鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2019年01月17日
歐陽(yáng)明高就中國(guó)新能源汽車(chē)技術(shù)路線的展望做了報(bào)告
1月12日,中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高就中國(guó)新能源汽車(chē)技術(shù)路線的展望做了報(bào)告。以下是他的演講實(shí)錄整理:
我國(guó)新能源汽車(chē)技術(shù)路線經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)時(shí)間的演變,從節(jié)能與新能源汽車(chē)到純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,再到新能源汽車(chē)強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略。他從四個(gè)方面對(duì)純電動(dòng)力、混合動(dòng)力、燃料電池以及電動(dòng)化和新能源融合四個(gè)方面做了展望。
第一,純電動(dòng)力的技術(shù)展望。
自2008年鋰離子動(dòng)力電池應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)10年,實(shí)際裝車(chē)產(chǎn)品的能量密度提高了2.5倍,實(shí)現(xiàn)了蓄電池領(lǐng)域百年來(lái)革命性的突破。2020年我們的目標(biāo)是300瓦時(shí)/公斤,這是全球的共同目標(biāo),而中國(guó)也已經(jīng)完全做好了準(zhǔn)備。
從車(chē)用角度看,最重要的是體積能量密度而不是重量能量密度,鋰離子電池在這個(gè)方面是最具優(yōu)勢(shì)的,現(xiàn)在的鋰硫電池、鋰空氣電池,雖然理論重量能量密度比較高的,但體積能量密度目前還很難超越鋰離子電池。
鋰離子電池具有成為動(dòng)力電池主流技術(shù)的潛質(zhì)和前景,但瓶頸是高比能量動(dòng)力電池的安全性。隨著高鎳的應(yīng)用,電池的熱穩(wěn)定性將會(huì)變差,未來(lái)安全性風(fēng)險(xiǎn)會(huì)更大,所以必須采取手段來(lái)預(yù)防安全性問(wèn)題。
首先,當(dāng)前鋰離子電池從單體層面完全杜絕熱失控是不太現(xiàn)實(shí)的,可以從電池系統(tǒng)的熱機(jī)電設(shè)計(jì)與控制設(shè)計(jì)來(lái)防止誘發(fā)和蔓延,即便單體出現(xiàn)熱失控也不會(huì)發(fā)生事故。
其次,從改善電池本身安全性出發(fā),要發(fā)展新型的固態(tài)電解質(zhì)電池。
除了電池,還包括續(xù)駛里程,解決了電池并不能解決續(xù)駛里程的全部問(wèn)題,靠增大電池裝載量來(lái)增加續(xù)駛里程不是根本出路,主流技術(shù)路線是提高電動(dòng)汽車(chē)能效和充電便利性。
在能效方面,高效電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)變革將會(huì)在未來(lái)5年發(fā)生,即電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高速化、高效化、小型化,由于電機(jī)材料成本下降,電機(jī)成本也會(huì)下降。
以碳化硅為代表的新一代高頻、高效電力電子將普遍使用,這也將會(huì)支撐高速電機(jī)的發(fā)展,使電機(jī)向小型、高效、低成本方向發(fā)展。
另外是熱管理,新一代熱泵空調(diào)技術(shù)已經(jīng)取得重大突破,并開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化推廣。同時(shí),整車(chē)能效優(yōu)化集成技術(shù)的突破,可以說(shuō)電耗是整車(chē)集成技術(shù)水平最重要的指標(biāo),電動(dòng)車(chē)的節(jié)能比燃油車(chē)更重要。
充電的便利性,一是充電體系的建設(shè),二是快充技術(shù)的突破。
面向未來(lái),我們對(duì)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)化路線圖做一個(gè)簡(jiǎn)單展望。國(guó)內(nèi)外研究顯示,2025年電池系統(tǒng)的價(jià)格將會(huì)達(dá)到100美元/千瓦時(shí)左右,其實(shí)我國(guó)的磷酸鐵鋰會(huì)提前達(dá)到。
基于全生命周期的成本,計(jì)算燃油汽車(chē)的價(jià)格和全生命周期的費(fèi)用,燃油車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)將會(huì)持平,另外最嚴(yán)格的排放法規(guī)即將實(shí)施,燃油機(jī)的成本將會(huì)上升,拐點(diǎn)即將到來(lái)。我們認(rèn)為在2025年左右,純電動(dòng)汽車(chē)性價(jià)比會(huì)實(shí)現(xiàn)大的突破。
總之,市場(chǎng)的開(kāi)放和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新,加速市場(chǎng)推廣,加快成本下降。所以純電動(dòng)不是收縮和退出,而是抓住機(jī)遇,直面挑戰(zhàn)。
第二,混合動(dòng)力技術(shù)展望。
如何實(shí)施混合動(dòng)力技術(shù)路線?一是從燃油車(chē)升級(jí)轉(zhuǎn)換后的節(jié)能汽車(chē)路線,常規(guī)混合動(dòng)力到插電式混合動(dòng)力。
另外一個(gè)是從純電動(dòng)汽車(chē)轉(zhuǎn)換的混合動(dòng)力路線,純電動(dòng)到增程式和純電型插電混合動(dòng)力。
總之,中國(guó)混合動(dòng)力技術(shù)的特色和優(yōu)勢(shì)仍然是純電驅(qū)動(dòng)。當(dāng)然純電驅(qū)動(dòng)包括純電動(dòng),但不等于純電動(dòng)。
另外,必須提到的是混合動(dòng)力的核心技術(shù)—發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)用于混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)效率為35%-37%,國(guó)際水平38%-41%,距離內(nèi)燃機(jī)的極限效率:柴油機(jī)大概55%,汽油機(jī)45-50%,還有很大空間,我們還需要大力創(chuàng)新。
在混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)方面,現(xiàn)在國(guó)際上有效效率已經(jīng)超過(guò)45%,主要的技術(shù)路徑包括提高壓縮比、稀薄燃燒增壓和稀薄燃燒的壓燃。
值得一提的是增程式的電動(dòng)汽車(chē)可能會(huì)是小功率的增程機(jī),我們現(xiàn)在探索有轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)和自由對(duì)塞式發(fā)動(dòng)機(jī)等等,從國(guó)際文獻(xiàn)分析和自我研究的角度,我們認(rèn)為主流的技術(shù)路線仍然是小排量四沖程的汽油機(jī)。
第三,燃料電池展望。
中國(guó)特色的技術(shù)路線是燃料電池、動(dòng)力電池、混合型動(dòng)力系統(tǒng),中國(guó)開(kāi)創(chuàng)了這條技術(shù)路線。燃料電池是國(guó)際的主流技術(shù)路線,中國(guó)燃料電池商業(yè)化已經(jīng)開(kāi)始,經(jīng)過(guò)多年的示范,我們2017年底累計(jì)運(yùn)行千輛,2018年年產(chǎn)超過(guò)1500輛,全國(guó)投入運(yùn)營(yíng)的加氫站達(dá)到12座,另外也有在建的。
燃料電池目前面臨許多挑戰(zhàn),在燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)層面主要是膜電機(jī)和空壓機(jī)。另外氫能技術(shù),尤其是車(chē)載儲(chǔ)氫技術(shù),比如說(shuō)儲(chǔ)氫的能量密度仍然是不高的,我們預(yù)計(jì)在2025年到2030年會(huì)有新一代的氫能技術(shù)的出現(xiàn)。
根據(jù)中國(guó)和全球氫能燃料電池技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程,氫燃料電池汽車(chē)相比于純電動(dòng)汽車(chē),產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程大約晚十年左右。
在2020年,燃料電池混合動(dòng)力將會(huì)成熟,商用車(chē)市場(chǎng),預(yù)計(jì)在五千到一萬(wàn)輛,標(biāo)志性的車(chē)型是燃料電池車(chē)。2025年,燃料電池技術(shù)將會(huì)成熟,推廣累計(jì)將會(huì)達(dá)到五到十萬(wàn)輛,標(biāo)志性的車(chē)型是燃料電池的大型SUV,目前長(zhǎng)城汽車(chē)在這方面應(yīng)該說(shuō)走在前列。
2030年,新一代氫能技術(shù)突破,制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫全方面突破,燃料電池技術(shù)在交通和能源領(lǐng)域推廣達(dá)到100萬(wàn)輛,標(biāo)志性車(chē)型是燃料電池的長(zhǎng)途貨運(yùn)卡車(chē),將會(huì)達(dá)到一千公里的長(zhǎng)途貨運(yùn)能力,一百萬(wàn)公里的可靠性和耐久性。
總之,中國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈目前還很薄弱,但產(chǎn)業(yè)化態(tài)勢(shì)全球最佳,已經(jīng)吸引了全球相關(guān)資源的深度參與,預(yù)計(jì)今后五到十年,有可能達(dá)到與目前中國(guó)鋰離子電池的國(guó)際地位相當(dāng)?shù)乃健?br/>
第四,電動(dòng)化與新能源融合發(fā)展的展望。
在整車(chē)智能化方面,更多是在談駕駛智能化,共享出行,其實(shí)還有能源的智能化,能源互聯(lián)網(wǎng)和車(chē)網(wǎng)的共享,如果從駕駛共享的角度看,車(chē)輛總數(shù)會(huì)降低,
但是從能源共的角度,家家都應(yīng)該有電動(dòng)汽車(chē),在家里晚上充電,白天賣(mài)電,來(lái)賺取差價(jià),這樣所有車(chē)輛的總量不會(huì)降低,汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的GDP也不會(huì)降低,所以這將是我們未來(lái)的出路。
電動(dòng)化革命發(fā)展迅猛,中國(guó)首次在全球率先導(dǎo)入高科技領(lǐng)域,增長(zhǎng)非常好?,F(xiàn)在從孕育期、導(dǎo)入期進(jìn)入成長(zhǎng)期,還會(huì)到最后的高速成長(zhǎng)期。
2020年之后,尤其是2025年之后,將會(huì)是突飛猛進(jìn)的過(guò)程。根據(jù)中國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)的預(yù)測(cè),2030年是八千萬(wàn)到一億輛,大家共同認(rèn)為所有的銷量指標(biāo)都會(huì)提前到達(dá),也就是說(shuō)2025年,保有量就會(huì)達(dá)到五千萬(wàn)到八千萬(wàn)。我們必須提前為能源革命做好準(zhǔn)備。
總之,面向2025年,我們展望電動(dòng)化技術(shù)將會(huì)全方位的成熟,不管是鋰離子電池還是燃料電池都會(huì)全方位成熟。
新能源、可再生能源也是價(jià)格性價(jià)比的拐點(diǎn),電動(dòng)車(chē)也是性價(jià)比的拐點(diǎn),兩個(gè)拐點(diǎn)都會(huì)在2020年到2025年之間實(shí)現(xiàn)。這兩個(gè)是天然的絕配組合,智能化也會(huì)突飛猛進(jìn),所以2025年左右是全方位突破的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
我們把新能源汽車(chē)分成三個(gè)階段,第一個(gè)階段是電動(dòng)汽車(chē),但不是真正的新能源汽車(chē),到了第二階段,新能源電動(dòng)汽車(chē)就是真正的新能源汽車(chē),到了第三個(gè)階段就是新能源智能化電動(dòng)汽車(chē),就是我們最終的全方位革命的完成階段。