是什么在颠覆汽车行业？

　　据EV-volumes 数据，尽管遭遇新冠肺炎疫情的不利影响，2020 年全球新能源汽车销量为324 万，同比增长了43.36%；中国新能源汽车销量首次突破100 万台；欧洲的新能源汽车销量首次超过中国；在挪威，电动汽车销量占比已达到创纪录的54.3%。2021 年，中国国内的新能源汽车的走势也持续向好，月度产销保持在20 万辆以上。截至2021 年4 月，新能源汽车产销双双超过70 万辆，分别达到75 万辆和73.2 万辆，同比增长2.6 倍和2.5 倍。

　　在这一背景下，由先进电池材料产业集群与荣格工业传媒联合举办的“2021 新能源汽车产业发展高峰论坛”在深圳举办，峰会以“新型、安全、环保”为主题，重点关注三电系统的发展与先进制造关键技术、智能制造数字化转型、汽车轻量化及环保材料，为企业在后疫情时期调整研发策略、优化产品性能、提升生产效率以实现成功转型共谋出路。本期，我们撷取了部分会议亮点，以期能为我们的读者带来一些新的思考。

　　能源变革推动汽车产业发展

　　我国力争在2030年前碳排放达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和，“碳中和”这一新型绿色发展理念在今年的全国两会上被首次写入政府工作报告，“清洁汽车” 受到了越来越多的关注。低碳化、互联网化、智能化是未来能源变革的重要技术方向。广东省新能源汽车产业协会秘书长周发涛认为，“发展新能源汽车是资源环境的必然要求，是建设汽车强国的必由之路。中国汽车年销量已连续多年位居世界第一，但从千人汽车保有量来看，仍属于年轻的汽车消费市场。”

　　周发涛在会上介绍，汽车行业分类型实行过渡期开放， 2018 年取消专用车、新能源汽车外资股比限制；2020 年取消商用车外资股比限制；2022 年将取消乘用车外资股比限制，同时取消合资企业不超过两家的限制。“据中国汽车流通协会发布的数据显示，中国新能源汽车产业的产能过剩问题已经相当严重。国内已经落地的新能源整车项目超过了200 个，相关投资金额高达1 万亿元以上，各类车企已经公开的新能源汽车产能规划超过2000 万辆，是《汽车产业中长期发展规划》中设定目标的10 倍。可以预计，未来将有更多的国外品牌汽车在中国建厂生产，这将加速汽车产业的优胜劣汰进程，同时也将推动全球汽车产业深刻变革。” 他总结道。

　　电动汽车充电网络在未来汽车能源变革的里程中也扮演着重要的角色。“我国汽车保有量约3 亿辆，其中，新能源车辆约400 余万辆，汽车年产销量约3000 万辆，单北京市汽车保有量近600 万辆。”上海交通大学副教授马澄斌分享道，“电动汽车充电网络除了具备以上规模性特点外，还有多样性和开放性的特点。新能源汽车类别与性能、能源供给与转换装置、运营网络构成、地理与气象环境、时间与空间域分布、终端用户偏好等多样复杂，且随时间动态变化。此外，基于信息网络和新能源汽车充电网络天然具有能源与信息层面的开放性，价格形成机制复杂，易受网络攻击与突发故障的影响。因此要从数据、技术和决策三个层面提供解决方案。”

　　马澄斌认为，未来大规模电动汽车充电网络势必将基于新型能源技术与新一代信息网络技术的高度融合，以及使用者充电行为特征，实现可持续高服务质量，形成彼此竞争共赢的充电生态圈与模式。“新能源的普及导致新型直流电源和负载的大量出现，彼此间能量的交互与互补尤为重要。高频电力电子及新型拓扑有助于实现小型化、轻量化、高自由度和灵活性的复杂功率变换。”他总结道。

　　电池制造安全是核心

　　会议开始，先进电池材料产业集群荣誉理事长陈立泉院士就从什么是电动中国，为什么要发展电动中国等话题引入，谈到为什么要发展能源互联网等话题。他从我国的矿物能“富煤、少气、缺油”的现状讲起⸺ 我国在原油方面对外依存度较高，电气化的发展可以减少中国在能源方面受到的掣肘。而能源低碳化、交通电气化、装备智能化都是能源互联网的重要环节，可再生、分布式、智能化、开放性、互联性是其五大特征。“构建全球能源互联网，可以用清洁和绿色的方式满足全球电力需求。”他如是说道。

　　随后，他用几个基础研究作用的实例，讲述了中国锂电为何能从跟跑到并跑甚至成为现在的领跑。“早些时候，国家补贴与电池能量密度挺钩，三元锂电开始替代磷酸铁锂电池。随着充电桩的布局，加上对安全问题的关注，磷酸铁锂再次受到关注。”陈立泉院士分享道，“从理论到研究，基础研究很重要。为了提高安全性和续航里程，我们开始发展固态锂电池。”

　　而对于电池安全，深圳市比克动力电池有限公司（下称“比克电池”）有一定的发言权。“截至2020 年底，比克电芯共装车销售18万台，无一起因电芯引发的安全事故，为锂电制造商中唯一零事故企业。”比克电池首席科学家林建博士介绍说道，“对电池的安全性，比克电池也做了大量的研究，电池设计是从系统层面考虑电芯的安全设计。比克采用特定的化学体系设计，提高发生热失控的温度；采用独特的结构设计，保证电芯在极端情况下定向爆破；配合模组的特殊设计，单颗电芯出现热失控，整包正常健康使用。”

　　随后，林建博士还针对高镍/ 高电压正极研究、电解液研究和隔膜研究进行了分享，分析了高镍/ 高电压正极中二次粒子和单晶的区别，“通过极片辊压后，二次颗粒有压碎的情况，而单晶颗粒依旧保持完整。单晶的优势是产气量更少、热稳定性提高、循环提升，其缺点是克容量稍低。”

　　作为专注于整车、零部件及材料的碰撞安全和疲劳耐久的试验和仿真分析的平台，清华大学苏州研究院轻量化中心也分享了其最新探索到的在新能源汽车电池包设计与材料力学表征技术应用方面开发出的几条技术路线，中心副主任吴中旺在演讲中对此进行了阐述。

　　其一，电池包有限元开发，其中包括电池包的结构仿真与设计优化、随机振动试验分析、典型非标工况―球击分析、热管理仿真与设计优化；其二，电芯有限元模型开发，其中包括动力电池的碰撞安全与轻量化技术策略、动力电池组分材料/ 单体力学性能测试、电池模组静态挤压试验、电池包模组高速碰撞冲击试验研究、动力电池建模与仿真关键技术、单体面外挤压对标、模组静态挤压仿真对标、整包仿真对比分析；其三，材料基础数据建立，其中包括测试验证与仿真分析平台、高级力学性能数据库等等。

　　结语

　　汽车行业从驱动能源的颠覆性变革，到材料的创新，再到制造技术的数字化升级，无一不昭示着积淀了百年的汽车产业正在发生巨大的变化。机械参数设置的游戏规则将被重新制定，用户对于汽车的个性化需求也将驱动新一轮的颠覆，未来汽车行业的巨轮会航向何方，相信与每一位在“船上”的从业者都息息相关。