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【行业资讯】欧阳明高:迎接新能源智能化电动汽车新时代 ——欧阳明高在2019世界新能源汽车大会上的讲演


发布时间:2019年07月09日 发布作者: 青创伯乐 文章来源: 互联网




 我和大家分享的内容是:面向2035的中国新能源汽车技术路线展望。分三点介绍:

 

        第一,纯电与纯电驱动技术。新能源汽车发展十年来,恰逢锂离子电池能量密度从100Wh/kg提升到300Wh/kg,价格从5元/瓦时降低到现在最低0.8元/瓦时,实现了蓄电池领域百年来革命性突破。

 

        从轿车角度来看,体积能量密度比重量能量密度更加重要,锂离子电池在体积能量密度是具有优势的,其他的高比能量电池在这方面还无法和锂离子电池竞争。我个人认为,锂离子电池有望成为车用电池主流技术。当然随着比能量的提高出现了一个问题就是安全性,一个主要且紧迫任务就是如何把安全的平衡点提升到300Wh/kg的高比能量电池。安全事故可以说是当前新能源汽车发展的致命隐患,必须尽快解决。安全事故的本质是电池的热失控,有机械原因、电的原因、热的原因等等,单体电池上出现的热失控还不是致命的,关键是会引发整个电池系统热失控蔓延,从而发生事故。

 

        我的团队一直从事电池安全研究,我们建立了清华大学电池安全实验室。经过近十年研究,发现了高比能量动力电池三种主要热失控机理,第一种是负极析活性锂;第二种是隔膜破坏导致内短路引发热失控;第三种是高比能量电池正极释活性氧,析氧温度随着比能量提升在下降。针对第一种机理和第二种机理防控主要是预防诱因,就是针对充电析锂的电池快充控制和针对电池内短路的电池管理问题。内短路要通过电池管理手段提前预防,电池管理还有很多技术都会对热失控电诱因进行预防,电池管理系统要升级为新一代以安全为核心的电池管理。基于第三个机理,也就是高镍三元正极材料出现之后释氧温度下降的问题,核心要从单体电池设计尤其热设计着手,正极材料的包覆、掺杂以及正极与电解液界面优化,如新一代电解液添加剂等等。如果这两个措施还不能预防,就要上升到系统级的防控,即防热失控蔓延抑制,就是针对热蔓延的综合热管理,通过散热、隔热相结合的手段来解决。总之,锂离子动力电池热失控的主动防控是可以解决电池安全问题的。应当强调的是电池热失控既是影响电动汽车可持续发展的生命线,也是市场竞争和品牌塑造的主旋律。新一代电动汽车不是靠动力性取胜,要靠安全性。谁安全可靠,让用户放心,谁将来才能赢得客户。




第二,关于氢能燃料电池,这也是现在非常热门的话题,我先声明一下,我本人的团队既做纯电动也做燃料电池,也做混合动力。如果说利益相关,三种都跟我相关,我说这个意思是,我想我应该会相对中立。燃料电池技术,刚才说到轿车可能是纯电动为主体,凡是纯电动能干的事,我觉得不要用燃料电池,因为性加比很难竞争。燃料电池干什么?干纯电动不适合干的事情,比如说商用车、长途卡车等等,比如在北方冬季运行的大客车,还有物流车等等,这是可以的。所以我们说氢燃料电池更适合取代柴油机,锂离子电池动力系统更适合取代汽油机。这是一种很通俗和粗略的说法。

 

        下面我重点说说燃料电池商用车,中国正好是燃料电池商用车的领先国家,我们商用车现在实际运行的大体估计有2000辆左右。我们的燃料电池混合动力还是比较成功的。面向2035,首先是氢燃料供应问题。大家知道商用车和乘用车所要求的氢用量差别很大,一个乘用车大概每年150公斤氢足够,但是一个商用车就算是7.5吨物流车一年也要2吨氢,12米的大客车一年4吨左右氢,49吨的大卡车一年需要10吨氢。目前的氢产量完全满足2035供氢需求。我国目前副产氢和弃光、弃风、弃水的电至少做到500万吨,有人说是800万吨甚至1000万吨。

 

        燃料电池发动机技术面向2035可以满足规模应用需求。再过5年,将会趋于成熟,大家到外面展台看一下,展出了各种燃料电池产品和技术,最近这几年中国燃料电池进展非常快,膜电极、电堆、发动机全产业链已经打通,全球资源向中国汇集。  

 

        问题在哪里呢?氢燃料电池商用车产业链瓶颈不在两头,在中间,就是车下运氢、车载储氢和氢能加注。首先大家知道商用车对燃料成本非常敏感,比乘用车敏感。第二,耗氢量大,意味着车载氢瓶多,所以车载氢瓶在动力系统中体积最大,安全最敏感,成本即将变为最高,这是大家没想到的。第三,加氢占用加氢站时间长,占地面积大,一个商用车本来体积就大,还有安全距离,使单站服务车数量减少为乘用车的1/3以下。大家知道我国一个加油站对应1650台乘用车,但是商用车只能对应300多辆车,这二者是差别很大的。




最后简单说一下,新能源汽车与智能化和能源低碳化。有几个数据,中国已经成为能源第一消费大国,人均消费3个省超过美国,7个省超过欧盟平均水平。《巴黎协定》目标2050年温升不超过1.5度。为此中国相关规划是煤炭2020年达峰,2025年石油达峰(7.2亿吨),2030年碳达峰。我们要靠电动汽车和可再生能源结合来解决问题,尤其是推广普及电动汽车与分布式可再生能源结合,构成未来能源交通一体化系统。以电动汽车大规模应用的能源消费革命推动以太阳能电池为代表的能源生产革命。

 

        除了动力电动化、还有整车智能化和能源低碳化,一共三大革命协同互动。现在说的汽车“四化”中网联化和共享化,主要说的是信息革命,没有说能源革命。其实能源也有网联化和共享化,我们电动车可以构成移动能源互联网,这是需要强调的。

 

        最后总结一下,展望2035,新能源汽车将从目前的电动汽车初级阶段经历新能源和智能化双向并行发展,进入新能源智能化电动汽车新时代。  




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