


近日,中國科學(xué)院院士(shì)、清華大學教授(shòu)、全(quán)國政(zhèng)協常委、中國電動(dòng)汽車百人(rén)會執行副理事(shì)長歐陽明高圍(wéi)繞新能源汽車產業的熱點技術及前景(jǐng)進行了發言。
堅持“純電(diàn)驅動”技術轉型戰略不動(dòng)搖

最(zuì)近中國新能源汽車領域有三個熱點問題值得關注:第(dì)一(yī),春節期(qī)間(jiān)長距(jù)離冬天行駛暴露出來(lái)一些問題,同時特斯(sī)拉進入中國引出的關(guān)於新能源汽車,尤其純電動汽車前景的關注。第二,近期,氫能燃(rán)料電池再次成為熱點。第三,智能出行和智能電網與電動(dòng)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(dōu)出來表態。所(suǒ)以我(wǒ)想針對這些問題,就剛才辛(xīn)部長說的新能源汽車2035規(guī)劃,談一下我對這些技術的評述和展望。
首先關於純電動與插(chā)電(diàn)混動技術。大家知道中國新能(néng)源汽車發展10年恰逢鋰離子電池(chí)能量密度從100瓦時/公斤增長到300瓦時/公斤,這是蓄電池領域百年來的革(gé)命性突破,沒(méi)有人能預測這(zhè)個(gè)突破,很多國際大公司都低(dī)估了這個技術(shù)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(zuì)重要的,而目前看鋰離(lí)子電池這方麵是最具優勢的,雖然我們可以舉出很多種新的電池類型,但是體積能(néng)量(liàng)密度(dù)想打敗(bài)鋰離子電池目前看還不可能。鋰(lǐ)離子電池體積能量(liàng)密度可達800瓦時/每升,寧德時(shí)代(dài)已經達到(dào)743瓦時/每升,體積能量密度對於轎車是最重要的。高比能量鋰(lǐ)離子電池具有成為動(dòng)力電池主流技術(shù)的潛(qián)力,但是它的瓶頸是(shì)安全性。
從(cóng)安(ān)全性(xìng)角度來看,高比能(néng)量鋰離子電池完全杜絕單體電池熱(rè)失控,目前看是還不大現實。但我們有兩個解決途徑:一個就是電池係統的熱-機-電設(shè)計與(yǔ)控製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(cóng)長(zhǎng)計議從十年周期看,從改善電池本征安全性出(chū)發,可能還要發展固態電解質電池,目前(qián)還無(wú)法預測它會(huì)不會取代現有電池,我判斷最大(dà)可能是在現(xiàn)有鋰離子電池基礎上改進,所以(yǐ)主流技術估計(jì)不會有顛覆性變化,隻是進一步完善。另外一個方麵當然就是續駛裏程。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(dāng)是百公裏電耗,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(zhì)關重要,這是汽車人必須要幹好的事情,現在已取得(dé)很大進步,國際也有標杆。
另外一(yī)個目前抱怨比較多(duō)的是充電(diàn)。我仍然(rán)認為未來看,慢充是主流(liú)模式,解決80%的問題,超級快充隻是應急用的(de),15分鍾補80%電是沒有問題的,這個(gè)技術(shù)今後5到7年(nián)應該可以到位,主要基於儲能裝置的快充,不是(shì)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,對電網衝擊太大,隻要有儲能裝置,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(chí)係(xì)統價格到100美元左右估計在5年之內。有的會快一(yī)點,有的會慢(màn)一點,現在應該是可以預(yù)期的。隻要到達100美元(yuán)這個地步,新(xīn)能源車(chē)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(zuǒ)右,有的(de)車廠可能(néng)會提前,比如特斯拉會提前。預計在2025年之後會形(xíng)成爆(bào)發式大發展。
跟純電動密切相關的還(hái)有純電型的插電混合動力,由(yóu)於(yú)電池性價比提(tí)高了,傳統(tǒng)深度混合動力就不(bú)一定有那麽(me)大(dà)優勢。我們中國的具有50公裏以(yǐ)上純電裏程的插電混(hún)動可能意義更大。電池價格降(jiàng)低了之後我們就可以短途用(yòng)電,長途用油。短途就是純電動,隻有上高(gāo)速(sù)公路才(cái)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、成本最低就是並聯混合,並聯混合在高速公路效率也最高的。現在比亞迪(dí)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係統,這個成本可(kě)以跟雙電機深度混合動(dòng)力競爭,而且它的節能減排效果也可以(yǐ)跟它競爭,因為城裏基(jī)本都是純電動。
第二個問題,氫能燃料電(diàn)池汽車無疑(yí)是現在非常熱的話題(tí)。首先燃料電池發動機取(qǔ)得重大技術(shù)進步,無(wú)論是國外還是國內。國(guó)內雖然有(yǒu)差距但是進步非常快,5年左(zuǒ)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,應該說三五年之後燃料電池技術會(huì)趨於成熟。這點不用懷疑。此外,我們都知道氫(qīng)燃料電池車有許多優點,比如加(jiā)氫快、續駛(shǐ)裏程(chéng)長(zhǎng)等。
同時(shí)我們要(yào)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(dù)來看並不高,當前主流儲氫瓶70兆帕高壓氫(qīng)瓶每升(shēng)儲0.8千瓦時能量,跟上(shàng)麵說的鋰離子單體電池差不多。鋰(lǐ)離子電池係統可能會到400瓦時/升,因為從單體到係統要打折,但燃料(liào)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(gè)意義上講,氫(qīng)瓶儲氫與電池(chí)儲電的體積相當。氫燃(rán)料電池(chí)動力係統(tǒng)的(de)總體積(儲(chǔ)氫瓶+燃料電池發動機+輔助電池)是會大於純電動的,對轎(jiào)車來(lái)講,體積想做到比純電動還小,目前70兆帕(pà)的(de)儲氫瓶還不大可能。當然,對於SUV等體積大的(de)車(chē)可能不是一個(gè)問題。對於大(dà)型超長續駛裏程商用車,還有一(yī)種選擇就(jiù)是液(yè)氫。
另外就(jiù)是儲氫(qīng)成本,目前70兆帕高壓儲氫瓶的成本大(dà)概是一千美元儲一公斤氫,相當於每個千瓦時200美元。由於與純電動相比要多儲一倍能量,因此對於有效驅動(dòng)能量而言每個千瓦時要(yào)400美元,大概(gài)是我們現在儲電的1/3(相當於純(chún)電動產業化初期的1/6到1/10),有成本(běn)優勢(shì)。我們要充分利用儲氫對儲電的成本優勢,補償燃料電(diàn)池動力係統(tǒng)其它部件的成本,因為對純電動力係統來講除了電機驅動係(xì)統,電池係統就是全部了,燃料電池動力係統還有燃料電池發(fā)動機和輔助電池。為了補償這(zhè)個必須把續駛裏程加長。對轎車或者SUV要500公裏以(yǐ)上,對商(shāng)用車(chē)至少200公裏以上才能平衡。所以氫燃料電池動力係統(tǒng)更適合(hé)於(yú)長途大型高速重載車輛,主要替代柴油機。鋰離子電池更(gèng)適合小型轎(jiào)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(rán)料電池商用車發展居(jū)於世界(jiè)前列,現在有3500輛燃(rán)料電池(chí)商用車,居(jū)全球第一。中國技術(shù)特色是燃料電池/動力電池深度混合動力,商用車為主(zhǔ),III型壓縮氫瓶(píng)。當前的(de)主要挑戰是氫能技術落後於燃料電池技術。氫能技術需要(yào)全鏈條科學技術新突破。傳統的氫能技術,比如堿性電解水製氫、壓縮製(zhì)冷氫液(yè)化等(děng)效率偏低,成(chéng)本偏高,隻能作為(wéi)近中(zhōng)期(qī)過渡性方法。從氫(qīng)源看,棄風棄水發電電解水製氫和副產氫液化提純等是當(dāng)前的經(jīng)濟可(kě)行的方法,估計會(huì)是十年之內的主流方(fāng)法。麵向未來(lái)的方法已經有了一些突破,科(kē)學層麵,比如光直接製氫,而不是發了電再製氫,但(dàn)是需要(yào)十年之後才有可能(néng)工業化。燃料電池車比純電動產(chǎn)業化(huà)進程約晚10年(nián)左右。當前采用十年前十城千輛的推廣模式是合適的。目前燃料電池標誌性車型是大客車,2025年大型SUV可能是一個(gè)標誌性(xìng)車(chē)型,2030年長途重卡可能是標誌性車型。我們在節(jiē)能與(yǔ)新能源汽車路(lù)線圖研究中得到(dào)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(dào)10萬(wàn),2030年100萬左(zuǒ)右。
最後說(shuō)說新(xīn)能源與智能化。根據(jù)節能與新能源汽(qì)車路線圖(tú)預測(cè),電動汽車(chē)大規模推(tuī)廣到2030年會到8千萬到1億輛,大規(guī)模(mó)推廣會帶動能源革(gé)命:以(yǐ)電動汽(qì)車大(dà)規模應用為代表的能源消費革命將推動以可(kě)再生(shēng)能(néng)源為代(dài)表的能源生產革命。根據中國汽車工程學會(huì)預(yù)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(lái)極大的機遇,想象空間(jiān)非常大。現在正(zhèng)在發生的是動力電動化的革命,下一步並行展開有兩個(gè)革命,一個是新能源革命,一個(gè)是人工智能革(gé)命(mìng),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(chē)這個產業上麵將爆發出巨(jù)大能量。汽車譽為改變世界的機器,我想新能源汽車會再(zài)次改變世界。
現在大家都在說未來(lái)出行,所謂新四(sì)化(huà):電動化,智能(néng)化,網聯化,共享化我(wǒ)們要看到(dào)的是電動汽(qì)車具有出行工具(jù)和能源裝置雙重屬性,要從(cóng)智(zhì)能出行革命和新能源革命雙重角度看待網聯化和(hé)共(gòng)享(xiǎng)化,也就是網聯化(huà)的內(nèi)涵(hán)裏麵(miàn)車聯信息網和(hé)移動能(néng)源互聯網要並(bìng)重,共享化內涵裏麵出行共享和儲能(néng)共享要並重,將來我(wǒ)們車就是儲能裝置一(yī)直掛到智能電(diàn)網上與電網互動,既可充電也可以(yǐ)賣電。所以汽車產銷(xiāo)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,麵(miàn)向2035,我們(men)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(wǒ)把它叫新能源汽車初級階段——電動汽車階段。經曆新能源和(hé)智能化並行發展將會進入新能源、智能化、電(diàn)動汽(qì)車新時代。所以2035基(jī)本判斷是將(jiāng)全部基(jī)本上全(quán)麵實現汽車電氣化(包(bāo)括油(yóu)電混合動力),基本(běn)上全麵實現能源低碳化(可再生能源電力占主體),基本上全麵實現汽車的智能化(各種級別的自動駕駛)。