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欧阳明高:2025年电池或将与内燃机等价

欧阳明高:2025年电池或将与内燃机等价

【行业动态】 回顾新能源汽车的技术路线,汽车动力电气化几起几落、多元探索。从行业的视角看,汽车行业一般认为是混合动力、插电、燃料电池这3条发展路径。信息行业的视角是纯电动、信息化共享、智能化共享。能源行业,..
回顾新能源汽车的技术路线,汽车动力电气化几起几落、多元探索。从行业的视角看,汽车行业一般认为是混合动力、插电、燃料电池这3条发展路径。信息行业的视角是纯电动、信息化共享、智能化共享。能源行业,则是纯电动、换电池、电池租赁、智能电网。现在,这三个行业的力量在竞争融合。汽车行业的战略取向有两种,一种是发动机路线战略,就是把技术门槛越做越高,另外一个战略就是纯电动战略,外行进入汽车行业时,基本都采用这个战略,因为门槛相对比较低。 “中国该怎么选择,一直有很多争论,也有很多摇摆。最终确立纯电驱动战略是2012年。”会上,中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高表示。

案例有很多。 特斯拉,典型的纯电动战略,从豪华电动车,到家用电动车Model 3。 丰田,发动机路线战略,也叫高门槛战略,即从燃油车到普锐斯,再到燃料电池。发动机战略是先做混合动力平台(如丰田普锐斯),然后再基于这个平台做各种车型。插电式就是在普锐斯基础上电池加一点点,燃料电池也是在普锐斯基础上把发动机换成燃料电池。 中国的纯电驱动路径跟丰田刚好相反,基本上是先做纯电动,在此基础上再做插电式和深度混合的燃料电池,最终在比较多的电池插电式基础上再减少电池,再做一般的混合动力,在燃料电池深度混合的基础上再减少电池,加大难度,再做全功率燃料电池。这是一种从易到难的做法,丰田是逐步加大技术难度的做法,不一样。 “我国先发展电池核心技术,并形成具有竞争力的市场和大规模的电池产业。这些年,我们最大的成就就是发展出了具有全球竞争力的电池产业。我们以纯电动力为突破口和基础平台,带动混合动力汽车、燃料电池汽车全方位发展,形成新能源汽车总体竞争优势。”他回顾道。 确立了纯电驱动战略后,中国新能源汽车进入快速发展轨道,尤其是2014年习近平总书记发布号召之后,2011年~2016年,从不足5千辆发展到51万辆,保有量从1万辆提升到100万辆,100倍的增长。2016年,成为全球纯电驱动技术转型的标志年。 纯电动:成本降低“大大超预期” 在我国的电池产业,电池能量密度在不断提升,成本持续下降。5年之间,单体比能量提升1倍,已经达到200瓦时/公斤。“我们以前预测,今年的系统成本大概是1.7元,实际现在已经低于这个数,在1.4元~1.5元之间,大大超出预期。而且即使是这样,电池厂的纯利润还在10%以上。到2020年,估计会降到1元以内。”欧阳明高介绍说。 成本降低伴随的是续驶里程提高,从100多公里提升到300公里以上。特别是纯电动商用车,总体水平处于全球领先地位,已经规模出口。 充电基础设施也在去年开始出现拐点,到去年,全国共有15万个公共充电桩,从去年年底,每月新增1万多个,今年年底会达到30万个。 关于电池,还要解决4个问题。 第一是安全。高比能量动力电池安全性挑战,比能量越大,安全性越差。这就是动力电池热失控,温度达到1000度就会燃烧爆炸,一个单体燃烧之后像放鞭炮一样。车辆电池一般都有几百只到上千只,大客车有几千只,出事就是大事。清华大学在全方位做安全,建立了安全实验室,包括电池碰撞、电池化学、电池集成,并与全球顶尖厂家合作。“最开始引入我们进入安全领域的是宝马,现在它要我们转让知识产权,说明中国做得并不慢。因为我们出的问题最早,我们做的也就最早。”他说,“比方说热失控的扩展,我们可以防止它。以前在大客车领域,不可能做到200瓦时/公斤,现在已经有了200瓦时/公斤的三元电池,系统是150瓦时/公斤的,这个比例已经非常高。另外,以前大客车基本上用磷酸铁锂,根本不敢上三元,连150瓦时/公斤都不敢,现在可以达到200瓦时/公斤。” 第二是提升电池能量密度。目前是逐步提升的,到2020年可以达到300瓦时/公斤,每升大概接近600瓦时。 第三是成本问题,需要全产业链发力、重点环节突破。其中,最薄弱的环节是原材料。一吨碳酸锂成本1万~2万元,卖15万~17万元,利润相当高,而合理的价格在3万~5万元,如果到达这个价格,电池成本还有可能大幅下降。另外就是生产制造环节降成本,目前电池的良品率还不够高,一致性还不够好。 第四是材料回收和再循环利用,比如钴是非常稀有的材料,全球总储量只有七八万吨,必须回收。 那么,降到多少才算低呢?欧阳明高表示,可以按照内燃机动力系统的价格来反算纯电动力系统的价格,电池必须达到每千瓦时102美元(折合人民币约600~700元)就可以跟内燃机等价。“2025年大概可以做到。”欧阳明高表示,他个人估计2020年每千瓦时大概在1000人民币。 一旦做到这个价格,就是拐点全方位出现。基于此,欧阳明高将纯电动汽车推广进程分为4个阶段: 第一阶段,2010~2015年,示范考核公共领域政府“第一推动”。 第二阶段,2014~2017年,政府补贴+政府限购,老百姓被动“吃螃蟹”。 第三阶段,2017~2020年,充电设施后来居上,破解“鸡与蛋”的关系。 第四阶段,2019~2025年,形成市场和政策双轮驱动。 燃料电池:2020年之前会成为全球第一 燃料电池的技术路线,中国跟国外不一样。国外的大客车是纯燃料电池驱动,轿车是全部燃料电池。中国的则是燃料电池跟动力电池的深度混合大客车,燃料电池做辅助动力的增程式燃料电池轿车。这么做的好处是成本降低,因为目前燃料电池比电池贵。燃料电池最大的问题是耐久性,但现在国内已经做出了燃料电池发动机。去年是启动年,今年有可能成为中国燃料电池汽车全方位商业化的元年。 其中,核心问题是如何突破燃料电池。现在大家都会做燃料电池混合动力,但是燃料电池还是根本的,虽然混合动力解决了一堆问题,但是燃料电池本身还是很重要的。我国经历了多年研发,燃料电池的技术路线是从底向下,依次是催化剂、膜、极板、堆、发动机、车,这种模式走了十多年,说明产业化走这条路是有问题的,所以应该从上至下,先做动力系统,目前已经实现。第二步,研发燃料电池发动机电堆外协。“现在我们研发燃料电池膜电极外协。搞电驱动,IGBT是最难的,是长期积累的结果。膜电极相当于芯片,所以在我们的技术路线中,芯片是最后再攻克。我们现在已经做到第三步,现在在筹划第四步,靠什么?靠人。我们没有人怎么办?引进国外最高端的人才,现在人才已经搞定了,下一步朝这个方向发展。这就是我们燃料电池的混合动力系统,电池、燃料电池、控制,其中,控制器是株洲所的,现在已经换成轮边电机,我们自己开发了DC/DC。经历了2008年示范、新加坡示范、燃料电池有轨客车,最后到燃料电池发动机,去年是100辆的销售。现在电池客车5个公告,其中有4个是亿华通的燃料电池发动机。”他介绍说。 未来,燃料电池不能局限在汽车领域,燃料电池是能源前沿技术,不仅仅是汽车的前沿技术。燃料电池类似柴油机,汽油机可以由电池完全取代,但柴油机用途非常广,不光是汽车,坦克、飞机、船舶、发电全都有柴油机,所以燃料电池定位在一个通用型的动力机械,这是发改委能源革命创新行动计划关于燃料电池的路线图。 欧阳明高指出,去年做的《中国氢能燃料电池中远期规划》比较保守,比较理想和正常的应该是2020年1万辆、2025年10万辆、2030年100万辆。 “我相信2020年之前,中国的燃料电池车也会成为全球第一。”他说,纵观全球,日本比较缓慢,基础设施比规定进展得迟缓,再加上挑战了技术难度过高的乘用车,现在每天大概生产13辆,而其公交车公司太小,没办法更换新能源车;在美国,特朗普上台之后削减所有预算;而我国资本市场运作兴盛,可以将公交车、物流车、出租车作为突破口,完全有希望后来居上。
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