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    充電智能化是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一片藍(lán)海

    “從新能源汽車市場(chǎng)情況來看,目前市場(chǎng)上55%都是純電動(dòng)乘用車。”中國科學(xué)院院士、中國電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽明高表示,隨著用戶對(duì)純電動(dòng)乘用車?yán)m(xù)航里程需求不斷提高,有關(guān)高比能量鋰離子電池技術(shù)、充電設(shè)備配建等的要求也在逐步提升。在這一背景下,充電智能化將會(huì)開辟另外一個(gè)能源智能化的廣闊空間,面向未來的將是“電動(dòng)汽車+駕駛智能化+充電智能化”的新能源汽車產(chǎn)品,其中充電智能化是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一片藍(lán)海。

    基于應(yīng)用需求,高比能量鋰離子電池技術(shù)未來發(fā)展方向是怎樣的?

    歐陽明高:“十二五”以來,我國電動(dòng)汽車高比能量鋰離子電池技術(shù)研究已經(jīng)取得重大進(jìn)展,電池系統(tǒng)比能量持續(xù)提升,成本不斷下降。例如,基于國產(chǎn)高鎳正極材料尤其是NCM622材料,2017年年底我國方殼動(dòng)力電池的單體能量密度已經(jīng)超過200瓦時(shí)/千克。寧德時(shí)代、力神、國軒承擔(dān)的新型鋰離子動(dòng)力電池項(xiàng)目,采用高鎳三元正極和硅碳負(fù)極,軟包電池能量密度達(dá)到了300瓦時(shí)/千克,部分樣品的性能指標(biāo)已經(jīng)接近應(yīng)用要求。

    從國際上來看,在2020年之前,全球動(dòng)力電池的目標(biāo)基本是要達(dá)到300瓦時(shí)/千克。在這一方面,國內(nèi)外技術(shù)研發(fā)基本處于同一水平。但是,有關(guān)電池安全性的研究尚待加強(qiáng)。

    接下來,高比能量鋰離子電池正極材料應(yīng)用將主要研究無鈷、無鎳材料。在400瓦時(shí)/千克高比能量動(dòng)力電池方面,國家電池創(chuàng)新中心開展了富鋰錳基固溶體工程技術(shù)研究。由于富鋰正極電勢(shì)高,氧參與反應(yīng)必須到4.4伏以上,傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)無法匹配,可行的途徑是富鋰正極材料結(jié)合固態(tài)電解質(zhì)應(yīng)用。因此,基于高容量富鋰正極、高容量硅碳負(fù)極的革新型固態(tài)電池將成為動(dòng)力電池遠(yuǎn)期發(fā)展的重要目標(biāo)之一。

    另外,高比能量單體電池離不開熱失控防控技術(shù),要完全杜絕熱失控非常困難,必須從系統(tǒng)角度來防范熱失控蔓延。高比能量鋰離子電池亦是如此。同時(shí),需要強(qiáng)調(diào)的是,對(duì)于高比能量鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展,安全永遠(yuǎn)是第一位。

    當(dāng)前充電設(shè)備配建情況如何?未來充電發(fā)展遠(yuǎn)景是怎樣的?

    歐陽明高:目前,私人購車充電樁配建率在不斷增加,目標(biāo)是“一車一樁”。這點(diǎn)非常重要,應(yīng)該由整車廠主導(dǎo)。另外,全國公共慢充充電樁充電利用率還不到10%。未來,純電動(dòng)乘用車充電將是私人交流充電樁日常慢充與公共快充補(bǔ)電相結(jié)合的模式。

    私人充電樁應(yīng)力爭(zhēng)1:1配套,成為充電主體。在2020年之前,從小于60千瓦的快充到小于150千瓦的快充,建議推廣自用樁,同時(shí)研究以大功率快充為代表的各類充電技術(shù)。2020~2025年,乘用車公共快充快補(bǔ)電站,建議示范新一代充電技術(shù),大規(guī)模示范應(yīng)用V2G,并全部在2025年之后推應(yīng)用。

    對(duì)于充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)要著眼未來,不能“來回翻燒餅”。從未來5~10年來看,我國光伏發(fā)電的價(jià)格預(yù)計(jì)會(huì)低于煤電價(jià)格,分布式可再生能源將會(huì)成為優(yōu)勢(shì)能源。因此,未來的充電發(fā)展愿景將是車電互動(dòng),以分布式可再生能源與電動(dòng)汽車微電網(wǎng)協(xié)同平抑快充負(fù)荷。

    在此背景下,面向未來的電動(dòng)汽車將是新能源智能化電動(dòng)汽車,即“電動(dòng)汽車+駕駛智能化+充電智能化”的產(chǎn)品。目前,關(guān)于駕駛智能化談得比較多、比較熱,幾乎已經(jīng)是紅海市場(chǎng)。但充電智能化還是一片藍(lán)海,它將會(huì)引發(fā)能源革命,開辟另外一個(gè)能源智能化的廣闊空間。

    需要注意的是,快充幅度提高后,電動(dòng)汽車快充功率峰值很大,同時(shí)可再生能源也是間歇的峰值,怎樣將兩個(gè)峰值協(xié)調(diào)互動(dòng),達(dá)成平衡穩(wěn)定的電網(wǎng),是必須要盡快研究和落實(shí)的問題。

    接下來,新能源汽車產(chǎn)業(yè)該如何實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展?

    歐陽明高:當(dāng)前市場(chǎng)上的電動(dòng)汽車總體能耗普遍偏高,節(jié)能潛力很大。其節(jié)能的意義比燃油車更大。

    全球范圍內(nèi)的電動(dòng)汽車都在增加續(xù)駛里程,而續(xù)駛里程增加需要依托電池比能量提升。但是,整車廠不能把電動(dòng)汽車技術(shù)提升全部扔給電池廠。整車集成的核心技術(shù)是降低電耗。電耗是純電動(dòng)汽車整車集成水平最重要的體現(xiàn)。只有降低電耗才可能在降低成本的前提下提高續(xù)駛里程,這是最佳途徑。

    如何降低電耗?首先,學(xué)習(xí)寶馬i3,降重量,我國的新能源整車普遍偏重。再就是學(xué)習(xí)特斯拉,實(shí)現(xiàn)低阻化。第三是實(shí)現(xiàn)電驅(qū)動(dòng)高效化。國外電機(jī)控制器輸入端到半軸的效率可以達(dá)到92%,目前國內(nèi)的水平普遍為82%~85%。第四是提升制動(dòng)能量回收技術(shù)。這對(duì)降低能耗非常有意義。

    國內(nèi)制動(dòng)能量回收技術(shù)已經(jīng)取得進(jìn)展,但是實(shí)際應(yīng)用偏弱,亟待改善。第五是進(jìn)行熱管理。低溫工況下,新能源汽車電耗較常溫工況最高高出50%,除了研發(fā)低溫電池技術(shù),新一代熱泵空調(diào)技術(shù)等也要引起重視。

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