鉅大LARGE | 點擊量:1042次 | 2019年01月17日
歐陽明高就中國新能源汽車技術(shù)路線的展望做了報告
1月12日,中國科學院院士、中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高就中國新能源汽車技術(shù)路線的展望做了報告。以下是他的演講實錄整理:
我國新能源汽車技術(shù)路線經(jīng)過了長時間的演變,從節(jié)能與新能源汽車到純電驅(qū)動技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,再到新能源汽車強國戰(zhàn)略。他從四個方面對純電動力、混合動力、燃料電池以及電動化和新能源融合四個方面做了展望。
第一,純電動力的技術(shù)展望。
自2008年鋰離子動力電池應用于電動汽車已經(jīng)10年,實際裝車產(chǎn)品的能量密度提高了2.5倍,實現(xiàn)了蓄電池領域百年來革命性的突破。2020年我們的目標是300瓦時/公斤,這是全球的共同目標,而中國也已經(jīng)完全做好了準備。
從車用角度看,最重要的是體積能量密度而不是重量能量密度,鋰離子電池在這個方面是最具優(yōu)勢的,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力電池主流技術(shù)的潛質(zhì)和前景,但瓶頸是高比能量動力電池的安全性。隨著高鎳的應用,電池的熱穩(wěn)定性將會變差,未來安全性風險會更大,所以必須采取手段來預防安全性問題。
首先,當前鋰離子電池從單體層面完全杜絕熱失控是不太現(xiàn)實的,可以從電池系統(tǒng)的熱機電設計與控制設計來防止誘發(fā)和蔓延,即便單體出現(xiàn)熱失控也不會發(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)駛里程的全部問題,靠增大電池裝載量來增加續(xù)駛里程不是根本出路,主流技術(shù)路線是提高電動汽車能效和充電便利性。
在能效方面,高效電驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)變革將會在未來5年發(fā)生,即電機驅(qū)動系統(tǒng)高速化、高效化、小型化,由于電機材料成本下降,電機成本也會下降。
以碳化硅為代表的新一代高頻、高效電力電子將普遍使用,這也將會支撐高速電機的發(fā)展,使電機向小型、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,并開始產(chǎn)業(yè)化推廣。同時,整車能效優(yōu)化集成技術(shù)的突破,可以說電耗是整車集成技術(shù)水平最重要的指標,電動車的節(jié)能比燃油車更重要。
充電的便利性,一是充電體系的建設,二是快充技術(shù)的突破。
面向未來,我們對電動汽車市場化路線圖做一個簡單展望。國內(nèi)外研究顯示,2025年電池系統(tǒng)的價格將會達到100美元/千瓦時左右,其實我國的磷酸鐵鋰會提前達到。
基于全生命周期的成本,計算燃油汽車的價格和全生命周期的費用,燃油車和電動汽車將會持平,另外最嚴格的排放法規(guī)即將實施,燃油機的成本將會上升,拐點即將到來。我們認為在2025年左右,純電動汽車性價比會實現(xiàn)大的突破。
總之,市場的開放和技術(shù)競爭將會加強技術(shù)創(chuàng)新,加速市場推廣,加快成本下降。所以純電動不是收縮和退出,而是抓住機遇,直面挑戰(zhàn)。
第二,混合動力技術(shù)展望。
如何實施混合動力技術(shù)路線?一是從燃油車升級轉(zhuǎn)換后的節(jié)能汽車路線,常規(guī)混合動力到插電式混合動力。
另外一個是從純電動汽車轉(zhuǎn)換的混合動力路線,純電動到增程式和純電型插電混合動力。
總之,中國混合動力技術(shù)的特色和優(yōu)勢仍然是純電驅(qū)動。當然純電驅(qū)動包括純電動,但不等于純電動。
另外,必須提到的是混合動力的核心技術(shù)—發(fā)動機技術(shù)。目前國內(nèi)用于混合動力發(fā)動機效率為35%-37%,國際水平38%-41%,距離內(nèi)燃機的極限效率:柴油機大概55%,汽油機45-50%,還有很大空間,我們還需要大力創(chuàng)新。
在混合動力發(fā)動機方面,現(xiàn)在國際上有效效率已經(jīng)超過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汽車可能會是小功率的增程機,我們現(xiàn)在探索有轉(zhuǎn)子發(fā)動機和自由對塞式發(fā)動機等等,從國際文獻分析和自我研究的角度,我們認為主流的技術(shù)路線仍然是小排量四沖程的汽油機。
第三,燃料電池展望。
中國特色的技術(shù)路線是燃料電池、動力電池、混合型動力系統(tǒng),中國開創(chuàng)了這條技術(shù)路線。燃料電池是國際的主流技術(shù)路線,中國燃料電池商業(yè)化已經(jīng)開始,經(jīng)過多年的示范,我們2017年底累計運行千輛,2018年年產(chǎn)超過1500輛,全國投入運營的加氫站達到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)動機層面主要是膜電機和空壓機。另外氫能技術(shù),尤其是車載儲氫技術(shù),比如說儲氫的能量密度仍然是不高的,我們預計在2025年到2030年會有新一代的氫能技術(shù)的出現(xiàn)。
根據(jù)中國和全球氫能燃料電池技術(shù)的發(fā)展進程,氫燃料電池汽車相比于純電動汽車,產(chǎn)業(yè)化進程大約晚十年左右。
在2020年,燃料電池混合動力將會成熟,商用車市場,預計在五千到一萬輛,標志性的車型是燃料電池車。2025年,燃料電池技術(shù)將會成熟,推廣累計將會達到五到十萬輛,標志性的車型是燃料電池的大型SUV,目前長城汽車在這方面應該說走在前列。
2030年,新一代氫能技術(shù)突破,制氫、儲氫、運氫全方面突破,燃料電池技術(shù)在交通和能源領域推廣達到100萬輛,標志性車型是燃料電池的長途貨運卡車,將會達到一千公里的長途貨運能力,一百萬公里的可靠性和耐久性。
總之,中國燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈目前還很薄弱,但產(chǎn)業(yè)化態(tài)勢全球最佳,已經(jīng)吸引了全球相關資源的深度參與,預計今后五到十年,有可能達到與目前中國鋰離子電池的國際地位相當?shù)乃健?br/>
第四,電動化與新能源融合發(fā)展的展望。
在整車智能化方面,更多是在談駕駛智能化,共享出行,其實還有能源的智能化,能源互聯(lián)網(wǎng)和車網(wǎng)的共享,如果從駕駛共享的角度看,車輛總數(shù)會降低,
但是從能源共的角度,家家都應該有電動汽車,在家里晚上充電,白天賣電,來賺取差價,這樣所有車輛的總量不會降低,汽車產(chǎn)業(yè)的GDP也不會降低,所以這將是我們未來的出路。
電動化革命發(fā)展迅猛,中國首次在全球率先導入高科技領域,增長非常好?,F(xiàn)在從孕育期、導入期進入成長期,還會到最后的高速成長期。
2020年之后,尤其是2025年之后,將會是突飛猛進的過程。根據(jù)中國汽車工程學會的預測,2030年是八千萬到一億輛,大家共同認為所有的銷量指標都會提前到達,也就是說2025年,保有量就會達到五千萬到八千萬。我們必須提前為能源革命做好準備。
總之,面向2025年,我們展望電動化技術(shù)將會全方位的成熟,不管是鋰離子電池還是燃料電池都會全方位成熟。
新能源、可再生能源也是價格性價比的拐點,電動車也是性價比的拐點,兩個拐點都會在2020年到2025年之間實現(xiàn)。這兩個是天然的絕配組合,智能化也會突飛猛進,所以2025年左右是全方位突破的關鍵轉(zhuǎn)折點。
我們把新能源汽車分成三個階段,第一個階段是電動汽車,但不是真正的新能源汽車,到了第二階段,新能源電動汽車就是真正的新能源汽車,到了第三個階段就是新能源智能化電動汽車,就是我們最終的全方位革命的完成階段。