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        歐陽明高:中國新能源汽車技術路線的展望

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        來源:國際新能源網 時間:2019-01-15 11:19:11 訪問:6872 次
          1月12日,中國科學院院士、中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高就中國新能源汽車技術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路線經過了長時間的演變,從節能與新能源汽車到純電驅動技術轉型戰略,再到新能源汽車強國戰略。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,純電動力的技術展望。

          自2008年鋰離子動力電池應用于電動汽車已經10年,實際裝車產品的能量密度提高了2.5倍,實現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勢的,現在的鋰硫電池、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的潛質和前景,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實的,可以從電池系統的熱機電設計與控制設計來防止誘發和蔓延,即便單體出現熱失控也不會發生事故。

          其次,從改善電池本身安全性出發,要發展新型的固態電解質電池。

          除了電池,還包括續駛里程,解決了電池并不能解決續駛里程的全部問題,靠增大電池裝載量來增加續駛里程不是根本出路,主流技術路線是提高電動汽車能效和充電便利性。

          在能效方面,高效電驅動系統的技術變革將會在未來5年發生,即電機驅動系統高速化、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展,使電機向小型、高效、低成本方向發展。

          另外是熱管理,新一代熱泵空調技術已經取得重大突破,并開始產業化推廣。同時,整車能效優化集成技術的突破,可以說電耗是整車集成技術水平最重要的指標,電動車的節能比燃油車更重要。

          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。國內外研究顯示,2025年電池系統的價格將會達到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大的突破。

          總之,市場的開放和技術競爭將會加強技術創新,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。

          第二,混合動力技術展望。

          如何實施混合動力技術路線?一是從燃油車升級轉換后的節能汽車路線,常規混合動力到插電式混合動力。

          另外一個是從純電動汽車轉換的混合動力路線,純電動到增程式和純電型插電混合動力。

          總之,中國混合動力技術的特色和優勢仍然是純電驅動。當然純電驅動包括純電動,但不等于純電動。

          另外,必須提到的是混合動力的核心技術—發動機技術。目前國內用于混合動力發動機效率為35%-37%,國際水平38%-41%,距離內燃機的極限效率:柴油機大概55%,汽油機45-50%,還有很大空間,我們還需要大力創新。

          在混合動力發動機方面,現在國際上有效效率已經超過45%,主要的技術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,我們現在探索有轉子發動機和自由對塞式發動機等等,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。

          中國特色的技術路線是燃料電池、動力電池、混合型動力系統,中國開創了這條技術路線。燃料電池是國際的主流技術路線,中國燃料電池商業化已經開始,經過多年的示范,我們2017年底累計運行千輛,2018年年產超過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,在燃料電池發動機層面主要是膜電機和空壓機。另外氫能技術,尤其是車載儲氫技術,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的出現。

          根據中國和全球氫能燃料電池技術的發展進程,氫燃料電池汽車相比于純電動汽車,產業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,新一代氫能技術突破,制氫、儲氫、運氫全方面突破,燃料電池技術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,中國燃料電池產業鏈目前還很薄弱,但產業化態勢全球最佳,已經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的水平。

          第四,電動化與新能源融合發展的展望。

          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,能源互聯網和車網的共享,如果從駕駛共享的角度看,車輛總數會降低,

          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,汽車產業的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。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。

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        【 責任編輯:李豪琦 】

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