2020年，疫情重創(chuàng)全球汽車產業(yè)，但新能源汽車逆勢而起，成為引領全球經濟恢復的重要力量，同時，新能源汽車概念在國際資本市場大放異彩，以特斯拉為代表的新造車企股價飆升，全球車企估值排行榜大洗牌。

新能源汽車大規(guī)模發(fā)展，帶來了電子、網絡系統(tǒng)的應用以及電池、芯片、車載系統(tǒng)、半導體等全產業(yè)鏈爆發(fā)。

電動汽車的“動力心臟”

新能源電動汽車的“三電”，也就是電機，電池和電控，技術的突破和發(fā)展會不斷帶來新的利好。動力電池領域，無論是磷酸鐵鋰、三元鋰電池還是無鈷電池、固態(tài)電池，未來的發(fā)展空間都是非常巨大的。

電機作為新能源電動汽車的“動力心臟”，在電動汽車的發(fā)展過程中起到了至關重要的作用。

電動汽車主流電機主要有兩種類型，一類是永磁同步電機，另一類是異步交流電機。

永磁同步電機的體積小、功率密度可以更大，峰值功率更高，控制精度更高，但是成本較高。

異步交流電機則是體積較大，成本較低，功率密度較低，峰值功率較低。

電動汽車普通電機通常采用銅線作為導線， 盡管銅的資源較廣， 但銅導線由于存在電阻而發(fā)熱， 必須限制電流強度， 才能安全使用， 所以， 與電流量成正比而增加的輸出扭矩就受到限制。

超導電機的出現

超導材料制成的電機導線不存在電阻， 即使大電流連續(xù)通過的情況下也不會損耗， 也就不會發(fā)生過熱現象， 因此， 可以安全可靠提高輸出扭矩， 而且這種電機仍能高效率使用蓄電池的電能， 并可節(jié)省電力消耗。所以， 超導電機在電動汽車中應用有著廣闊的前景。

超導材料在直流電流下電阻為零，但在交流電流或者在變化的磁場下都會表現出非零電阻，從而產生交流損耗。雖然損耗遠小于同等電流銅導線，但要把交流損耗產生的這部分熱量移出低溫系統(tǒng)需要比較大的制冷功率。因而只有特定類型的電機才適合采用超導材料。

超導電機主要包括超導電動機、超導發(fā)電機，其中超導發(fā)電機包括大型超導發(fā)電機、超導風力發(fā)電機和超導同步調相機。最近10多年來，國際上在船用超導推進電動機、電力系統(tǒng)用超導同步調相機、超導風電發(fā)電機方面的研究開發(fā)占據主導地位。

根據物理學家的分類，可以將超導體分為低溫超導體（臨界溫度低于約25K的超導體，一般工作溫度為液氦溫度即4.2K）和高溫超導體（工作溫度一般高于液氮溫度77K的超導體）。液氮成本是液氦成本的百分之一，因此高溫超導材料更具大規(guī)模應用價值。

根據高溫超導材料在低溫環(huán)境下具有零電阻特性，其載流能力遠遠優(yōu)于普通銅導線的特點，我國已經研制出兆瓦級高溫超導電機，成為國際上少數幾個掌握高溫超導電機關鍵技術的國家之一。

高溫超導電機具有重量輕、體積小、效率高、噪音小、易維護、操作靈活、單機極限容量大等優(yōu)點。

高溫超導電機技術是一項涉及應用新材料、新方法、新工藝的多學科高新技術，隨著高溫超導材料技術的不斷發(fā)展，高溫超導電機技術將實現工程化應用，產生顯著的經濟和社會效益。

室溫超導重大科學突破

2020年度，Science正式發(fā)布2020年度十大科學突破，其中之一就是科學家首次實現室溫超導。

科學家們首次實現了15℃的室溫超導。這種超導材料由C、H、S三種元素組成的化合物。這是人類歷史上，第一次距離室溫超導這么近！

超導電機成本居高難下，限制了超導電機的推廣和應用。相信隨著室溫超導的重大科學突破，以及超導材料的不斷發(fā)現，將大大降低超導電機的應用門檻，推動室溫超導電動機的商業(yè)化推廣，帶來新能源電動汽車的又一個發(fā)展里程碑。