導讀：無論是因為火電的燃料――煤炭能源的短缺，還是因為“雙碳”與能耗雙控的強制約束，在現實層面都無不反映出能源危機情況愈發嚴峻，清潔能源、綠色能源、可持續發展是全球所有國家未來能源發展的宗旨。
汽車的新能源之變，不僅在一塊電池
在交通出行領域，電動車的全生命周期計算中，電動車也比燃油車更低碳，發展電動汽車是實現碳減排的重要措施，由此全球汽車市場進入產業轉型升級的調整期。
“全面新能源倒計時”已經啟動，近日奧迪宣布2026年停售燃油車，此后所有車型都會改為電動車；大眾隨后也表示計劃在2035年之前停止在歐洲銷售燃油車。除了汽車廠商紛紛宣言，也有許多國家開始考慮禁售傳統燃油車，并且公布了明確的時間表，荷蘭、德國、印度等計劃在2030年，英國、法國計劃在2040年停售燃油車；而中國臺灣和海南分別表示在2040年和2030 年停售燃油車。汽車的電動化趨勢進程加速，電動車對于傳統燃油車來說，不只是停留在過去的競爭，而是逐漸進入到被淘汰的局面。
曾幾何時，續航與電池安全的限制是人們避開選擇電動汽車的主要理由，現在是大型真香現場，燃油車未來的倒戈，蔚來汽車、智己汽車、廣汽埃安相繼宣布將推出1000公里續航電動車，而在2017年的時候電動車的續航里程還在300公里左右晃蕩。性能與續航給電動車帶來質與銷量的飛躍，但我們的目光一直都只聚焦在電池性能的分析與加持上，忽略了電動車其他系統帶來質的變化。而這些變化和動力電池的整合才帶來了電動車的繁榮，這些被忽略的就是今天主要想談論的。
雙管齊下：驅動與控制方式的變革
駿馬在草原的飛速奔馳源于強健有力的四蹄，腳踩油門發動機的轟鳴是化石燃料帶來的飛馳力量，電動汽車則是將電池包中的電能充分發揮變為漫漫長路的續航里程。
從能源的角度來看，動力裝置的作用是其他形式的能量轉化為機械能，例如發動機就是把儲存在油箱里的汽油送到汽缸中燃燒，并把燃燒產生的熱能轉化為機械能。而電動汽車是把儲存在電池包里的電能送到電動機，并把電能轉化為機械能。
與傳統燃油車相比，電動汽車最大的變化就是其驅動方式和
控制系統的改變，由于電動汽車并不使用發動機，而是使用電機來進行驅動，而電控系統作為變速箱功能的替代，所以發動機艙內部減少了很多的部件，其中包括發動機、變速箱、進排氣、傳動鏈等配置，內部空間變得更大，而這樣的結構改變帶來了巨大的變化：
1.能源效率的質變，傳統燃油車的發動機驅動模式能耗燃燒效率為30%，浪費的能量大部分轉化為熱能耗散了，而電動汽車的電機驅動能量轉化效率在90%左右，兩者幾乎三倍的差距，同時控制系統也可對能量進行重新回收與分配。
2.性能的提升，發動機與電動機的轉矩特性完全不同，電動機可以從零瞬時加速到最大轉矩，而燃油車發動機還需要依靠變速箱一節節升檔提速，同時電控系統可應對多種復雜工況，可滿足頻繁起停、加減速，低速/爬坡時要求高低轉矩的轉換，據悉，蔚來的電動超跑車百公里加速時間僅為2.7s。
3.車損維護的便利，發動機的機械結構多元且復雜，牽一發而動全身，每個環節出現故障需要整車去
維修，電動汽車舍棄的發動機系統讓結構變得簡單，維修也變得容易，減少了很多的維修項目。
4.體驗的升級，少了內燃機的轟鳴聲，驅動方式的變革使得電動車的整車簡潔并且噪音低安靜。
電動汽車在電驅系統和電控系統的加持下，給汽車整車帶來較大性能與體驗的變革，但國內在電機、電控領域的自主化程度仍遠落后于電池進化的進度，部分電機電控核心組件如IGBT 芯片等仍不具備完全自主生產能力，具備系統完整知識產權的整車企業和零部件企業也是少數。電機、電控的技術和制造水平直接影響整車的成本與性能，而可靠性、安全性、和高集成是電機系統與電控系統未來發展的一致目標，集成度高結構緊湊，重量減輕，無論是工藝的改變還是技術的革新，都對車輛的高可控精度與動態響應速率提出了高要求。
當然對于電動汽車來說，可靠與安全是永恒的話題，電動汽車在安全系統方面也有新的變化。
保障安全的升級
我們知道，電動汽車的安全威脅不僅僅是存在于智能化后的算法與功能設計的缺陷可能帶來的風險，人們害怕電動汽車的事故最重要的原因之一是電池爆燃帶來的威脅和傷害太嚴重。比如車輛在靜態情形下，由于電池系統管理不完善、通訊不兼容、與充電設備通訊障礙導致的電池過充、短路、漏液等問題不能提前監控、報警，從而引起熱失控、自燃、起火，這類情形需要通過電池管理系統(BMS)實現對電池安全的管理。電池管理系統是通過CAN通訊協議，實時雙ECU多層級監控，使得充電設備與電池管理系統之間的通訊順暢和協調，確保電池的安全。
充電過程中，電芯、BMS、傳感器，三個環節配合不好，自燃就有可能發生。而對于動態的電池充放電的溫度變化，首先電池本身的pack設計很重要，需要保證電池散熱和可靠性，其次電動汽車的電池包恒溫熱管理技術，將電芯溫度更加穩定地控制在高效、安全的溫度區間。
恒溫熱管理技術在每個電芯模組內布置兩個溫度傳感器，精確監測每個模組內部電芯溫度，并通過BMS和BTMS精確管理所有電芯，將電芯溫差控制在±2℃，確保電芯溫度均勻性。其應急防爆泄壓設計，一旦出現問題將強制啟動液冷裝置，對問題電池進行熱失控管理，將電池置于安全的金鐘罩中。
電池管理系統(BMS)在這個電池安全系統中充當了大腦的角色，實時估測電池的荷電狀態，檢測使用狀態，對電池進行直接管控。對于大腦來說反饋的信息越多，決策也就越準確，這就對傳感器提出了要求：不僅數量合適，精度也要高，這樣反饋的數據越全面，BMS對電池的判斷則會越準確。
當然有子系統對電池的直接安全管理，也會有整車控制器從整車的角度檢測，并對可能出現的危險進行及時處理以保證安全，比如增加了對強電環節的高壓電安全保護措施。安全總是需要有冗余考慮的，熱失控下的應對方法多種多樣，汽車廠商為了做到熱失控管理也計劃從犧牲電池的能量密度和成本考慮，未來將內置滅火裝置、防爆閥、氣凝膠等新型方式都用上。
電動車的安全系統有BMS與整車控制器的金鐘罩保護，補能方式也是區別燃油車且又最需要關注的地方，沒有能源的補給，電動車趴窩跟個巨型的玩具車沒什么兩樣。
兩種補能模式：充電樁與換電站的協同
充電樁與換電站是電動車的生命能源，是整個電動汽車產業的基礎保障與關鍵環節，其也在去年被納入到新基建的內容中。近幾年我們在一座座化石燃料加油站旁邊，看到越來越多的充電樁與換電站冒頭。
在2011年的早期起步階段，主要的補能模式是以掌握核心資源的大型國有企業決定，國家電網和南方電網等提出推行“換電池”為主的發展模式。國電電網確定了“換電為主、插充為輔、集中充電、統一配送”的運營模式。但早期的換電模式并不成功：
1.換電站的建設費用高昂，十年前電動汽車的數量相對來說數量太少，而為這些數量較少的汽車建立充電樁換電站成本太高，成本無法攤薄。
2.換電站兼容性較差，早期的市場行業內沒有通用的標準可以統一，同品牌不同型號的車輛電池型號不同，跨車型共享難。
3.運營困難，國企以及車企等也沒有整合資源，發展得并不理想。
充電模式在這個背景下開始崛起。據悉截至今年4月，全國充電基礎設施累計數量為182.7萬臺，同比增加42.0%。公共充電基礎設施累計數量86.8萬臺，同比上漲58.8%。隨車配建充電設施新增95.9萬臺，同比上升29.6%。
目前國內車樁比已經達到了3：1，而根據工信部發布的《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035)》征求意見稿，預計到2030年，我國新能源汽車保有量將達6420萬輛。按照車樁比1:1的建設目標來計算，未來十年我國充電樁建設將存在缺口，顯然，充換電基礎設施建設也將成為重中之重。
市場快充樁紛紛冒頭崛起，換電方面，車電在數10秒就可完成分離換電，速度進化得非常快，無論是充電、換電模式還是兩者的協同運行方式，都給行業創造了多種新興的補能方式，傳統的化石燃料補給的局面也被打破。雖然現在只是撕開了小口子，但是在“雙碳”達標，禁售燃油車的未來背景下，化石燃料這種補能方式也終將成為時代車輪下的砂礫，隨風消散。
遠瞻充換電技術的未來，也向著高壓大功率快充、無線充、V2G技術儲電等方向發展：
1.高壓大功率快充技術是未來充電技術的發展方向，現在技術的限制下，大功率快充帶來的安全隱患和損傷電池方面還有待技術攻克。
2.無線充電技術，因為成本高以及高強度的電磁輻射，暫時商業化挑戰較大，未來成本的變化和規模的使用有望改變局面。
3.V2G技術，即電動汽車的電輸送給電網的技術，電動車充當可再生資源和電網之間的緩沖儲能器，可減緩電網壓力，節省充電成本，構建智能化充電網絡，形成車網協同生態。
4.超級充電標準、換電技術標準的統一，超級充電標準是面向下一代全球統一的充電接口技術，這也是大功率快充技術的基礎；換電站將采用模塊化設計，將技術產業化和標準化，兼容多車型，統一電池包實現換電站共享化。
電動車的飛速發展帶來這些新的技術革新也好，可持續的模式更迭也罷，都給整個交通出行領域帶來了一些創新和市場機遇，帶動了整個行業向著清潔化、綠色型、共享化的方向發展。
時代的能源需求、進階與國家的政策支持都讓這個行業如滿電般的高效運轉，電動汽車的背后有無數個心愿一致的訴求――綠色可持續的發展。達爾文曾在《物種起源》中詳細介紹了人類的進化，他的“進化論”是生物依據大環境背景的改變從而做出升級來適應環境，這是一個漫長且艱辛的過程。
當預測到發展模式讓環境變得越來越不可控，能源危機等帶來的侵害愈加廣泛時，適應環境變化已經行不通，必須要主動地去改善環境，人類不可持續的能源行為、活動都需要改頭換面，出行領域從制造到運行再到回收整個生命流程都在整改的范圍內，無可避免的艱辛過程才能孕育出綠色可持續發展的果實，正是改變的因與執行的果之間螺旋纏繞向深飛躍，才能給后至的生靈帶來生生不息。
資料來源：腦極體
