新能源汽车技术创新上的新进展(我国新能源汽车技术取得突破)

新能源汽车技术创新上的新进展(我国新能源汽车技术取得突破)(1)

"自强不息 —— 中国工业界的喉舌。"

日前,在中国电动汽车百人会年会吹风会上,百人会执行副理事长欧阳明高院士详细介绍了今年我国新能源汽车技术发展情况与趋势。

欧阳明高首先介绍了动力电池。他指出,我国目标是到2020年能量密度达到300Wh/kg,实现与燃油车的竞争。宁德时代开发的高镍三元正极和硅炭负极电池的比能量已经达到304Wh/kg,有望明年实现产业化,产品投放市场。在高功率动力电池方面,盟固利开发的高比功率长寿命电池单体技术指标全面优于现有的国内外产品,可满足插电式客车的需求。

从目前的情况看,全球比较而言我国电池在比能量方面略占优势,循环性能与国外相当。现在中国电池已经大规模走向国际,除了宁德时代、比亚迪,孚能也取得奔驰汽车的订单,这说明我国产业方面也具有优势。

第二,驱动电机方面。一是电机控制器价格较贵,核心器件IGBT大多进口。今年这一状态得到极大改善,2018年大约40%的IGBT来自中国企业,譬如比亚迪,所以IGBT这一关键核心器件已经被攻克。二是即将取代IG鄄BT的碳化硅。碳化硅是一种更先进的可做控制器的电力电子芯片,频率、效率可以做到很高、体积可以非常小。体积功率密度可以做到每升100千瓦,比现在要减少大概百分之七八十。目前在这一领域,我国也开发出自主控制器,国内已经有四五个团队在做产业化。

据介绍,特斯拉Model3使用的控制器就是碳化硅,比亚迪也宣布在2023年将全方位由碳化硅替代,估计在2025年会实现全方位由碳化硅取代IGBT,产业上这样做的优势一方面是驱动效率会提高几个百分点,另一方面体积会降低70%~80%。

采用碳化硅控制器可以通过大幅度提高电机的转速实现电机比功率的升高。电机转速做不到,是因为过高之后控制器开关频率上升,类损耗比较大、电机效率下降。碳化硅具有在高频率时损耗低的优势,从而电机比功率可以大幅度提高。现在国内电机转速达到了15000转每分钟,正努力实现20000转每分钟。

参照美国能源部2025年目标,电机功率密度是50千瓦/升,碳化硅控制器是100千瓦/升,100千瓦的电机与控制器合起来3升的体积即可。当然,匹配高速电机的大速比减速器仍是目前我国需要努力的一个方向。

第三,是纯电动汽车进展。传统12米大客车大整备质量约11吨,电动化后由于电池重量增加,整车将近13吨。最近行业有一个重大突破,整备质量减少到9吨,比原先的13吨减少了4吨重,比柴油客车还轻2吨,这是非常重大的技术进步。

此外是冬天取暖问题。在我国东北地区,零下30度的温度限制了纯电动车的销售。现在,通过采用热泵空调技术,如上汽已经在最新的产品中使用热泵空调,可以将30%的电加热损失降低到只有10%,从而保障车外零下20度、车内达到零上20度。

比较国内外纯电动汽车,现在国内纯电动续航里程300公里以上的比例已经达到81%,电池系统的能量密度140Wh/kg已经成为主流产品。现在比较突出的问题是百公里电耗仍偏高,与国外先进的百公里大约10度电的水平相比还有差距,我国还要进一步的降低电耗,而降低电耗则是一个永恒的主题。

第四,是关于燃料电池汽车。欧阳明高指出,今年燃料电池几乎每个月都有论坛,热的不得了,一方面是丰田做了宣传,舆论导向非常有效,当然大家也认识到了燃料电池的战略性技术地位。燃料电池的战略性不仅仅体现汽车上,燃料电池作为氢能燃料电池的整体,是能源革命的前沿技术,不仅是用在汽车上,更多的可能要应用在商用车、火车、轮船、军舰、发电等场景。

另外,集中式可再生能源要把能量储存起来,最好的方式是把它变成氢气,再通过天然气管道运走,这是它的战略意义。

从车载角度来看,燃料电池的核心问题、永恒的主题是降低铂载量。当前,燃油车也用催化剂,如国四排放、国五排放、国六排放,大概要用0.1克/千瓦催化剂,这就是燃油车的最高标准用的铂载体,所以燃料电池的目标就是这个目标。美国能源部的目标是每千瓦0.1克。已经在做产品的丰田燃料电池系统是每千瓦0.2克,国内现在做的燃料电池大概也是这个水平。

欧阳明高指出,现在中国燃料电池的核心是产业链不够健全,一个方面是要自主研发,另外一个方面就是要把全球的产业链吸引到中国来。现阶段,凡是跟电动汽车相关的零部件企业都已到中国发展。而且在燃料电池领域,全世界配套企业已经在中国聚齐。为此,中国相关部门关键是要把产业链搭建起来。而产业链建起来则需要大企业的进入,一汽集团、东风集团现在正在燃料电池方面开始发力,因为他们觉得燃料电池非常重要,所以从现在投入的情况看,企业是真的开始重视了。

最后,是智能化。欧阳明高指出,智能化也是我国新能源汽车的一个关键技术。智能化当然也是一个非常热的技术,一年以来继续升温,但是在升温的过程中出现了一些回调,智能化技术正经历一个理性回归的过程。这也符合新技术出现的规律,开始阶段泡沫很大,而经过培育期之后会再回调,并且反复升降,经过两三次才会到达正常的过程。这有些类似互联网的发展历程,先经历互联网泡沫,直到最后互联网产业最终发展起来。

所以,电动车也会经历三起三落,而智能化现在正处于快要理性回归的阶段。首先是国产辅助驾驶系统已经开始量产,其中恒润科技,总销量已经到5万台以上。另外一个核心技术是激光雷达,激光雷达是这中间最核心、也是成本最高的一项技术,百度用的激光雷达6万美元一个非常昂贵。

欧阳明高指出,以前激光雷达是机械式的,而现在已经可以做成固态的,在这方面,国内企业禾赛科技已经取得较大的进展,处于目前世界上的先进水平。禾赛科技激光雷达科技客户来自中国、美国、德国等等,美国60家具有公开道路驾驶牌照的高科技公司中,超过1/3是禾赛科技的付费客户。

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