歐陽(yáng)明高：尊敬的萬(wàn)鋼主席、苗圩部長(zhǎng)、陳清泰理事長(zhǎng)，各位同行，大家下午好!我介紹一下中國(guó)新能源汽車技術(shù)路線的展望。
我國(guó)新能源汽車技術(shù)路線經(jīng)過了長(zhǎng)時(shí)間的演變，從節(jié)能與新能源汽車到純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，再到新能源汽車強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略。2018年11月，全國(guó)政協(xié)召開了“雙周座談會(huì)”，一些委員提出了一些新的建議，提出要面向2035年制定新能源汽車發(fā)展規(guī)劃。我們首先從技術(shù)角度來展望一下未來的發(fā)展，我就純電動(dòng)力、混合動(dòng)力、燃料電池以及電動(dòng)化和新能源融合四個(gè)方面做一下展望。
第一，純電動(dòng)力的技術(shù)展望。
自2008年鋰離子動(dòng)力電池應(yīng)用于電動(dòng)汽車已經(jīng)10年，實(shí)際裝車產(chǎn)品的能量密度提高了2.5倍，實(shí)現(xiàn)了蓄電池領(lǐng)域百年來革命性的突破。2020年我們的目標(biāo)是300瓦時(shí)/公斤，這是全球的共同目標(biāo)，而中國(guó)也已經(jīng)完全做好了準(zhǔn)備。
從車用角度看，最重要的是體積能量密度而不是重量能量密度，鋰離子電池在這個(gè)方面是最具優(yōu)勢(shì)的，現(xiàn)在的鋰硫電池、鋰空氣電池，雖然理論重量能量密度比較高的，但體積能量密度目前還很難超越鋰離子電池。在這個(gè)方面，我們認(rèn)為鋰離子電池具有成為動(dòng)力電池主流技術(shù)的潛質(zhì)和前景，但瓶頸是高比能量動(dòng)力電池的安全性。2018年出現(xiàn)了一些安全事故，這些事故車輛使用的電池基本上是在2016年左右生產(chǎn)的，大概是NCM523體系。隨著高鎳的應(yīng)用，電池的熱穩(wěn)定性將會(huì)變差，未來安全性風(fēng)險(xiǎn)會(huì)更大，所以必須采取手段來預(yù)防安全性問題。
首先，當(dāng)前鋰離子電池從單體層面完全杜絕熱失控是不太現(xiàn)實(shí)的，我們可以從電池系統(tǒng)的熱機(jī)電設(shè)計(jì)與控制設(shè)計(jì)來防止誘發(fā)和蔓延，即便單體出現(xiàn)熱失控也不會(huì)發(fā)生事故。
其次，從改善電池本身安全性出發(fā)，要發(fā)展新型的固態(tài)電解質(zhì)電池。最近我們與日本專家討論，日本為應(yīng)對(duì)中國(guó)和韓國(guó)電池產(chǎn)業(yè)的崛起，舉全國(guó)之力研發(fā)下一代固態(tài)電池，每年政府經(jīng)費(fèi)達(dá)到50-100億日元。美國(guó)和歐洲原有的電池產(chǎn)業(yè)是比較薄弱的，他們也在全力開發(fā)新一代固態(tài)電池，以實(shí)現(xiàn)超越。中國(guó)電池產(chǎn)業(yè)雖然暫時(shí)取得優(yōu)勢(shì)，但國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)壓力巨大，需要全力追趕固態(tài)電池前沿技術(shù)。當(dāng)前國(guó)內(nèi)也有一些固態(tài)電池，但還不是全固態(tài)電池，全固態(tài)電池大規(guī)模商業(yè)化估計(jì)在2025-2030年(后以后)才會(huì)真正實(shí)現(xiàn)，需要我們持續(xù)的努力。
根據(jù)國(guó)內(nèi)外的形勢(shì)，“十三五”新能源汽車總體專家組提出了路線圖的展望。總體看，電池正極發(fā)展方向是減鈷到無(wú)鈷，負(fù)極將是加硅，硅的含量將逐步提升，甚至是全硅。電解質(zhì)要減少有機(jī)溶劑，逐步提高鋰鹽的濃度，但是未來可能要開發(fā)全固態(tài)電解質(zhì)，但是全固態(tài)電解質(zhì)目前還有很多技術(shù)瓶頸需要克服，需要逐步開展。
除了電池，大家目前關(guān)注的可能是續(xù)駛里程，解決了電池并不能解決續(xù)駛里程的全部問題，目前續(xù)駛里程已經(jīng)從150公里提高到普遍300公里以上，但是客戶的抱怨并沒有減少，因?yàn)閷?shí)際的續(xù)駛里程低于期望值。我本人也是電動(dòng)車的用戶，我深有感觸，實(shí)際的續(xù)駛里程對(duì)氣溫和駕駛風(fēng)格是非常敏感的。靠增大電池裝載量來增加續(xù)駛里程不是根本出路，主流技術(shù)路線是提高電動(dòng)汽車能效和充電便利性。
首先，在能效方面，高效電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的技術(shù)變革將會(huì)在未來5年發(fā)生，即電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高速化、高效化、小型化，現(xiàn)在轉(zhuǎn)速能夠達(dá)到1.8萬(wàn)轉(zhuǎn)/min，未來可能會(huì)到2萬(wàn)轉(zhuǎn)/min;電機(jī)的體積、重量逐步減少，由于電機(jī)材料成本下降，電機(jī)成本也會(huì)下降。
其次，以碳化硅為代表的新一代高頻、高效電力電子將普遍使用，這也將會(huì)支撐高速電機(jī)的發(fā)展，使電機(jī)向小型、高效、低成本方向發(fā)展。據(jù)了解，美國(guó)能源部最近提出，面向2025年極具挑戰(zhàn)性的目標(biāo):電機(jī)達(dá)到50千瓦/L，電機(jī)控制器100千瓦/L。這個(gè)目標(biāo)如果實(shí)現(xiàn)，將對(duì)電動(dòng)車產(chǎn)生革命性的影響。
另外是熱管理，新一代熱泵空調(diào)技術(shù)已經(jīng)取得重大突破，并開始產(chǎn)業(yè)化推廣，現(xiàn)在已經(jīng)有企業(yè)裝車，這會(huì)降低對(duì)氣溫的敏感性，使冬季低溫環(huán)境下續(xù)駛里程的損失比現(xiàn)在降低2/3，從30%降到10%。還有就是整車能效優(yōu)化集成技術(shù)的突破，可以說電耗是整車集成技術(shù)水平最重要的指標(biāo)，電動(dòng)車的節(jié)能比燃油車更重要，應(yīng)該采用法規(guī)來管理。日產(chǎn)聆風(fēng)是一個(gè)標(biāo)桿車型，小型車NEDC工況接近10度電/百公里，裝載40-60度電可以行駛400-500公里，降低了電池的裝載量。
再一個(gè)就是充電的便利性，一是充電體系的建設(shè)，二是快充技術(shù)的突破。中國(guó)是220伏的電壓，非常適合小功率慢充。現(xiàn)在應(yīng)該盡量使家用轎車都配置慢充樁，這將成為主體的供電模式，未來成為能源互聯(lián)網(wǎng)的終端節(jié)點(diǎn);10-15分鐘的快速充電是必備的，但快充的定位是應(yīng)急，不是主體充電的模式，快充占比大概承擔(dān)15-20%。現(xiàn)在的350千瓦直流快充和換電代價(jià)都太大了，還不理想。預(yù)計(jì)今后5-7年，新一代與儲(chǔ)能結(jié)合、安全可靠的快充技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)，這一塊創(chuàng)新空間很大。
面向未來，我們對(duì)電動(dòng)汽車市場(chǎng)化路線圖做一個(gè)簡(jiǎn)單展望。國(guó)內(nèi)外研究顯示，2025年電池系統(tǒng)的價(jià)格將會(huì)達(dá)到100美元/千瓦時(shí)左右，其實(shí)我國(guó)的磷酸鐵鋰會(huì)提前達(dá)到。基于全生命周期的成本，計(jì)算燃油汽車的價(jià)格和全生命周期的費(fèi)用，燃油車和電動(dòng)汽車將會(huì)持平，另外最嚴(yán)格的排放法規(guī)即將實(shí)施，燃油機(jī)的成本將會(huì)上升，拐點(diǎn)即將到來。我們認(rèn)為在2025年左右，純電動(dòng)汽車性價(jià)比會(huì)實(shí)現(xiàn)大的突破。
特斯拉進(jìn)入中國(guó)，這是當(dāng)前對(duì)純電動(dòng)汽車市場(chǎng)最重大的事件。應(yīng)該說，特斯拉的純電動(dòng)戰(zhàn)略正在趨于成熟，它會(huì)帶來重大的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。Modle3作為一個(gè)標(biāo)桿車型，是特斯拉最成功的一個(gè)車型，也是全面進(jìn)入家庭的一個(gè)車型，現(xiàn)在每個(gè)月量產(chǎn)2萬(wàn)臺(tái)以上，尤其可貴的是它全面升級(jí)了動(dòng)力系統(tǒng)的核心技術(shù)，包括電池、電機(jī)和智能化技術(shù)。總之，市場(chǎng)的開放和技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，加速市場(chǎng)推廣，加快成本下降。所以純電動(dòng)不是收縮和退出，而是抓住機(jī)遇，直面挑戰(zhàn)。
第二，混合動(dòng)力技術(shù)展望。
混合動(dòng)力一般來講是比較復(fù)雜的，尤其是對(duì)于非汽車、非發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)人來說，容易混淆。首先是常規(guī)混合動(dòng)力，即不可充電的混合動(dòng)力，日本豐田、本田、日產(chǎn)分別開發(fā)了代表性的深混技術(shù)，引領(lǐng)了國(guó)際常規(guī)混合動(dòng)力的潮流。但我們也看到去年以來，日本試產(chǎn)串聯(lián)式的日產(chǎn)E-power的銷量和油耗可以跟普瑞斯的功率分流產(chǎn)品相媲美，這說明我們不一定要走功率分流的路線，對(duì)中國(guó)來講串聯(lián)相對(duì)簡(jiǎn)單。
另外就是可以外界充電的混合動(dòng)力，我們叫插電式混合動(dòng)力。插電式混合動(dòng)力分成兩個(gè)階段，在電量維持階段是常規(guī)混合動(dòng)力。但充完電之后，率先使用的是電池，這一段非常重要。這要分為兩個(gè)部分，一是純電型插電式，就是全部用電，在充滿電之后的第一階段就是純電動(dòng)，但是還有部分是混合型插電，前面仍然是混合動(dòng)力，比如20公里純電續(xù)駛里程的普銳斯第一代插電混合就屬于這種。我們認(rèn)為，純電插電混合動(dòng)力在城區(qū)短途用電，高速、長(zhǎng)途用油，根據(jù)中國(guó)的乘用車出行特征，可以省油80%以上，這是中國(guó)優(yōu)勢(shì)的技術(shù)路線，這是我國(guó)政府規(guī)定50公里以上的純電續(xù)駛里程政策帶來的一個(gè)紅利。如果將純電型的插電混合動(dòng)力按功能和結(jié)構(gòu)分開分析，其實(shí)有九類混合動(dòng)力，純電型混合動(dòng)力既可以串聯(lián)、并聯(lián)，也可以混聯(lián)。根據(jù)中國(guó)對(duì)的增程式定義，實(shí)際上是串聯(lián)的純電型插電混合動(dòng)力，是純電插電混合動(dòng)力中的一類。中國(guó)可能主要是并聯(lián)和串聯(lián)兩種，混聯(lián)不會(huì)成為主流。
比較這兩種方式發(fā)現(xiàn)，在混合動(dòng)力模式下，并聯(lián)純電型相較于串聯(lián)純電型，具有成本和動(dòng)力優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)正在著力探索低成本的純電并聯(lián)式插電混合動(dòng)力，我認(rèn)為這是一個(gè)非常值得關(guān)注的具有中國(guó)優(yōu)勢(shì)的技術(shù)路線。而且可以抗衡國(guó)外深度混合動(dòng)力的常規(guī)混合動(dòng)力。在成本上，由于并聯(lián)單電機(jī)代替雙電機(jī)，綜合油耗較常規(guī)混合動(dòng)力更大，從40%到80%，在成本上可以跟常規(guī)混合動(dòng)力競(jìng)爭(zhēng)。這能夠解決中國(guó)長(zhǎng)期以來對(duì)深度混合動(dòng)力頭疼問題。
如何實(shí)施混合動(dòng)力技術(shù)路線?一是從燃油車升級(jí)轉(zhuǎn)換后的節(jié)能汽車路線，常規(guī)混合動(dòng)力到插電式混合動(dòng)力。另外一個(gè)是從純電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)換的混合動(dòng)力路線，純電動(dòng)到增程式和純電型插電混合動(dòng)力。具體來看，要通過模塊化和平臺(tái)化的發(fā)展，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力完全可以通過模塊化發(fā)展到并聯(lián)的三種構(gòu)型，P2、P2.5和P3，最后發(fā)展成并聯(lián)的純電型插電混合動(dòng)力。純電動(dòng)力系統(tǒng)方面，我們可以學(xué)習(xí)日產(chǎn)，發(fā)展串聯(lián)混合動(dòng)力，然后到燃料電池串聯(lián)混合動(dòng)力。我們也可以加上增程式的串聯(lián)型插電式混合動(dòng)力或者叫增程式電動(dòng)汽車，總之，中國(guó)混合動(dòng)力技術(shù)的特色和優(yōu)勢(shì)仍然是純電驅(qū)動(dòng)。當(dāng)然純電驅(qū)動(dòng)包括純電動(dòng)，但不等于純電動(dòng)。
另外，必須提到的是混合動(dòng)力的核心技術(shù)—發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)用于混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)效率為35%-37%，國(guó)際水平38%-41%，距離內(nèi)燃機(jī)的極限效率：柴油機(jī)大概55%，汽油機(jī)45-50%，還有很大空間，我們還需要大力創(chuàng)新。在混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)方面，現(xiàn)在國(guó)際上有效效率已經(jīng)超過45%，主要的技術(shù)路徑包括提高壓縮比、稀薄燃燒增壓和稀薄燃燒的壓燃。值得一提的是增程式的電動(dòng)汽車可能會(huì)是小功率的增程機(jī)，我們現(xiàn)在探索有轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)和自由對(duì)塞式發(fā)動(dòng)機(jī)等等，從國(guó)際文獻(xiàn)分析和自我研究的角度，我們認(rèn)為主流的技術(shù)路線仍然是小排量四沖程的汽油機(jī)。
第三，燃料電池展望。
燃料電池首先的效益定位，奔馳公司給出的分析，即便選用的基礎(chǔ)內(nèi)燃機(jī)不差，內(nèi)燃混合動(dòng)力全生命周期4.2升，相當(dāng)于車上的油耗大概3升，但在這種情況下，仍然是純電動(dòng)和燃料電池效益的碳排放更加優(yōu)異。純電動(dòng)和燃料電池相比，當(dāng)一次能源為天然氣的時(shí)候，燃料電池效益高于純電動(dòng)，當(dāng)一次能源為可再生能源的時(shí)候，燃料電池效益低于純電動(dòng)很多。另外只有基于可再生能源，才能實(shí)現(xiàn)近零碳排放。
燃料電池和純電動(dòng)的成本平衡點(diǎn)，韓國(guó)現(xiàn)代分析乘用車大概是500公里左右，商用車100公里左右。國(guó)內(nèi)外的研究表明，氫燃料電池系統(tǒng)更適合替代柴油機(jī)，鋰離子電池系統(tǒng)更適合替代汽油機(jī)。從應(yīng)用定位來看，燃料電池系統(tǒng)是卡車和公路客車的長(zhǎng)途運(yùn)載工具的最佳選擇，這個(gè)分析來自豐田公司，也是燃料電池技術(shù)路線最佳的推崇者，從2009年到2018年，純電動(dòng)汽車的適合里程范圍雖然擴(kuò)大了，但燃料電池仍然定位在長(zhǎng)途的商用車領(lǐng)域，這給我們很多啟示。
中國(guó)特色的技術(shù)路線是燃料電池、動(dòng)力電池、混合型動(dòng)力系統(tǒng)，中國(guó)開創(chuàng)了這條技術(shù)路線。燃料電池是國(guó)際的主流技術(shù)路線，中國(guó)燃料電池商業(yè)化已經(jīng)開始，經(jīng)過多年的示范，我們2017年底累計(jì)運(yùn)行千輛，2018年年產(chǎn)超過1500輛，全國(guó)投入運(yùn)營(yíng)的加氫站達(dá)到12座，另外也有在建的。我們相信在中國(guó)的北方寒冷地區(qū)即SUV領(lǐng)域，燃料電池也具有競(jìng)爭(zhēng)力。
燃料電池目前面臨許多挑戰(zhàn)，在燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)層面主要是膜電機(jī)和空壓機(jī)。另外氫能技術(shù)，尤其是車載儲(chǔ)氫技術(shù)，比如說儲(chǔ)氫的能量密度仍然是不高的。剛才我們看到鋰離子電池的體積能量密度可以達(dá)到每升800瓦時(shí)，系統(tǒng)只能達(dá)到每升600瓦時(shí)，氫系統(tǒng)70兆帕的是每升800瓦時(shí)，必須發(fā)展新一代的每升1200千瓦時(shí)的高能量、低成本的這種儲(chǔ)氫系統(tǒng)。目前的氫能技術(shù)落后于燃料電池技術(shù)，需要全鏈條各環(huán)節(jié)氫能技術(shù)有新的突破，比如說液化需要進(jìn)一步降低能耗。我們預(yù)計(jì)在2025年到2030年會(huì)有新一代的氫能技術(shù)的出現(xiàn)。
總之，根據(jù)中國(guó)和全球氫能燃料電池技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程，我認(rèn)為氫燃料電池汽車相比于純電動(dòng)汽車，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程大約晚十年左右。在2020年，燃料電池混合動(dòng)力將會(huì)成熟，商用車市場(chǎng)，預(yù)計(jì)在五千到一萬(wàn)輛，標(biāo)志性的車型是燃料電池車。2025年，燃料電池技術(shù)將會(huì)成熟，推廣累計(jì)將會(huì)達(dá)到五到十萬(wàn)輛，標(biāo)志性的車型是燃料電池的大型SUV，目前長(zhǎng)城汽車在這方面應(yīng)該說走在前列。2030年，新一代氫能技術(shù)突破，制氫、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫全方面突破，燃料電池技術(shù)在交通和能源領(lǐng)域推廣達(dá)到100萬(wàn)輛，標(biāo)志性車型是燃料電池的長(zhǎng)途貨運(yùn)卡車，將會(huì)達(dá)到一千公里的長(zhǎng)途貨運(yùn)能力，一百萬(wàn)公里的可靠性和耐久性。
總之，中國(guó)燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈目前還很薄弱，但產(chǎn)業(yè)化態(tài)勢(shì)全球最佳，已經(jīng)吸引了全球相關(guān)資源的深度參與，預(yù)計(jì)今后五到十年，有可能達(dá)到與目前中國(guó)鋰離子電池的國(guó)際地位相當(dāng)?shù)乃健?/p>
第四，電動(dòng)化與新能源融合發(fā)展的展望。
我們目前叫電動(dòng)車革命，即將發(fā)生的是新能源革命和人工智能革命。在整車智能化方面，我們更多是在談駕駛智能化，共享出行，其實(shí)還有能源的智能化，能源互聯(lián)網(wǎng)和車網(wǎng)的共享，如果從駕駛共享的角度看，車輛總數(shù)會(huì)降低，但是從能源共的角度，家家都應(yīng)該有電動(dòng)汽車，在家里晚上充電，白天賣電，來賺取差價(jià)，這樣所有車輛的總量不會(huì)降低，汽車產(chǎn)業(yè)的GDP也不會(huì)降低，所以這將是我們未來的出路。
我重點(diǎn)要講的是關(guān)于動(dòng)力電動(dòng)化之后的能源革命，電動(dòng)化革命發(fā)展迅猛，中國(guó)首次在全球率先導(dǎo)入高科技領(lǐng)域，增長(zhǎng)非常好。現(xiàn)在從孕育期、導(dǎo)入期進(jìn)入成長(zhǎng)期，還會(huì)到最后的高速成長(zhǎng)期，我們認(rèn)為在2020年之后，尤其是2025年之后，將會(huì)是突飛猛進(jìn)的過程。根據(jù)中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)的預(yù)測(cè)，2030年是八千萬(wàn)到一億輛，大家共同認(rèn)為所有的銷量指標(biāo)都會(huì)提前到達(dá)，也就是說2025年，保有量就會(huì)達(dá)到五千萬(wàn)到八千萬(wàn)，這是極有可能的，我們必須提前做好準(zhǔn)備，為能源革命做好準(zhǔn)備。
大家知道光伏技術(shù)是中國(guó)的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)在效率普遍達(dá)到20%，下一步是30%。第三代光伏革命正在興起，效率潛力巨大。中國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)突飛猛進(jìn)，分布式光伏引領(lǐng)發(fā)展。我們預(yù)計(jì)分布式光伏與電動(dòng)汽車分布式儲(chǔ)能的組合能源系統(tǒng)將構(gòu)建未來能源交通體系，我們必須為電動(dòng)車規(guī)模化之后的能源革命做好準(zhǔn)備。分布式光伏儲(chǔ)能動(dòng)力電池、氫燃料電池及電動(dòng)汽車相互需要，電動(dòng)汽車需要新能源，新能源也需要電動(dòng)汽車。“四位一體”的新能源系統(tǒng)，如果按照能源局的規(guī)劃，2030年非化石能源發(fā)電比例為50%，新能源也是50%，電動(dòng)汽車上的電池將是50億度，再加上儲(chǔ)能電池(比如50億度)，可以達(dá)到100億度以上，中國(guó)每天消費(fèi)的電也就是140億度，電池電量就可以供應(yīng)中國(guó)用電。這將是一場(chǎng)深刻的革命，也將帶來幾萬(wàn)億到十幾萬(wàn)億的產(chǎn)業(yè)。
總之，面向2025年，我們展望電動(dòng)化技術(shù)將會(huì)全方位的成熟，不管是鋰離子電池還是燃料電池都會(huì)全方位成熟。新能源、可再生能源也是價(jià)格性價(jià)比的拐點(diǎn)，電動(dòng)車也是性價(jià)比的拐點(diǎn)，兩個(gè)拐點(diǎn)都會(huì)在2020年到2025年之間實(shí)現(xiàn)。這兩個(gè)是天然的絕配組合，智能化也會(huì)突飛猛進(jìn)，所以2025年左右是全方位突破的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)。我們把新能源汽車分成三個(gè)階段，第一個(gè)階段是電動(dòng)汽車，但不是真正的新能源汽車，到了第二階段，新能源電動(dòng)汽車就是真正的新能源汽車，到了第三個(gè)階段就是新能源智能化電動(dòng)汽車，就是我們最終的全方位革命的完成階段。
謝謝各位!
(本演講內(nèi)容未經(jīng)發(fā)言人本人審核)
