发展新能源汽车，是落实我国“双碳”战略目标的有力支撑，也是全球汽车产业竞争的关键。从2001年实施国家高技术研究发展计划“863”专项以来，我国新能源汽车产业取得了长足发展，市场规模、发展质量呈现双提升的良好局面，在“三电”关键核心技术领域也持续取得创新突破。

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但与此同时，还有一些上游材料和关键零部件尚未实现自主可控。如何攻克技术短板、实现发展新跨越，成为行业共同关注的课题。在5月19日举办的第三届车用动力系统国际高峰论坛“三电专场”上，支持人哈尔滨理工大学教授、俄罗斯工程院外籍院士蔡蔚讲述了我国近年来电机、电池和电控领域的发展与现状：动力电池能量密度和性价比大幅提高，我国处于国际领先地位；驱动电机和功率电子控制器功率密度成倍提升，从电驱动总成到核心部件减/变速器、电机、控制器国产化占比在60-74%之间。自主IGBT功率模块市场占有率已经占比50%，但是上游绝缘等材料、高速轴承等部件、SiC功率器件和MCU等控制芯片和集成电路等仍依赖国际市场，产业链有待进一步完善。电驱动系统等的性能指标处于全球先进行列，但距Lucid Air等国际领先水平尚有差距。与会的专家学者和企业代表聚焦“三电”，针对驱动电机系统、动力电池技术和整车控制等问题进行了研讨。

电驱动系统集成化、电机扁线化成主流

电驱动系统作为新能源汽车的核心零部件之一，其高效化、轻量化、小型化、高性价比是未来的趋势。而电驱系统“多合一“集成化、电机高速化、高电压、绕组扁线化是实现轻量化和小型化的主要技术路线。

“推动电机技术的创新，响应市场需求，要在材料和工艺水平两方面下功夫。”上海易唯科电机技术有限公司总工程师曹红飞坦言，电机的材料主要包括硅钢片、铜线、磁钢以及绝缘材料等，近十年来电机基础材料的性能，除了硅钢片变薄点，铜线由圆线变成扁线外，其他的变化不大。因此，电机的主要技术创新靠的是工艺突破。

“扁线电机使用的是矩形导线，相比于圆线，扁线能够让线圈缠绕更加紧密，槽满率大幅提升。这一工艺变化，意味着在相同体积下，扁线电机槽内的铜线更多，空间利用率更高，传热效率更高，不仅能够带来较大的功率密度的提高，还能减少噪音。所以，2019年以来，扁线电机逐渐崛起成为市场主流。”曹红飞进一步指出，尽管扁线电机性能优势明显，但仍存在不少问题，例如其柔性生产能力差，导致投资风险大、交流损耗仍需进一步降低以及工艺壁垒高等。

目前来看，我国的扁线电机技术仍需努力，曹红飞认为，下一代扁线电机一定是更高的功率密度，适合于更高转速，满足更高电压需求。“我们做的第三代扁线电机，长度大概88毫米，扭矩为340Nm，最高效率电机加电控是96.5%。相较于行业水平来说，第三代产品在扭矩密度和效率上有明显提高。不过，目前还要解决更好的绕组成型柔性、焊接等瓶颈问题。”

新能源汽车行业追求“降本增效”的旋律下，电驱动系统的集成已走过最简单的结构集成，正往更深入的集成发展。如今，三合一成为主流，多合一蓬勃发展，成为行业公认的发展方向。华为数字能源技术有限公司智能电动业务部副总裁彭鹏认为，电驱动总成趋于“多合一”发展，一方面基于纯电动市场对性价比的需求，另一方面是智能化特征开发需求，尤其是动力领域智能化的开发需求。

“从表象上看，其发展是从分离部件、“三个一”、“六合一”到“N合一”的过程，实质上是从硬件融合、电气融合到芯片融合的过程，从而满足更高的性价比、未来智能化的需求，我们也正分阶段布局推进。”论坛上，彭鹏分享了华为在“多合一”电驱动总成布局上的最新进展，并详细介绍了华为多合一电驱动解决方案为用户带来的融合极简、安全可靠、卓越体验和AI云智等价值。

此外，在《高性能电驱系统关键技术》的主题演讲中，无锡星驱动力科技有限公司电驱系统开发总监韩韬分享了星驱在高性能电驱系统关键技术领域的思考与所取得的成果。同时，对于电驱动系统下一步的发展，韩韬指出，未来将会研究配置单电机、双电机及其他应用电机的架构、轻质材料的应用开发、关注混合励磁电机、聚磁型电机、多态电机，磁齿轮复合电机以及电机新型材料等多方面。

多技术路线并行 动力电池面临升维挑战

动力电池的能量密度，是决定新能源汽车性能和续航里程的重要因素。所以，动力电池产业的发展一直备受关注。作为新能源汽车的核心部分，我国动力电池的材料和新技术应用不断取得突破。

“无论是从电池市场占有率，还是从正极、负极、隔膜、电解液等材料市场占比来说，中国动力电池产业和技术水平都处于全球领跑位置。”中国电子科技集团公司第十八研究所研究员级高工肖成伟指出，当前，动力电池主要按照两大方向发展，即高比能和低成本，其中，高比能方向以高镍三元为代表，经济型以磷酸铁锂为代表，两者之间存在一定交叉。而在结构创新上，不论是电芯还是电池系统，整个行业从提高能量密度、安全性角度做了很多工作，比如刀片电池，可以在CTB（电池车身一体化）系统中做应用；大方形电池在CTP（电池无模组）系统中做应用；大圆柱可以在CTC（电池底盘一体化）系统中做相应应用。

针对动力电池技术发展现状和发展趋势，肖成伟进行了详细介绍。同时，他指出，进一步提升电池能量密度，材料技术将发挥核心作用，富锂锰基是产业研究的热点方向，目前已实现小批量的生产和应用。在负极材料方面，从石墨到硅基，到金属锂目前已开始产业化。另外，固态电池和固液混合电池也是产业下一步布局的重点。目前，国内外在固态电池和固液混合电池领域已形成了研发热潮。具体而言，360Wh/kg固液混合电池已经实现了小规模量产和应用；400Wh/kg或800Wh/L固液混合或全固态电池是今后一段时间开发的重点；500-600Wh/kg全固态电池还是处于基础研究阶段。在新体系研发方向，钠离子电池等也逐步推进到产业化程度，金属离子电池像钾、钙、镁等尚处于基础研究阶段。

在着力提升动力电池能量密度的同时，动力电池安全性技术也需要进一步提升。肖成伟认为，下一步要提升电池智能化，将电池内置和外置的传感器技术，以及智能材料做相应的应用，可通过数据驱动、建模等方式，对电池性能和安全性做预测和预警。同时，高比能电池系统集成能实现大功率、大倍率快充，适应北方低温的使用环境，而从安全性角度来说，热扩散防护方面进行相应的技术应用，既保证了电池过强标安全性能的提升，也能保障电池使用过程中安全性的提升。

北京理工大学机械与车辆学院电动车辆国家工程研究中心助理教授、副研究员李磊指出，除了续航焦虑、价格偏高外，动力电池引发的安全事故，也就是热失控事故，已成为电动汽车发展的制约因素。而精准的动力电池安全风险预测和防控是消除消费者安全焦虑、推动行业发展的最主要措施和手段。

在李磊看来，加强电池安全风险防控，可以从以下多个维度入手。例如要在本征上制造比较安全的电池，即针对电子材料改性、电气结构进行安全设计；主动辨识安全风险，动力电池参数的状态和辨识至关重要，依据车和云端的共同管控，可以对动力电池的老化特性和安全边界进行状态评估，同时对安全风险和异常数据的辨识，做到对安全问题的提前预警；进行热失控蔓延防护设计，在单体电池出现热失控后，阻断热失控传播，不造成整个电池包的热失控。

“目前，我们实现了从典型场景的预警到全场景的实时预警，从短时预警到长时间的风险预测；我们的安全设计，能够助力电池安全的整体性提升。同时，通过融合大数据赋能，可实现动力电池安全事故的可防可控。”李磊说到。

此外，英国伯明翰大学研究员、伯明翰CASE车辆研究及教育中心秘书李季在演讲中探讨了人工智能在车用动力系统数字化研发中的作用。他表示，整个汽车行业正面临着智能化和数据驱动的运营范式转变，车用动力领域需要加速数字化转型，并且明确关注集成系统的解决方案，从而通过分析从中获取数据价值。

同济大学教授高炳钊则就汽车预测节能优化控制系统研发进行了分享。他强调，“双碳”目标的驱动下，汽车产业面临巨大的节能降碳挑战，将预测控制的理论方法应用到车辆的预测优化中来，实现在线的实时计算，并利用数据进一步做优化，能够帮助车辆实现较好的节能效果。