電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
“(將來)家家都應當有電動車。晚上在家里充電,白天賣電,來賺取差價。”這是我國科學院院士歐陽明高暢想的電動車+智能電網的將來。
電動車將伴隨能源革命同步發展。在2025年之前,鋰電池和燃料動力電池都會全方位成熟,電動化拐點來臨;同時,新能源發電價格拐點也將到來。
一月十二日,在釣魚臺國賓館舉辦的電動車百人會第五屆論壇上,歐陽明高對我國新能源汽車技術路線進行了展望。
他說,跨越拐點之后,“新能源電動車就是真正的新能源汽車,”因為電動車用的電,大部分是新能源發電出現的。
電動化和新能源融合發展
“按照能源局的規劃,到2030年我國非化石能源發電比例將降低至50%,而恰巧新能源汽車的比例在那時也將達到40%-50%。”歐陽明高表示。這意味著電動車發展將與我國能源結構轉型緊密交叉、相輔相成。
歐陽明高認為,光伏發電將成為替代傳統化石能源發電的緊要方式。將來分布式光伏將與電動車儲能相結合,新能源汽車消耗的電力也將從火力發電轉變為光伏發電,能源系統將參與構建交通系統。電動車要新能源,新能源也要電動車,引起能源結構上的深刻變革。
歐陽明高表示,依據我國汽車工程學會的預測,2030年我國新能源汽車保有量將達到0.8-1億輛的規模。樂觀估計,到2025年全國新能源汽車保有量將達到5-8千萬的規模。電動車龐大的保有量,將促使我國能源結構出現變革。
歐陽明高預估,電動車電池每天消耗電量將達到50億度,加上儲能電池用電量,預計2030年兩者的日耗電量將達到100億度以上。預計2030年國內日耗電量140億度,其中存儲在動力鋰離子電池中的光伏電可以對電網進行反哺,整個產業將達到幾萬億到十幾萬億的規模。
“從能源供應的角度出發,家家都應當配備電動車。晚上在家里充電,白天賣電,賺取差價。車輛總量不會降低,汽車產業GDp不會降低,所以這將是我們將來的出路。”歐陽明高暢想道。
電動車發展不應退縮鋰電池是電動車最優動力辦法
歐陽明高認為,2020年實現動力鋰離子電池300Wh/kg能量密度,我國已經做好準備。車載電池重視儲能裝置的體積能量密度。而相較于其他動力辦法,鋰電池目前是最優的選擇。
歐陽明高表示,鋰電池仍在安全性上存在局限。當前我們仍無法戒備動力鋰離子電池熱失控的發生,只能可以從電池系統的熱機電設計與控制設計來戒備誘發和蔓延。想要提高電動車產品的安全性,就非得發展新型的固態電解質電池。電動車也要提高效能和充電便利性。提高電機效率、完善新一代與儲能結合、安全可靠的快充技術,仍需下功夫,推廣純電動技術路線不能退縮,要堅持走下去。
重視插電混動技術攻克發動機難題
歐陽明高認為,依據國內車企的實際水平應當發展插電式混合動力(pHEV)。依據我國乘用車的出行特點,續航超高50公里的純電pHEV(差別于純電20公里續航的普銳斯)短途用電、長途用油的技術路線,節油率可以達到80%以上。同時在pHEV混動架構中,歐陽明高判斷,我國可能緊要是并聯和串聯兩種,混聯不會成為主流。
歐陽明高認為,混合動力模式下,并聯純電型相較于串聯純電型(增程式),具有成本和動力優點。國內公司探索低成本的純電并聯式插電混合動力,是具有我國優點的技術路線,可以抗衡國外深度混合動力。并聯單電機代替雙電機,綜合油耗較常規混合動力更大,但在成本上可以跟常規混合動力競爭。
歐陽明高認為,混合動力的核心技術—發動機技術。目前國內用于混合動力發動機效率為35%-37%,國際水平38%-41%,距離內燃機的極限效率:柴油機大概55%,汽油機45-50%,還有很大空間,公司還要大力創新。
主流的增程發動機技術路線依然是小排量四沖程的汽油機。
燃料動力電池5-10年將與鋰電池地位相當
燃料動力電池才是終極汽車節能辦法?歐陽明高給出了否定答案,但他強調燃料動力電池將得到大發展,兩種路線將并駕齊驅。
歐陽明高引用奔馳公司研究數據表示,當一次能源為天然氣的時候,燃料動力電池效益高于純電動;而當一次能源為可再生能源的時候,燃料動力電池效益分明低于純電動。同時,他還引用現代和豐田數據表達了自己的看法,氫燃料動力電池系統更適合替代柴油機,鋰電池系統更適合替代汽油機。氫燃料動力電池適合用于長途商用車,鋰電池適用于乘用車。
歐陽明高表示,我國燃料動力電池路線是燃料動力電池+動力鋰離子電池的混合型動力系統。目前在質子交換膜、空壓機和氫能技術上存在很多不足。我國氫燃料動力電池汽車相比于純電動車,產業化進程約莫晚十年左右。雖然我國燃料動力電池產業鏈目前還很薄弱,但產業化態勢全球最佳,已經吸引了全球相關資源的深度參與,預計今后五到十年,有可能達到與目前我國鋰電池的國際地位相當的水平。
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