了汽车产业逐步向着节能化和智能化发展的必然性。

        通过拜读文章，粗略有以下几点见解并掺杂了部分个人观点。

1. 汽车的诞生以及现代汽车化的发展趋势。
   1. 随着工业革命，分别为汽车工业的机械、动力驱动以及电动化提供了技术支持。
   2. 随着集成电路和电子工业技术的发展，必然会整合汽车的各个ECU设计（电子控制单元），从而现代化汽车趋向于更集成和更智能。
   3. 近些年物联网技术的发展也体现在了汽车行业，早些年公司里就已经在开发车联网技术，这也是迎合市场应用的需求。
   4. 随着传统燃油车对于空气的污染以及全球能源危机的意识，新能源汽车的发展也成为必要的选项。
2. 我国针对新能源汽车产业的前瞻和布局以及产业化发展
   1. 恰逢汽车行业由燃油化向电动化转型时机，我国抓住换道竞赛，提前研究新能源汽车技术并实现新能源汽车产品化。
   2. 借助北京奥运会，不仅验证了新能源汽车的性能，并且成功的向世界展示了我国在新能源汽车领域的产业化发展技术实力。
   3. 放开新能源汽车的外资占比限制，让新能源汽车行业适应市场竞争，从而行成良性发展。
3. 新能源汽车行业发展绕不开的话题：充电、换电
   1. 投资和收益不成比例之初，政府充当先头军，国有企业先走一步建设充电桩，破新能源汽车充电桩之局。
   2. 根据市场应用环境，因地制宜提倡建设充电桩，为新能源汽车行业良性发展布局。
   3. 满足充电条件后，即是提升充电性能：快充，以及提升充电体验：换电。当新能源汽车的换电桩实现完全覆盖后，新能源汽车的应用将会得到极大的普及。
4. 新能源汽车的核心部件：三电系统
   1. 伴随着新能源汽车的发展和普及。传统燃油车的内燃机动力系统部件：发动机、变速箱，正逐渐被新能源汽车的核心三电系统：电池、电机和电控所替代。
   2. 动力电池作为新能源汽车的关键部件随着技术的发展也在迭代升级。十年前我在做电动工具时，动力电池主要是采用18650型的圆柱锂电池。但是现在新能源汽车中推出了较大体积和功率密度的4680型的方形电池。
   3. 由于锂电池的高功率密度以及新能源汽车电池包的母线电压较高（200V ~ 750V，目前也有800V技术在应用），电池管理系统显得尤为重要。说回十二年前，我当时为公司的扫地机器人电池包设计过一款电池包充放电测试设备，当时的电池包采用12节的镍氢电池串联，电池包母线电压也才14.4V。测试设备只需要考虑到电池包的预充电流，恒充电电流和涓流充电流，放电电流，放电电压，充放电过程中的电池包温度，以及不同容量电池包的充放电时间范围。对比新能源汽车电池管理系统，还需要考虑到电池包充放电时的安全保护以及电池寿命考虑等。比如在快充时，每节电芯的温度以及充电电流都会影响到安全性，为了提高电池包的使用寿命，需要采集每节电芯的电压并配以主动均衡（AFE）或者被动均衡（DFE）技术来平衡每节电芯的电能，电池包的各项参数不仅需要采集和故障诊断，还需要通过通讯总线将数据传输到汽车的显示界面乃至手机终端。
   4. 电机作为新能源汽车的驱动部件，承担着传统燃油车发动机的工作职能。永磁同步电机由于其体积小、质量轻、功率密度以及效率高，目前不仅应用在工业伺服控制领域，也同样应用在新能源汽车行业并且占有主要地位。电机如果工作温度过高，不仅电机的漆包线会有损坏风险，同时电机也会退磁，所以电机工作时的散热非常重要。
   5. 电机控制系统（电控）的重要性对于新能源汽车来说不言而喻。与低压小功率电机控制领域采用MOSFET作为驱动功率元器件不同，新能源汽车电机控制器主要是采用IGBT。不过近几年推出的SiC MOSFET由于其高耐压以及低导通阻抗（高效率），也在被一些厂家所尝试。扩展一句，在工业控制领域，大功率伺服驱动器中的主要驱动功率元件也为IGBT或者IGBT模块，目前也在尝试应用SiC MOSFET。随着半导体技术的逐步发展，相信电机驱动功率元件（如IGBT, SiC MOSFET）以及功率元件的驱动芯片（gate driver）的性能也会得以提升，从而提高电机控制系统的效率，新能源汽车的续航能力得到提高。