[汽車之家 行業(yè)]  1月12日，在2019中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇上，中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高談到：2018年11月，全國(guó)政協(xié)召開了“雙周座談會(huì)”，一些委員提出要面向2035年制定新能源汽車發(fā)展規(guī)劃。目前，有關(guān)2035年新能源汽車發(fā)展規(guī)劃還沒有發(fā)布。歐陽(yáng)明高則從技術(shù)角度，就純電動(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)方面進(jìn)行展望介紹。

『中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高』

■ 鋰電池具有成為動(dòng)力電池主流技術(shù)的潛質(zhì)

　　歐陽(yáng)明高介紹，自2008年鋰離子動(dòng)力電池應(yīng)用于電動(dòng)車已經(jīng)10年，動(dòng)力電池能量密度提高了2.5倍。2020年，全球動(dòng)力電池能量密度目標(biāo)基本都定在300Wh/kg，歐陽(yáng)明高認(rèn)為，我國(guó)已經(jīng)完全做好了準(zhǔn)備。

　　從車用角度看，動(dòng)力電池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。他談到，雖然2018年出現(xiàn)了一些安全事故，但事故車輛使用的電池基本上是2016年左右生產(chǎn)的NCM523體系。

　　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)防安全性問題。當(dāng)前，鋰離子電池從單體層面完全杜絕熱失控不太現(xiàn)實(shí)，但可以從電池系統(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。

　　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。日本為應(yīng)對(duì)中國(guó)和韓國(guó)電池產(chǎn)業(yè)的崛起，正在舉全國(guó)之力研發(fā)下一代固態(tài)電池，每年政府經(jīng)費(fèi)達(dá)到50-100億日元。美國(guó)和歐洲原有的電池產(chǎn)業(yè)比較薄弱，他們也在全力開發(fā)新一代固態(tài)電池。

　　中國(guó)電池產(chǎn)業(yè)雖然暫時(shí)取得優(yōu)勢(shì)，但國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)壓力巨大，需要全力追趕固態(tài)電池前沿技術(shù)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)也有一些固態(tài)電池，但還不是全固態(tài)電池，全固態(tài)電池大規(guī)模商業(yè)化估計(jì)在2030年以后才會(huì)真正實(shí)現(xiàn)。

　　總體來(lái)看，電池正極發(fā)展方向是減鈷到無(wú)鈷，負(fù)極將是加硅，硅的含量將逐步提升，甚至是全硅。電解質(zhì)要減少有機(jī)溶劑，逐步提高鋰鹽的濃度，但是未來(lái)可能要開發(fā)全固態(tài)電解質(zhì)，但是全固態(tài)電解質(zhì)目前還有很多技術(shù)瓶頸需要克服，需要逐步開展。

■ 靠增大電池裝載量增加續(xù)駛里程不是根本出路

　　除了電池，續(xù)駛里程也是業(yè)內(nèi)目前最關(guān)注的問題。歐陽(yáng)明高認(rèn)為，解決了動(dòng)力電池問題并不能解決續(xù)駛里程的全部問題，目前續(xù)駛里程已經(jīng)從150公里提高到普遍300公里以上，但是客戶的抱怨并沒有減少，因?yàn)閷?shí)際的續(xù)駛里程低于期望值。他認(rèn)為，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，現(xiàn)在轉(zhuǎn)速能夠達(dá)到1.8萬(wàn)轉(zhuǎn)/min，未來(lái)可能會(huì)到2萬(wàn)轉(zhuǎn)/min；電機(jī)的體積、重量逐步減少，由于電機(jī)材料成本下降，電機(jī)成本也會(huì)下降。

　　同時(shí)，以碳化硅為代表的新一代高頻、高效電力電子將普遍使用，也將支撐高速電機(jī)的發(fā)展，使電機(jī)向小型、高效、低成本方向發(fā)展。據(jù)了解，美國(guó)能源部最近提出，面向2025年極具挑戰(zhàn)性的目標(biāo):電機(jī)達(dá)到50kW/L，電機(jī)控制器100kW/L。這個(gè)目標(biāo)如果實(shí)現(xiàn)，將對(duì)電動(dòng)車產(chǎn)生革命性的影響。

　　另外，是熱管理問題，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，現(xiàn)在已經(jīng)有企業(yè)裝車，這會(huì)降低對(duì)氣溫的敏感性，使冬季低溫環(huán)境下續(xù)駛里程的損失比現(xiàn)在降低2/3，從30%降到10%。

　　還有就是整車能效優(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(biāo)，電動(dòng)車的節(jié)能比燃油車更重要，應(yīng)該采用法規(guī)來(lái)管理。

　　最后，是充電便利性問題，包括充電體系的建設(shè)和快充技術(shù)的突破。歐陽(yáng)明高認(rèn)為，中國(guó)是220伏的電壓，非常適合小功率慢充�，F(xiàn)在應(yīng)該盡量使家用轎車都配置慢充樁，成為主體的供電模式，未來(lái)成為能源互聯(lián)網(wǎng)的終端節(jié)點(diǎn)。同時(shí)，10-15分鐘的快速充電是必備的，但快充的定位是應(yīng)急，不是主體充電的模式，快充占比大概承擔(dān)15-20%。

　　歐陽(yáng)明高認(rèn)為在2025年左右，純電動(dòng)車性價(jià)比會(huì)實(shí)現(xiàn)大的突破�；�于全生命周期的成本，計(jì)算燃油汽車的價(jià)格和全生命周期的費(fèi)用，燃油車和電動(dòng)汽車將會(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，這也會(huì)加快新能源汽車與燃油車性價(jià)比拐點(diǎn)的到來(lái)。

■ 純電型插電是具有中國(guó)優(yōu)勢(shì)的技術(shù)路線

　　混合動(dòng)力體系比較復(fù)雜，尤其是對(duì)于非行業(yè)人來(lái)說容易混淆。常規(guī)混合動(dòng)力，即不可充電的混合動(dòng)力，日本豐田、本田、日產(chǎn)分別開發(fā)了代表性的深混技術(shù)，引領(lǐng)了國(guó)際常規(guī)混合動(dòng)力的潮流。另一種是可以外界充電的混合動(dòng)力，叫做插電式混合動(dòng)力。

　　插電式混合動(dòng)力又分成純電型插電和混合型插電，如果將純電型的插電混合動(dòng)力按功能和結(jié)構(gòu)分開分析，其實(shí)有九類混合動(dòng)力，純電型混合動(dòng)力既可以串聯(lián)、并聯(lián)，也可以混聯(lián)。根據(jù)中國(guó)對(duì)的增程式定義，實(shí)際上是串聯(lián)的純電型插電混合動(dòng)力，是純電插電混合動(dòng)力中的一類。中國(guó)可能主要是并聯(lián)和串聯(lián)兩種，混聯(lián)不會(huì)成為主流。

　　歐陽(yáng)明高認(rèn)為，純電型插電混合動(dòng)力在城區(qū)短途用電，高速、長(zhǎng)途用油，根據(jù)中國(guó)的乘用車出行特征，可以省油80%以上，這是中國(guó)優(yōu)勢(shì)的技術(shù)路線，這是我國(guó)政府規(guī)定50公里以上的純電續(xù)駛里程政策帶來(lái)的一個(gè)紅利。

　　比較這兩種方式發(fā)現(xiàn)，在混合動(dòng)力模式下，并聯(lián)純電型相較于串聯(lián)純電型，具有成本和動(dòng)力優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)正在著力探索低成本的純電并聯(lián)式插電混合動(dòng)力。歐陽(yáng)明高認(rèn)為，這是一個(gè)非常值得關(guān)注的具有中國(guó)優(yōu)勢(shì)的技術(shù)路線，可以抗衡國(guó)外深度混合動(dòng)力的常規(guī)混合動(dòng)力。

■ 氫燃料電池相比純電動(dòng)約晚十年左右

　　燃料電池首先的效益定位，奔馳公司給出的分析，即便選用的基礎(chǔ)內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃混合動(dòng)力全生命周期4.2升，相當(dāng)于車上的油耗大概3升，但在這種情況下，仍然是純電動(dòng)和燃料電池效益的碳排放更加優(yōu)異。而純電動(dòng)和燃料電池相比，當(dāng)一次能源為天然氣的時(shí)候，燃料電池效益高于純電動(dòng)，當(dāng)一次能源為可再生能源的時(shí)候，燃料電池效益低于純電動(dòng)很多。

　　關(guān)于燃料電池和純電動(dòng)的成本平衡點(diǎn)，現(xiàn)代汽車分析乘用車大概是500公里左右，商用車100公里左右。國(guó)內(nèi)外的研究表明，氫燃料電池系統(tǒng)更適合替代柴油機(jī)，鋰離子電池系統(tǒng)更適合替代汽油機(jī)。

　　從應(yīng)用定位來(lái)看，豐田汽車認(rèn)為，燃料電池系統(tǒng)是卡車和公路客車的長(zhǎng)途運(yùn)載工具的最佳選擇。從2009年到2018年，純電動(dòng)汽車的適合里程范圍雖然擴(kuò)大了，但燃料電池仍然定位在長(zhǎng)途的商用車領(lǐng)域。

　　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)開始。經(jīng)過多年的示范，2017年底累計(jì)運(yùn)行近千輛，2018年年產(chǎn)超過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。歐陽(yáng)明高認(rèn)為，在中國(guó)的北方寒冷地區(qū)，燃料電池也具有競(jìng)爭(zhēng)力。

　　然而，燃料電池目前面臨許多挑戰(zhàn)，在燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)層面主要是膜電極和空壓機(jī)。另外氫能技術(shù)有待提升，尤其是車載儲(chǔ)氫技術(shù)。目前的氫能技術(shù)落后于燃料電池技術(shù)，需要全鏈條各環(huán)節(jié)氫能技術(shù)有新的突破。歐陽(yáng)明高表示，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)。

　　綜合中國(guó)和全球氫能燃料電池技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，歐陽(yáng)明高認(rèn)為，氫燃料電池汽車相比于純電動(dòng)車，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程大約晚十年左右。在2020年，預(yù)計(jì)會(huì)有五千到一萬(wàn)輛的推廣規(guī)模，標(biāo)志性車型是燃料電池客車。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)志性的車型是燃料電池的大型SUV。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)志性車型是燃料電池的長(zhǎng)途貨運(yùn)卡車。

　　最后，歐陽(yáng)明高指出，當(dāng)前汽車產(chǎn)業(yè)所經(jīng)歷的時(shí)期是電動(dòng)化革命，然而，電動(dòng)化之后的能源革命更值得關(guān)注。中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)預(yù)測(cè)，2030年將有八千萬(wàn)到一億輛電動(dòng)車，必須提前為能源革命做好準(zhǔn)備。他介紹，中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)突飛猛進(jìn)，預(yù)計(jì)分布式光伏與電動(dòng)車分布式儲(chǔ)能的組合能源系統(tǒng)將構(gòu)建未來(lái)能源網(wǎng)絡(luò)，將二者結(jié)合有很大的想象空間。（文/汽車之家 肖瑩）

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