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2030年20%新车将为电动汽车 动力电池性能仍待升级

2019-01-20 08:20:00

来源:滂湃新闻 选稿:蒋瑞霞

  2030年20%的新车将为电动汽车,动力电池性能仍待升级

  2017年7月,法国和英国政府相继宣布,计划从2040年开始,全面停止出售汽油车和柴油车。此前,荷兰和挪威提出从2025年就开始禁止在本国销售传统的汽油和柴油车,以确保2025年之后所有新车都是新能源车。瑞士、德国、比利时、印度和美国的加利福尼亚州则宣布了2030年燃油车的禁售计划。随着世界各国在燃油车的退出上均设立了明确的时间点,新能源车对燃油车的替代和发展也将是大势所趋。

  12月20日,中国《节能与新能源汽车技术路线图年度评估报告2018》(以下简称“报告”)在北京正式发布,由中国汽车工程学会和丰田汽车公司联合编著。报告评估了自2016年12月以来,中国的新能源汽车在关键零部件和基础设施等领域的相关技术进展。

  目前在市面上见到的新能源汽车多为插电式混合动力汽车、燃料电池汽车等主要以电能提供动力的汽车。广义来说,我们所知道的油电混合动力汽车、插电式混合动力汽车、纯电动车,和燃料电池汽车都属于电动车。其中,燃料电池是一种把燃料的化学能直接转换成电能的装置,燃料电池车最终是靠电驱动的,因此本质上也属于电动汽车。目前燃料电池汽车主要包括氢燃料电池车以及甲醇燃料电池车。

  2017年中国新能源汽车销售77.7万辆,比2016年增长53%,占2017年汽车总销量的2.6%。2018年1-6月新能源汽车销售41.2万辆,汽车销量1406.6万辆,占比2.93%。根据目标,到2025年至2030年间,电动车将占20%的新车销量(或绝对量100万辆)。

  不管是从销量占比还是技术突破,距离2020年目标都尚有差距。中国汽车工程学会产业研究部副部长冯锦山表示,要实现2020年的目标,部分领域仍然存在一定挑战。

  电池性能的突破距离目标尚有差距

  冯锦山介绍,自2016年12月以来,纯电动和插电式混合动力汽车的续驶里程基本已经达到400公里,国内纯电动车续航里程超过300公里的比例达到80%。

  纯电动车在续航里程和动力电池方面的进步主要是得益于能量密度的提升,其中以磷酸铁锂为正极材料的电池能量密度达到180Wh/kg,三元材料的电池能量密度达到240Wh/kg,冯锦山认为,目前已经实现了较高的水平。但离350Wh/kg的目标还有比较大的差距,实现下一步的技术突破有一定挑战。

  锂电池的能量密度(Wh/kg)是指单位重量的电池能储存的能量多少,主要由电池的材料特性决定。按普通铅酸电池的能量密度约为40Wh/kg计算,如果使用铅酸电池驱动家用汽车行驶200公里以上,则需要将近1吨的电池。因此把电池重量控制在一定范围的前提下,电池的能量密度越大,汽车的续航里程就越长。

  中国汽车工程学会技术标准部部长赵立金表示,近两年来,动力电池的技术开发发展的趋势主要是向高能量密度、快充和低成本三个方面进行发展。

  对于电池的快充性,路线图制定的目标是实现循环寿命3000次以上的快充电池。

  “实验室也一直在做这方面的工作,尤其面向300Wh/kg(能量密度的电池)的应用目标,安全性问题比较突出。”赵丽金表示,从目前的进展来看,对于纯电动车电池用的能量密度和循环寿命,距离2020年提的指标还有非常大的挑战,难度也非常高。冯锦山也表示,平衡电池的寿命和安全性目前面临比较大的突破瓶颈。

  燃料电池汽车方面,冯锦山认为,目前很多技术进展仍来自于高校,说明燃料电池汽车尚在从研发向产业化过渡。但不管是电池的性能,还是减压阀、加氢装置等等,整个产业链研发都已实现了起步。

  “从现在的进展来看,有可能会提前实现2020年的目标。”冯锦山表示。

  赵立金表示,燃料电池的发展趋势,是向大功率、提高寿命和低温冷启动发展,乘用车和商用车应实基本现零下20度的启动。在膜电极、催化剂等燃料电池的关键材料的产业化方面,目前通过跟外资合作,部分产品已达到2020年的性能。但实现这些材料的自主研发,还有非常大的挑战。

  此前社会和业界对汽车电动化的看法不一,也缺少实质性的措施、计划和行动。冯锦山认为,从这两年的发展来看,电动化成为了必选项。

  “电动化将是国内外车企的必然选择,或者说必由之路。”冯锦山表示。

  关联技术“锦上添花”

  除了运行时的设备,燃料补给的便捷程度也是支持汽车电动化的必要环节。到了未来的“禁燃油车”时代,现在路边随处可见的加油站,都将逐步被充电桩和加氢站等基础设施替代。

  报告显示,截至2018年6月,中国各类充电桩总量接近60万个,是全球充电设施发展最快的国家。冯锦山认为,未来充电技术将向高功率、柔性化、智能化方向发展。目前常规的直流电技术正处于不断提升的阶段,150-200kW直流充电一体机已研发成功;电动汽车入网技术(V2G)目前仍处于起步和测试示范阶段。而更遥远的无线充电技术,尚处于试验示范阶段,推广应用缓慢。

  燃料电池车方面,截至2017年底,全球加氢站数量为332座,其中日本拥有91座,北美拥有68座,欧洲拥有139座。中国运行的加氢站有10座,在建的约20座。

  被誉为“氢能车之父”的丰田汽车公司专业合伙人、日本九州大学国际碳中性能源研究所客座教授广濑雄彦此前曾向澎湃新闻记者表示,中国的加氢站建设在政策方面更加严格。这种严格并非完全出于技术安全性的考量,而是考虑到人们对氢能的认识不充分而产生的顾虑。广濑雄彦认为,随着人们对各种类型电动汽车的认识更加深入,中国在加氢站等基础设施的完善上,将会迎来更快的发展。

  除了围绕新能源汽车的突破之外,诸如人工智能、自动驾驶等关联技术在近两年也发展迅猛,冯锦山表示,智能化与电动化一样,也将成为汽车发展的必然趋势。

  2018年被认为是新能源汽车爆发的“元年”,而2017年则是人工智能的“应用元年”。报告显示,人工智能语音系统、高精度地图和汽车雷达等技术的发展,都将助力汽车的智能化发展。尤其在车联网方面,冯锦山介绍,目前5G时代尚未到来,但已有企业推出了技术解决方案和平台,将支持现阶段智能网联的示范。

  “最近几年整个变化比过去20年还要大,特别是人工智能、自动驾驶、网联技术,在汽车上的应用。”冯锦山表示,特别是在人工智能等数字化技术的情况下,汽车将更注重与城市系统的融合。所以下一步修订技术路线图以及子领域技术路线图的修订,还将更着重考虑这些系统之间的融合。

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2030年20%新车将为电动汽车 动力电池性能仍待升级

2019-01-20 08:20 来源:滂湃新闻

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  2030年20%的新车将为电动汽车,动力电池性能仍待升级

  2017年7月,法国和英国政府相继宣布,计划从2040年开始,全面停止出售汽油车和柴油车。此前,荷兰和挪威提出从2025年就开始禁止在本国销售传统的汽油和柴油车,以确保2025年之后所有新车都是新能源车。瑞士、德国、比利时、印度和美国的加利福尼亚州则宣布了2030年燃油车的禁售计划。随着世界各国在燃油车的退出上均设立了明确的时间点,新能源车对燃油车的替代和发展也将是大势所趋。

  12月20日,中国《节能与新能源汽车技术路线图年度评估报告2018》(以下简称“报告”)在北京正式发布,由中国汽车工程学会和丰田汽车公司联合编著。报告评估了自2016年12月以来,中国的新能源汽车在关键零部件和基础设施等领域的相关技术进展。

  目前在市面上见到的新能源汽车多为插电式混合动力汽车、燃料电池汽车等主要以电能提供动力的汽车。广义来说,我们所知道的油电混合动力汽车、插电式混合动力汽车、纯电动车,和燃料电池汽车都属于电动车。其中,燃料电池是一种把燃料的化学能直接转换成电能的装置,燃料电池车最终是靠电驱动的,因此本质上也属于电动汽车。目前燃料电池汽车主要包括氢燃料电池车以及甲醇燃料电池车。

  2017年中国新能源汽车销售77.7万辆,比2016年增长53%,占2017年汽车总销量的2.6%。2018年1-6月新能源汽车销售41.2万辆,汽车销量1406.6万辆,占比2.93%。根据目标,到2025年至2030年间,电动车将占20%的新车销量(或绝对量100万辆)。

  不管是从销量占比还是技术突破,距离2020年目标都尚有差距。中国汽车工程学会产业研究部副部长冯锦山表示,要实现2020年的目标,部分领域仍然存在一定挑战。

  电池性能的突破距离目标尚有差距

  冯锦山介绍,自2016年12月以来,纯电动和插电式混合动力汽车的续驶里程基本已经达到400公里,国内纯电动车续航里程超过300公里的比例达到80%。

  纯电动车在续航里程和动力电池方面的进步主要是得益于能量密度的提升,其中以磷酸铁锂为正极材料的电池能量密度达到180Wh/kg,三元材料的电池能量密度达到240Wh/kg,冯锦山认为,目前已经实现了较高的水平。但离350Wh/kg的目标还有比较大的差距,实现下一步的技术突破有一定挑战。

  锂电池的能量密度(Wh/kg)是指单位重量的电池能储存的能量多少,主要由电池的材料特性决定。按普通铅酸电池的能量密度约为40Wh/kg计算,如果使用铅酸电池驱动家用汽车行驶200公里以上,则需要将近1吨的电池。因此把电池重量控制在一定范围的前提下,电池的能量密度越大,汽车的续航里程就越长。

  中国汽车工程学会技术标准部部长赵立金表示,近两年来,动力电池的技术开发发展的趋势主要是向高能量密度、快充和低成本三个方面进行发展。

  对于电池的快充性,路线图制定的目标是实现循环寿命3000次以上的快充电池。

  “实验室也一直在做这方面的工作,尤其面向300Wh/kg(能量密度的电池)的应用目标,安全性问题比较突出。”赵丽金表示,从目前的进展来看,对于纯电动车电池用的能量密度和循环寿命,距离2020年提的指标还有非常大的挑战,难度也非常高。冯锦山也表示,平衡电池的寿命和安全性目前面临比较大的突破瓶颈。

  燃料电池汽车方面,冯锦山认为,目前很多技术进展仍来自于高校,说明燃料电池汽车尚在从研发向产业化过渡。但不管是电池的性能,还是减压阀、加氢装置等等,整个产业链研发都已实现了起步。

  “从现在的进展来看,有可能会提前实现2020年的目标。”冯锦山表示。

  赵立金表示,燃料电池的发展趋势,是向大功率、提高寿命和低温冷启动发展,乘用车和商用车应实基本现零下20度的启动。在膜电极、催化剂等燃料电池的关键材料的产业化方面,目前通过跟外资合作,部分产品已达到2020年的性能。但实现这些材料的自主研发,还有非常大的挑战。

  此前社会和业界对汽车电动化的看法不一,也缺少实质性的措施、计划和行动。冯锦山认为,从这两年的发展来看,电动化成为了必选项。

  “电动化将是国内外车企的必然选择,或者说必由之路。”冯锦山表示。

  关联技术“锦上添花”

  除了运行时的设备,燃料补给的便捷程度也是支持汽车电动化的必要环节。到了未来的“禁燃油车”时代,现在路边随处可见的加油站,都将逐步被充电桩和加氢站等基础设施替代。

  报告显示,截至2018年6月,中国各类充电桩总量接近60万个,是全球充电设施发展最快的国家。冯锦山认为,未来充电技术将向高功率、柔性化、智能化方向发展。目前常规的直流电技术正处于不断提升的阶段,150-200kW直流充电一体机已研发成功;电动汽车入网技术(V2G)目前仍处于起步和测试示范阶段。而更遥远的无线充电技术,尚处于试验示范阶段,推广应用缓慢。

  燃料电池车方面,截至2017年底,全球加氢站数量为332座,其中日本拥有91座,北美拥有68座,欧洲拥有139座。中国运行的加氢站有10座,在建的约20座。

  被誉为“氢能车之父”的丰田汽车公司专业合伙人、日本九州大学国际碳中性能源研究所客座教授广濑雄彦此前曾向澎湃新闻记者表示,中国的加氢站建设在政策方面更加严格。这种严格并非完全出于技术安全性的考量,而是考虑到人们对氢能的认识不充分而产生的顾虑。广濑雄彦认为,随着人们对各种类型电动汽车的认识更加深入,中国在加氢站等基础设施的完善上,将会迎来更快的发展。

  除了围绕新能源汽车的突破之外,诸如人工智能、自动驾驶等关联技术在近两年也发展迅猛,冯锦山表示,智能化与电动化一样,也将成为汽车发展的必然趋势。

  2018年被认为是新能源汽车爆发的“元年”,而2017年则是人工智能的“应用元年”。报告显示,人工智能语音系统、高精度地图和汽车雷达等技术的发展,都将助力汽车的智能化发展。尤其在车联网方面,冯锦山介绍,目前5G时代尚未到来,但已有企业推出了技术解决方案和平台,将支持现阶段智能网联的示范。

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