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汽車界兩會|歐陽明高:堅持“純電驅動”技術轉型戰略不動搖

2019-03-26 來源:中國電動汽車百人會

pp电子翻阅笔 www.ilsmx.icu   近日,中國科學院院士、清華大學教授、全國政協常委、中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高在2019汽車界兩會代表座談會上圍繞新能源汽車產業的熱點技術及前景進行了發言。

  今年是純電驅動技術轉型戰略思路提出和新能源汽車產業化推廣工作啟動10周年。記得2009年3月4日兩會期間,正好胡錦濤總書記在全國政協民盟界別聯組會上,我有一個發言之后他講話回應,指出新能源汽車代表了汽車工業的發展方向。這是中央最高領導人第一次對新能源汽車做指示,所以2009年成為我們新能源汽車產業化啟動一個重要年份。2009年8月我代表節能與新能源汽車科技專項總體專家組在北戴河向多位中央領導匯報,會上形成了純電驅動技術轉型戰略基本思路。那一年我記得我總共給四位中央政治局常委做過匯報,在2009年9月新能源汽車被國務院列為7大戰略性新興產業之一。2009年10月“十城千輛”節能與新能源汽車示范工程啟動,這是我國推廣節能與新能源汽車的一個開始標志。當然大家都知道2014年5月習總書記發出號召:發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路。中國新能源汽車產業化從此真正進入快速增長階段。去年5月習總書記在兩院院士大會中指出,新能源汽車等躋身于世界前列。10年間中國新能源汽車產業從無到有引領全球,是黨中央英明領導和創新驅動發展戰略指引的結果。

  最近中國新能源汽車領域有三個熱點問題值得關注:第一,春節期間長距離冬天行駛暴露出來一些問題,同時特斯拉進入中國引出的關于新能源汽車,尤其純電動汽車前景的關注。第二,近期兩會期間,氫能燃料電池再次成為熱點,兩會代表議論的熱點。第三,智能出行和智能電網與電動汽車協同發展也成為新趨勢、新熱點,現在能源領域大佬們都出來表態。所以我想針對這些問題,就剛才辛部長說的新能源汽車2035規劃,談一下我對這些技術的評述和展望。

  首先關于純電動與插電混動技術。大家知道中國新能源汽車發展10年恰逢鋰離子電池能量密度從100瓦時/公斤增長到300瓦時/公斤,太巧合了,沒有人能知道有這么好的巧合,這是蓄電池領域百年來的革命性突破,沒有人能預測這個突破,很多國際大公司都低估了這個技術進步,現在急劇的在轉變思維,這是目前情況。

  從轎車的角度來看體積能量密度是最重要的,而目前看鋰離子電池這方面是最具優勢的,雖然我們可以舉出很多種新的電池類型,但是體積能量密度想打敗鋰離子電池目前看還不可能。鋰離子電池體積能量密度可達800瓦時/每升,寧德時代已經達到743瓦時/每升,體積能量密度對于轎車是最重要的。高比能量鋰離子電池具有成為動力電池主流技術的潛力,但是它的瓶頸是安全性。

  從安全性角度來看,高比能量鋰離子電池完全杜絕單體電池熱失控,目前看是還不大現實。但我們有兩個解決途徑:一個就是電池系統的熱-機-電設計與控制技術可以防止熱失控誘發與蔓延,防止事故,這是完全可以做到的。從長計議從十年周期看,從改善電池本征安全性出發,可能還要發展固態電解質電池,目前還無法預測它會不會取代現有電池,我判斷最大可能是在現有鋰離子電池基礎上改進,所以主流技術估計不會有顛覆性變化,只是進一步完善。另外一個方面當然就是續駛里程。正如安全技術是動力電池的第一核心技術,最重要的整車指標應當是百公里電耗,相同電池容量如何跑的更遠是整車第一核心技術。高效電驅動,高效熱管理,高效整車集成至關重要,這是汽車人必須要干好的事情,現在已取得很大進步,國際也有標桿。

  另外一個目前抱怨比較多的是充電。我仍然認為未來看,慢充是主流模式,解決80%的問題,超級快充只是應急用的,15分鐘補80%電是沒有問題的,這個技術今后5到7年應該可以到位,主要基于儲能裝置的快充,不是直接從電網取電快充,比如350千瓦快充,是不能從電網取電的,對電網沖擊太大,只要有儲能裝置,這是沒有問題的。

  從純電動來看我們未來的推廣的趨勢,電池系統價格到100美元/千瓦時左右估計在5年之內。有的會快一點,有的會慢一點,現在應該是可以預期的。只要到達100美元/千瓦時這個地步,新能源車跟傳統車的性價比就可以競爭了,這個時間我們估計在2025年左右,有的車廠可能會提前,比如特斯拉會提前。預計在2025年之后會形成爆發式大發展。

  跟純電動密切相關的還有純電型的插電混合動力,由于電池性價比提高了,傳統深度混合動力就不一定有那么大優勢。我們中國的具有50公里以上純電里程的插電混動可能意義更大。電池價格降低了之后我們就可以短途用電,長途用油。短途就是純電動,只有上高速公路才是混合動力。這樣一來混合動力結構就可以大大簡化,最簡單、成本最低就是并聯混合,并聯混合在高速公路效率也最高的。現在比亞迪和上汽正在開發低成本的單電機單離合器的純電型插電式混合動力系統,這個成本可以跟雙電機深度混合動力競爭,而且它的節能減排效果也可以跟它競爭,因為城里基本都是純電動。

  第二個問題,氫能燃料電池汽車無疑是現在非常熱的話題。首先燃料電池發動機取得重大技術進步,無論是國外還是國內。國內雖然有差距但是進步非???,5年左右將會與國際同步。我剛去豐田,它的下一代發動機已經出來了,做的非常小,應該說三五年之后燃料電池技術會趨于成熟。這點不用懷疑。此外,我們都知道氫燃料電池車有許多優點,比如加氫快、續駛里程長等。

  同時我們要看看氫氣最本質的特點就是重量輕體積大。所以它肯定是輕的,但當前主流儲氫技術——壓縮氫氣儲氫從體積能量密度來看并不高,當前主流儲氫瓶70兆帕高壓氫瓶每升儲0.8千瓦時能量,跟上面說的鋰離子單體電池差不多。鋰離子電池系統可能會到400瓦時/升,因為從單體到系統要打折,但燃料電池車帶的能量比純電動要多一倍,因為燃料電池約50%的效率。從這個意義上講,氫瓶儲氫與電池儲電的體積相當。氫燃料電池動力系統的總體積(儲氫瓶+燃料電池發動機+輔助電池)是會大于純電動的,對轎車來講,體積想做到比純電動還小,目前70兆帕的儲氫瓶還不大可能。當然,對于SUV等體積大的車可能不是一個問題。對于大型超長續駛里程商用車,還有一種選擇就是液氫。

  另外就是儲氫成本,目前70兆帕高壓儲氫瓶的成本大概是一千美元儲一公斤氫,相當于每個千瓦時200元人民幣。由于與純電動相比要多儲一倍能量,因此對于有效驅動能量而言每個千瓦時要400元人民幣,大概是我們現在儲電的1/3(相當于純電動產業化初期的1/6到1/10),有成本優勢。我們要充分利用儲氫對儲電的成本優勢,補償燃料電池動力系統其它部件的成本,因為對純電動力系統來講除了電機驅動系統,電池系統就是全部了,燃料電池動力系統還有燃料電池發動機和輔助電池。為了補償這個必須把續駛里程加長。對轎車或者SUV要500公里以上,對商用車至少200公里以上才能平衡。所以氫燃料電池動力系統更適合于長途大型高速重載車輛,主要替代柴油機。鋰離子電池更適合小型轎車,主要替代汽油機。豐田給出的定位也是這樣的。

  全球來看,中國燃料電池商用車發展居于世界前列,現在有3500輛燃料電池商用車,居全球第一。中國技術特色是燃料電池/動力電池深度混合動力,商用車為主,III型壓縮氫瓶。當前的主要挑戰是氫能技術落后于燃料電池技術。氫能技術需要全鏈條科學技術新突破。傳統的氫能技術,比如堿性電解水制氫、壓縮制冷氫液化等效率偏低,成本偏高,只能作為近中期過渡性方法。從氫源看,棄風棄水發電電解水制氫和副產氫液化提純等是當前的經濟可行的方法,估計會是十年之內的主流方法。面向未來的方法已經有了一些突破,科學層面,比如光直接制氫,而不是發了電再制氫,但是需要十年之后才有可能工業化。燃料電池車比純電動產業化進程約晚10年左右。當前采用十年前十城千輛的推廣模式是合適的。目前燃料電池標志性車型是大客車,2025年大型SUV可能是一個標志性車型,2030年長途重卡可能是標志性車型。我們在節能與新能源汽車路線圖研究中得到的基本預期判斷是2020年保有量達到5千到1萬,2025年5萬到10萬,2030年100萬左右。

  最后說說新能源與智能化。根據節能與新能源汽車路線圖預測,電動汽車大規模推廣到2030年會到8千萬到1億輛,大規模推廣會帶動能源革命:以電動汽車大規模應用為代表的能源消費革命將推動以可再生能源為代表的能源生產革命。根據中國汽車工程學會預測2030年新能源車占比大概接近50%,同時發電領域非化石能源占比也會接近50%(國家能源局規劃),這兩個是同步發展的,這將帶來極大的機遇,想象空間非常大。現在正在發生的是動力電動化的革命,下一步并行展開有兩個革命,一個是新能源革命,一個是人工智能革命,就是自動駕駛革命。三大革命都有中國優勢,三大中國優勢,三位一體集成在新能源汽車這個產業上面將爆發出巨大能量。汽車譽為改變世界的機器,我想新能源汽車會再次改變世界。

  現在大家都在說未來出行,所謂新四化:電動化,智能化,網聯化,共享化我們要看到的是電動汽車具有出行工具和能源裝置雙重屬性,要從智能出行革命和新能源革命雙重角度看待網聯化和共享化,也就是網聯化的內涵里面車聯信息網和移動能源互聯網要并重,共享化內涵里面出行共享和儲能共享要并重,將來我們車就是儲能裝置一直掛到智能電網上與電網互動,既可充電也可以賣電。所以汽車產銷售和保有量不會下降,因為它不僅是消費工具還是賺錢機器。

  總之,面向2035,我們將迎來新能源智能化電動汽車新時代,現在的新能源汽車,我把它叫新能源汽車初級階段——電動汽車階段。經歷新能源和智能化并行發展將會進入新能源、智能化、電動汽車新時代。所以2035基本判斷是將全部基本上全面實現汽車電氣化(包括油電混合動力),基本上全面實現能源低碳化(可再生能源電力占主體),基本上全面實現汽車的智能化(各種級別的自動駕駛)。

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