人们总是在幻想和憧憬：未来的汽车会进化成什么样？如果有标准答案，一定是更轻、更快、更智能。以传统燃油车为例，其进化意味着更低的油耗和排放。调查数据显示，车重每减轻30%，燃油效率可提高20%-24%，二氧化碳排放量可减少20%。在碳中和的背景下，汽车轻量化是各大车企竞相追求的方向。新能源时代的到来，进一步为汽车智能化的演进提供了基础。一方面，新能源汽车的动力系统通常占整车质量的30%~40%，明显高于传统燃油车动力系统的质量空间比。另一方面，对于新能源汽车而言，轻量化意味着更长的续航里程，是新能源汽车发展的重要生命线。在轻量化要求下，新能源汽车赛道有了新的游戏规则和玩法，各种轻量化技术得以登上时代舞台，重新解构和诠释自己。与传统汽车零部件相比，金刚石量子传感器搭载激光雷达等传感器，让汽车更加智能。然而，即使车辆搭载了十几个传感器，也无法彻底解决所有场景的安全问题。量子传感器是用量子机制构建的极其精确的传感器。简单来说，量子传感器比传统传感器具有更高的精度和更高的灵敏度。近年来，随着技术的迭代，量子传感器的商业应用越来越普及，量子传感器开始出现在医学、生物学等领域。在智能化发展的背景下，量子传感器也在加速走向汽车市场。量子传感器在汽车领域的应用，可以为汽车提供“更灵敏的反应”和“视力更强的眼睛”。此前，业内权威专家预测，“未来，量子传感器将在汽车领域发挥越来越重要的作用”。然而，传统的量子传感器元器件较多，体积和重量较大，安装在汽车上似乎不太现实。.2019年，麻省理工学院的研究人员通过使用传统制造技术将大量传统大块挤压到零点几毫米宽的正方形上，在硅片上创建了基于金刚石的量子传感器。经过三年的洗礼，金刚石量子传感器有了新的进展。近日，东京工业大学的研究人员报道了一种基于金刚石量子传感器的检测技术，首次将金刚石量子传感器带入了电动汽车电池领域。一般来说，电动汽车通过分析电池的电流输出来监测电池的剩余电量，同时计算剩余里程，而这个过程往往有10%的误差率，导致电池使用效率低下。基于金刚石量子传感器的监测技术可以将错误率降低到1%，甚至0.11%。也就是说，在这项技术下，电动汽车的续航里程可以延长10%，换句话说，同样的续航里程下，电池重量可以减轻10%。据东京工业大学研究人员称，钻石传感器还可以帮助监测温度，有助于改善电池控制。在固态锂金属电池行业，固态锂金属电池技术被誉为“颠覆性”技术，甚至被称为动力电池的未来。什么是固态锂金属电池？不同于目前市面上电动车电池使用的传统锂电池，一方面，固态锂金属电池在负极使用锂金属代替市面上传统电池使用的石墨和硅，可以实现更高的能量密度；另一方面，一方面，在锂离子电池中使用固体电极和固体电解质替代液体或聚合物凝胶电解质可以防止锂离子的泄漏，从而减少电池短路的发生。简单来说，与市面上的传统锂离子电池相比，固态锂金属电池体积更小、重量更轻、充电速度更快、续航时间更长、更安全。近年来，无论是学术界还是资本圈，对固态锂金属电池的追捧可以说是逐渐疯狂。究其原因，是可以大大缓解新能源汽车发展中的“安全焦虑”和“安全焦虑”。里程焦虑”也更符合未来电动汽车发展的轻量化趋势。但长期难以突破的技术难点，让固态锂金属电池难以真正走出实验室。近年来，好消息不断传来。3分钟即可充满电，充电次数超过10000次，电池寿命超过20年。美国哈佛大学在固态锂金属电池的研究上取得了新的技术突破。去年5月，美国哈佛大学公布了固态锂金属电池的进展，但当时的技术停留在“10-20分钟充满电，续航10-15年”的水平.这一固态锂金属电池技术的新突破，可以说直接提升了电池技术的平均水平。如果真正实现规模化产业化，或将成为解决制约电动汽车发展问题的关键，进一步为电动汽车产业赋能。.目前，固态锂金属电池正在加速商业化应用进程。据了解，初创公司AddenEnergy宣布获得哈佛大学技术开发办公室授予的独家技术许可，以推动该技术的商业化。它的目标是将电池缩小到手掌大小的“软包电池”。《2021-2025年全固态金属锂电池行业深度市场调研及投资策略建议报告》表明，首批固态锂金属电池有望在2025年前进入市场。未来10年，固态锂金属电池将是电动汽车动力电池的发展趋势。钒负极电池在2022世界动力电池大会上，广汽集团董事长曾庆红表示，“我在为宁德时代而努力”，将车用动力电池领域的困境充分暴露在大众面前。近年来，车企在依靠市场带来新“替代品”的同时，也在寻找新的供应商。“钒负极电池”这个新概念也在今年夏天进入了人们的视野。6月，据外媒报道，泰法斯特宣布公司研发生产钒负极电池，并声称钒负极电池的充电速度比普通锂离子电池快20倍，可延长使用寿命可充电20次，3分钟内即可充满电。20,000次充电循环。据了解，该电池仍可提供目前电池80%至90%的能量密度。首先我们来了解一下什么是钒负极电池。与去年引发热议的钒电池（全钒氧化还原液流电池）不同，钒负极电池仍然是锂离子电池。传统锂离子电池的充电时间受锂离子流入和流出阳极的速率影响，阳极由石墨制成，具有平面结构，可在它们之间自由滑动。与传统锂离子电池不同，TyFast使用锂钒氧化物(LVO)制作电池正极，与石墨相比具有两大优势。一方面，锂钒氧化物(LVO)的传输速度比石墨快10倍，大大缩短了充电时间；另一方面，锂钒氧化物（LVO）在充电和放电过程中的膨胀和收缩小于石墨，这意味着负极。但是，钒负极电池也有缺点。与石墨相比，相同质量的LVO所含离子更少，价格更高，约为石墨负极的两倍。不过，研究团队认为，由于LVO的生命周期较长，可以弥补其高昂的成本。202年，UCSD纳米工程师和Tyfast联合创始人在《自然》杂志上首次报道了LVO阳极。目前，钒负极电池产品还在计划中。随着技术的迭代，或许在不久的将来就能迎合市场。在混合动力排放技术全球碳中和的背景下，传统燃油车的市场霸主地位正逐渐被新能源汽车撼动。电动化、智能化不断重塑整个汽车产业。然而，当一个新事物出现时，与之相关的问题也随之而来。依赖燃油的传统燃油车在发生碰撞时会导致车子着火，那么依赖高压电池的电动车在碰撞后是否也会发生触电事故呢？此前，业内曾掀起一波讨论热潮。相关研究表明，虽然发生的概率很小，但这种可能性还是存在的。在电动汽车中，动力电池、驱动电机、高压配电箱、高压线束等部件构成了整车的高压系统。一般来说，电动汽车的电池电压在336-800V范围内。在汽车制造中，为了防止高压触电，电动汽车都会内置触电保护装置。发生碰撞后，车辆的中央控制系统会切断相应的高压电路。不等于，断路器将立即跳闸，将电池与其余组件隔离，并通过变速箱将其与驱动电机断开。联合国欧洲经济委员会(UNECE)法规R94规定，发生碰撞后，除电池本身以外的任何车辆部件的电压必须在一分钟内降至安全水平(60V)。但在现实中，当汽车发生碰撞时，电容器和电机中分别储存的剩余电能和机械能会在直流母线中维持初始电流水平超过5分钟，这不仅违反了高压安全要求，也增加了触电性的可能性。今年7月，英国约克大学副教授胡益华博士和他的研究团队提出了一项可以显着降低这种情况发生几率的技术，相关研究发表在《IEEE电力电子学报》上。胡益华博士及其研究团队提出通过电机内部绕组辅助外部放电电路实现快速安全放电，并在实验室的电机系统上进行了模拟和实验。实验结果表明，电路泄放器和内部机器绕组的组合可以在短短5秒内将直流母线的电压安全地降低至60V。据了解，该技术可减小机内点火组尺寸，实现满足轻量化、低成本要求的放电技术。该团队目前正在与DynexSemiconductor和LotusCars合作，在现实世界中测试这项技术。碳陶瓷刹车盘在电动化、智能化发展的大潮中，碳陶瓷刹车盘的优势越来越突出。与传统的金属材质刹车盘相比，碳陶瓷刹车盘更耐高温，摩擦性能更高，更稳定。在制动系统中，它们可以减少摩擦引起的发热和火灾事故。碳陶瓷制动盘的密度较低。在相同尺寸下，碳陶瓷刹车盘的重量是传统刹车盘的一半以上。碳陶瓷制动器是电动汽车轻量化的关键部件。屡次追捧。碳陶瓷刹车片更符合智能化发展的趋势。使用碳陶瓷刹车片可以显着提高响应速度，缩短刹车距离。最近，碳陶瓷刹车盘在汽车市场上频频被提及。不久前，天逸尚佳宣布获得某车企开发点，即将进入特定车型碳陶瓷刹车盘的研发和供应流程。.今年6月，金博股份成为广汽爱安碳陶瓷刹车盘指定供应商，仅一个月后，就成为比亚迪指定供应商。近年来，国内主机厂加大了碳陶瓷刹车盘的布局。其实碳陶瓷刹车片现在上市还不算晚。早在1999年的国际汽车博览会上，碳陶瓷刹车盘的神秘面纱就被揭开了。2021年，特斯拉宣布为其速度最快的量产车ModelSPlaid提供碳陶瓷刹车套件。碳陶瓷刹车盘优势明显，但受制于高成本，难以大规模应用。此前，碳陶瓷刹车盘只出现在高端品牌车型上，但现在随着技术的迭代，成本有所降低。碳陶瓷制动盘正在“上车”加速。2023年被认为是大规模碳陶瓷刹车盘元年。招商证券数据显示，2025年国内市场规模有望达到78亿元，2030年国内市场规模有望突破200亿元。“800伏充电系统”电动汽车可在该时间内充满电需要喝一杯咖啡。”800伏充电系统出现后，这一愿景正在慢慢变成现实。电动化趋势下，催生出不少里程焦虑，“充电难”问题让不少消费者对电动车望而却步。如何提高电池续航和充电效率迫在眉睫。在动力电池能量密度难以在短时间内大幅提升的情况下，玩家们开始依靠提高同等尺寸下电池的电压或电流来实现“超级快充”。其中，800伏充电系统成为提升充电效率的重要载体之一。目前市场普遍采用400伏充电系统，800伏充电系统是一个比较新的概念。所谓的800伏充电系统，通过电压翻倍、电流不变的方式，提高了电池的充电性能和车辆运行效率。在相同电池尺寸下，800伏充电系统可将充电时间缩短一半，从而显着降低电池尺寸和成本。据了解，使用800伏、350千瓦的充电器，百公里充电时间仅需5-7分钟。800伏充电系统优势明显，但要大规模投入使用并非易事，面临成本困难。当汽车搭载800伏高压架构时，往往需要重新选择电动汽车的电池组、电驱动、PTC、空调压缩机、车载充电器等。二是相关设施的配置。市面上大部分充电桩和配电网都匹配400伏充电系统。如果不进行改造创新就投入使用，将带来更大的风险。电动化转型势头巨大，相关汽车零部件供应商也加大了800伏充电系统的布局。采埃孚去年开始在中国和欧洲量产800伏电力电子产品，今年又加大了对国内市场的投入。今年9月，800伏碳化硅电驱动桥在杭州萧山工厂正式下线。此前，华为、博格华纳、汇川技术发布了800伏电驱动系统；奥迪E-tronGT和保时捷Taycan率先在市场上使用800伏充电系统。国内车企也不甘落后。去年广州车展上，比亚迪e平台3.0和吉利SEA豪汉平台均选择了800V高压架构。800伏充电系统的“超级快充”属性无疑是电动汽车充电的一大趋势。2022年，CTC技术将站在动力电池的前沿。蔚来、中石化等企业高举大旗，走在换电科技的大道上。在路的另一边，宁德时代和特斯拉也会效仿。这个岔路口就是CTC（CelltoChassis，无电池组）技术。在了解CTC技术之前，需要先了解一下传统电池组和CTP电池。传统电池组的内部结构为“电芯-模组-电池组”，采用大量排线和结构件串联而成。这种结构下，电池包内的空间利用效率较低，整个动力电池也比较笨重。为了提高电池组的利用效率，CTP技术应运而生。CTP技术将电芯直接集成到电池组中，形成“电芯-电池组”的内部结构，提高了电池组的空间利用率。CTP技术下，电池电量较传统电池组可提升5%-10%。比亚迪的刀片电池是CTP技术的综合之作。CTC技术被认为是CTP技术的进一步融合。所谓CTC技术就是取消PACK设计，将电芯或模组直接安装在车身上，以车身结构作为电池包外壳。与CTP电池相比，CTC电池集成度更高，能够以更低的成本实现更长的续航里程。据了解，CTC技术可以在CTP技术的基础上提升电池电量5%-10%。CTC被认为是未来电池技术路线的重点方向，各家企业纷纷追赶。早在去年1月第十届全球新能源汽车大会上，宁德时代就透露，将在2025年前后正式推出高度集成的CTC电池技术。同年6月，特斯拉公布了CTC方案。目前，CTC技术已进入商业化应用阶段。零跑C01率先应用自主研发的CTC技术。特斯拉在德国柏林生产的ModelY也将使用CTC电池（特斯拉称之为结构电池）。与资本对CTC技术的狂热不同，消费者对CTC技术的发展略显担忧。一方面，在CTC技术中，电芯直接参与碰撞力，在没有模组和电池包保护的情况下，更容易出现安全问题。另一方面，CTC电池一体化一体式结构，维修拆卸不便，大大增加了维修成本。最终调查数据中写到，“纯电动汽车每减轻10kg的重量，续航里程可增加2.5km”。它是新能源汽车领域的最大武器。上述技术有的还处于实验室阶段，有的已经大踏步走向市场，但在量产前，都可能面临技术和成本上的困难。但最终“成功”还是“失败”，市场自然会给出答案。
