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“十三五”新能源汽车展望——将继续深化纯电驱动  

2017-01-05 11:19:56|  分类: 生产工艺 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2016年发布了《节能与新能源汽车技术路线图》,对“十四五”、“十五五”新能源汽车进行了展望。

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2016年是“十二五”电动汽车重点专项结束之年,也是“十三五”国家新能源汽车重点专项启动之年。截至目前,第一批项目已正式启动,第二批项目指南已发出。此外,2016年还发布了《节能与新能源汽车技术路线图》,对“十四五”、“十五五”新能源汽车进行了展望。

电动汽车成就与挑战并存

从国内来看,2016年是电动汽车技术质量的提升年——技术质量提升、政策结构调整、产业理性增长。从全球范围看,2016年是纯电驱动技术转型的标志年。

我国率先发展纯电驱动,带动电池产业发展达到世界前列,电池产业规模居世界第一,总体水平位列国际前三,产业链完整度跻身世界第一,动力电池产业链尤其是电池正负极材料在国际市场上占有率第一。在此基础上,我们以纯电动力系统(电池、电机、电控)为基础平台,再发展混合动力和燃料电池就比较顺利。目前我国从纯电往插电方向的发展,取得了较好进展,如比亚迪秦、唐,上汽荣威550等。与此同时,燃料电池与动力电池深度混合的燃料电池汽车也取得了较好进展,下一步也会出现具有国际竞争力的常规深度混合动力。

随着纯电动技术、混合动力技术的进一步发展,中国汽车产业很可能要回避国产传统汽车在机电耦合技术方面的劣势,在2020年左右实现与国外汽车产业的同步竞争。

现阶段,我国电动汽车发展也存在一系列挑战与问题,如充电基础设施与整车进度不匹配等。主要体现在:

一是,新旧国标的转换进展缓慢。尽管新国标在2015年底发布,但是2016年进展并不大,新国标车型充电遇到很大困难。近期国家能源局发文,要求从2017年1月1日起,新车必须按照新国标执行,2017年年底,旧标准必须要更新。

二是,互联互通方面,目前现有的充电服务平台较多,不同平台之间交换信息较困难。

三是,充电安全,包括功能安全、信息安全、设备安全等存在隐患。安全是电动汽车百人会2016年的核心议题。目前在电池安全方面,已取得较大进展,但充电安全方面,由于涉及问题太多,包括设备、消防、信息等多方面,暴露出充电方面存在的一些问题。

四是,公共充电基础设施布局不合理,表现在需要充电的车找不到地方充电、已有的充电设施利用率不高。

五是,现有电动汽车对充电技术要求越来越高。快充相关设施无法跟上其发展,再比如充储一体化,但现有的充电设施难以适应。

“十三五”发力电动化、轻量化与智能化

“十三五”期间的新能源汽车技术战略是纯电驱动技术升级战略,具体表现为“三化”:电动化、轻量化、智能化。在电动汽车发展初期,考虑到市场因素,研发重点主要是改变动力系统,对整车方面着力不多。下一步将从整车角度强调轻量化和智能化。

电动化方面,今后5年的目标是进一步让全新开发的电动汽车,尤其是纯电动汽车具备商业竞争力。政策上看,随着补贴逐渐退坡,未来将实行新能源积分制;技术上看,未来要以具备商业竞争力为开发目标。商业竞争力,即让家用主流A级轿车,在性能价格比上与燃油车竞争。目前全世界都在朝续驶里程达350公里、具有性价比的电动轿车发力。

电动化的关键是电池。电池必须降低重量、降低体积、降低成本,其比能量必须大幅提高,下一步攻关的目标是达到300—350瓦时每公斤。这样消费者就能按照性价比来买车,而非补贴。

5年前电池每瓦时的价格约是5.5—6元,2015年平均价格为2.5元左右,2016年预计在2.2元左右。按照现在每瓦时2.2元,逐年减少10%—20%计算,到2020年系统价格达到1.3元是非常普遍的,加上循环再利用,将系统价格控制在1元以内有很大希望,也即意味着,1000瓦时电池控制在1000元人民币以内,是可以做到的。

对A级轿车来说,现在百公里耗电约15度,2020年的目标是在10—12度电。要实现这一目标,就需要通过整车的轻量化、充电效率优化、驱动系统、电池材料和性能的突破来降低电耗。

长期发展技术路线图展望

从2015—2030年的中长期尺度来看,电动汽车的发展路线将从“十三五”期间的“三化”——电动化、轻量化、智能化,扩大到“六化”:

第一,电动化跟能源低碳化结合。低碳化的关键在于电的来源要朝可再生能源发展,现在有智能电网规划、能源互联网规划和氢能发展规划,所以电动化跟能源结合得很紧密,要往能源纵向整合,电动化跟能源低碳化相结合。

电动化跟能源低碳化相结合的过程中,将会有更先进的电池出现。石墨烯是今年电池方面的热点,应该说,到目前为止,还没有真正意义的石墨烯电池,但是相关的研究很多,最近华为在石墨烯电池技术上取得突破。华为电池有三项技术——防止电解液热分解的添加剂技术、提高正极材料的热稳定技术、用石墨烯来提高电池散热能力的技术。华为将石墨烯的高导热性用于电池的迅速散热方面。高温衰减是电池衰减的重要原因,华为上述三项技术将电池使用温度提高了10度,电池寿命大幅延长。但对于目前的动力电池而言,石墨烯起到的作用如同味精,是添加剂,而非主体材料。不过,技术无止境,现在学术领域都在探讨石墨烯的应用,未来将取得哪些突破,尚无法断言。

另外,电动化和能源低碳化的结合在充电方面也需变革。电动化和低碳化的结合,将实现能源的双向流动,电能既可以是从电网到电动汽车,也可以是从电动车到电网。这就要求在充电技术上进行突破。

第二,轻量化和制造的生态化结合。轻量化不仅仅是减轻重量,注重的是电动汽车乃至整个汽车工业制造的大变革。这与工信部推进的工业4.0智能制造专项紧密相关。将来的销售模式是网上个性化定制、网上下订单。在制造方面,增材制造、3D打印将发挥重要作用,如果应用碳纤维,则此前的几大工艺都要变革。

第三,智能化要跟网联化结合。目前部分互联网汽车,虽然把手机功能放在汽车上,但跟汽车控制联系并不多。未来智能网联的发展将通过网络控制,利用大数据进行整车决策的推理,实现汽车自动控制与网络的紧密结合,即智能网联技术。智能网联发展前景广阔,现在正在探讨未来汽车共享的开放平台和标准接口协议,通过开放的平台将资源进行整合。

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