欧阳明高院士:锂离子电池仍将可能是动力电池主流技术_亚博app安全有保障

日期:2021-06-04 18:58:01 | 人气: 15927

本文摘要:中国科学院院士、中国电动汽车百人不会继续执行副理事长欧阳明低在日前开会的中国电动汽车百人不会论坛(2019)上回应,锂离子电池仍具备沦为动力电池主流技术的潜质和前景,但安全性尤为重要。

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中国科学院院士、中国电动汽车百人不会继续执行副理事长欧阳明低在日前开会的中国电动汽车百人不会论坛(2019)上回应,锂离子电池仍具备沦为动力电池主流技术的潜质和前景,但安全性尤为重要。欧阳明低指出,从车用看作,最重要的是体积能量密度而不是重量能量密度。

锂硫电池、锂空气电池,虽然理论重量能量密度较为低,但体积能量密度目前还很难打破锂离子电池。因此,他指出锂离子电池具备沦为动力电池主流技术的潜质和前景,但瓶颈是高比能量动力电池的安全性。他指出,2018年经常出现的新能源汽车安全事故,配备电池大多是2016年左右生产的NCM523体系电池。而随着低镍材料的大规模应用于,电池的热稳定性将不会显得更加劣,未来车辆安全性风险将不会更进一步增大,因此必需采行手段来防治安全性问题。

以下为欧阳明低讲话全文:敬重的万钢主席、苗圩部长、陈清泰理事长,各位同行,大家下午好!我讲解一下中国新能源汽车技术路线的未来发展。我国新能源汽车技术路线经过了长时间的演进,从节约能源与新能源汽车到显电驱动技术转型战略,再行到新能源汽车强国战略。2018年11月,全国政协开会了“双周座谈会”,一些委员明确提出了一些新的建议,明确提出要面向2035年制订新能源汽车发展规划。我们首先从技术角度来未来发展一下未来的发展,我就显电动力、混合动力、燃料电池以及电动简化和新能源融合四个方面做到一下未来发展。

第一,显电动力的技术未来发展。自2008年锂离子动力电池应用于电动汽车早已10年,实际装车产品的能量密度提升了2.5倍,构建了蓄电池领域百年来革命性的突破。2020年我们的目标是300瓦时/公斤,这是全球的联合目标,而中国也早已几乎作好了打算。

从车用看作,最重要的是体积能量密度而不是重量能量密度,锂离子电池在这个方面是最不具优势的,现在的锂硫电池、锂空气电池,虽然理论重量能量密度较为低的,但体积能量密度目前还很难打破锂离子电池。在这个方面,我们指出锂离子电池具备沦为动力电池主流技术的潜质和前景,但瓶颈是高比能量动力电池的安全性。2018年经常出现了一些安全事故,这些事故车辆用于的电池基本上是在2016年左右生产的,大约是NCM523体系。

随着低镍的应用于,电池的热稳定性将不会变差,未来安全性风险不会更大,所以必需采行手段来防治安全性问题。首先,当前锂离子电池从单体层面几乎杜绝热失控是不过于现实的,我们可以从电池系统的热机电设计与掌控设计来避免所致和蔓延到,即便单体经常出现热失控也会再次发生事故。其次,从提高电池本身安全性抵达,要发展新型的固态电解质电池。

最近我们与日本专家辩论,日本为应付中国和韩国电池产业的兴起,荐全国之力研发下一代固态电池,每年政府经费超过50-100亿日元。美国和欧洲原先的电池产业是较为脆弱的,他们也在全力开发新一代固态电池,以构建打破。中国电池产业虽然继续获得优势,但国际竞争压力极大,必须全力追上固态电池前沿技术。当前国内也有一些固态电池,但还不是全固态电池,全固态电池大规模商业化估算在2025-2030年(后以后)才不会确实构建,必须我们持续的希望。

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根据国内外的形势,“十三五”新能源汽车总体专家组明确提出了路线图的未来发展。总体看,电池负极发展方向是减半钴到无钴,负极将是特硅,硅的含量将逐步提高,甚至是全硅。电解质要增加有机溶剂,逐步提高锂盐的浓度,但是未来有可能要研发全固态电解质,但是全固态电解质目前还有很多技术瓶颈必须解决,必须逐步积极开展。

除了电池,大家目前注目的有可能是续驶里程,解决问题了电池并无法解决问题续驶里程的全部问题,目前续驶里程早已从150公里提升到广泛300公里以上,但是客户的责怪并没增加,因为实际的续驶里程高于期望值。我本人也是电动车的用户,我深有感触,实际的续驶里程对气温和驾驶员风格是十分脆弱的。靠减小电池装载量来减少续驶里程不是显然决心,主流技术路线是提升电动汽车能效和电池便利性。

首先,在能效方面,高效电驱动系统的技术变革将不会在未来5年再次发生,即电机驱动系统高速化、高效化、小型化,现在扭矩需要超过1.8万并转/min,未来可能会到2万并转/min;电机的体积、重量逐步增加,由于电机材料成本上升,电机成本也不会上升。其次,以碳化硅为代表的新一代高频、高效电力电子将广泛用于,这也将不会承托高速电机的发展,使电机向小型、高效、低成本方向发展。

据理解,美国能源部最近明确提出,面向2025年极具挑战性的目标:电机超过50千瓦/L,电机控制器100千瓦/L。这个目标如果构建,将对电动车产生革命性的影响。另外是冷管理,新一代热泵空调技术早已获得重大突破,并开始产业化推展,现在早已有企业装车,这不会减少对气温的敏感性,使冬季低温环境下续驶入里程的损失比现在减少2/3,从30%降至10%。

还有就是整车能效优化构建技术的突破,可以说道电耗是整车构建技术水平最重要的指标,电动车的节约能源比燃油车更加最重要,应当使用法规来管理。日产聆风是一个标杆车型,小型车NEDC工况相似10度电/百公里,装载40-60度电可以行经400-500公里,减少了电池的装载量。再行一个就是电池的便利性,一是电池体系的建设,二是慢差使技术的突破。中国是220叱的电压,非常适合小功率快差使。

现在应当尽可能使家用轿车都配备快充桩,这将沦为主体的供电模式,未来沦为能源互联网的终端节点;10-15分钟的较慢电池是不可或缺的,但慢差使的定位是应急,不是主体电池的模式,慢充占比大约分担15-20%。现在的350千瓦直流慢差使和换电代价都过于大了,还不理想。预计今后5-7年,新一代与储能融合、安全可靠的快差使技术将不会经常出现,这一块创意空间相当大。面向未来,我们对电动汽车市场化路线图做到一个非常简单未来发展。

国内外研究表明,2025年电池系统的价格将不会超过100美元/千瓦时左右,只不过我国的磷酸铁锂会提早超过。基于仅有生命周期的成本,计算出来燃油汽车的价格和全生命周期的费用,燃油车和电动汽车将不会持平,另外最严苛的废气法规将要实行,燃油机的成本将不会下降,拐点将要来临。我们指出在2025年左右,显电动汽车性价比不会构建大的突破。

特斯拉转入中国,这是当前对显电动汽车市场最根本性的事件。应当说道,特斯拉的纯电动战略正在渐趋成熟期,它不会带给根本性的机遇和挑战。Modle3作为一个标杆车型,是特斯拉最顺利的一个车型,也是全面转入家庭的一个车型,现在每个月量产2万台以上,特别是在难得的是它全面升级了动力系统的核心技术,还包括电池、电机和智能化技术。

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总之,市场的对外开放和技术竞争将不会强化技术创新,加快市场推广,减缓成本上升。所以显电动不是膨胀和解散,而是抓住机遇,付出代价挑战。第二,混合动力技术未来发展。

混合动力一般来讲是比较复杂的,特别是在是对于非汽车、非发动机行业人来说,更容易误解。首先是常规混合动力,即不能电池的混合动力,日本丰田、本田、日产分别研发了代表性的浅混技术,引导了国际常规混合动力的潮流。

但我们也看见去年以来,日本试产串联式的日产E-power的销量和油耗可以跟普瑞斯的功率分流产品相媲美,这解释我们不一定要回头功率分流的路线,对中国来讲串联比较非常简单。另外就是可以外界电池的混合动力,我们叫挂电式混合动力。挂电式混合动力分为两个阶段,在电量保持阶段是常规混合动力。

但充完电之后,首度用于的是电池,这一段十分最重要。这要分成两个部分,一是显电型挂电式,就是全部用电,在充满著电之后的第一阶段就是显电动,但是还有部分是混合型挂电,前面依然是混合动力,比如20公里显电续驶里程的普锐斯第一代挂电混合就归属于这种。我们指出,显电挂电混合动力在城区短途用电,高速、长途用油,根据中国的乘用车上下班特征,可以省油80%以上,这是中国优势的技术路线,这是我国政府规定50公里以上的显电续驶里程政策带给的一个红利。

如果将显电型的插电混合动力按功能和结构分离分析,只不过有九类混合动力,显电型混合动力既可以串联、并联,也可以混联。根据中国对的减程式定义,实质上是串联的显电型挂电混合动力,是显电挂电混合动力中的一类。

中国有可能主要是并联和串联两种,混联会沦为主流。较为这两种方式找到,在混合动力模式下,并联显电型相比于串联显电型,具备成本和动力优势,国内领先企业正在着力探寻低成本的显电并联式挂电混合动力,我指出这是一个十分有一点注目的具备中国优势的技术路线。

而且可以抗衡国外深度混合动力的常规混合动力。在成本上,由于并联单电机替换双电机,综合油耗较常规混合动力更大,从40%到80%,在成本上可以跟常规混合动力竞争。这需要解决问题中国长期以来对深度混合动力困惑问题。如何实行混合动力技术路线?一就是指燃油车升级切换后的节约能源汽车路线,常规混合动力到挂电式混合动力。

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另外一个就是指显电动汽车切换的混合动力路线,显电动到减程式和显电型挂电混合动力。明确来看,要通过模块化和平台简化的发展,内燃机动力几乎可以通过模块化发展到并联的三种构型,P2、P2.5和P3,最后发展成并联的显电型挂电混合动力。

显电动力系统方面,我们可以自学日产,发展串联混合动力,然后到燃料电池串联混合动力。我们也可以再加减程式的串联型挂电式混合动力或者叫减程式电动汽车,总之,中国混合动力技术的特色和优势依然是显电驱动。当然显电驱动还包括显电动,但不相等显电动。另外,必需提及的是混合动力的核心技术—发动机技术。

目前国内用作混合动力发动机效率为35%-37%,国际水平38%-41%,距离内燃机的无限大效率:柴油机大约55%,汽油机45-50%,还有相当大空间,我们还必须大力创意。在混合动力发动机方面,现在国际上有效地效率早已多达45%,主要的技术路径还包括提升压缩比、平流层自燃涡轮和平流层自燃的压燃。值得一提的是减程式的电动汽车可能会是小功率的增程机,我们现在探寻有转子发动机和权利对塞式发动机等等,从国际文献分析和自我研究的角度,我们指出主流的技术路线依然是小排量四冲程的汽油机。

第三,燃料电池未来发展。燃料电池首先的效益定位,奔驰公司得出的分析,即便搭配的基础内燃机不劣,内燃混合动力仅有生命周期4.2升至,相等于车上的油耗大约3升至,但在这种情况下,依然是显电动和燃料电池效益的碳排放更为出色。

显电动和燃料电池比起,当一次能源为天然气的时候,燃料电池效益低于显电动,当一次能源为可再生能源的时候,燃料电池效益高于显电动很多。另外只有基于可再生能源,才能构建将近零碳排放。

燃料电池和显电动的成本平衡点,韩国现代分析乘用车大约是500公里左右,商用车100公里左右。国内外的研究指出,氢燃料电池系统更加合适替代柴油机,锂离子电池系统更加合适替代汽油机。从应用于定位来看,燃料电池系统是卡车和公路客车的长途运载工具的最佳自由选择,这个分析来自丰田公司,也是燃料电池技术路线最佳的尊崇者,从2009年到2018年,显电动汽车的合适里程范围虽然不断扩大了,但燃料电池依然定位在长途的商用车领域,这给我们很多救赎。中国特色的技术路线是燃料电池、动力电池、混合型动力系统,中国首创了这条技术路线。


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