'从新能源汽车市场情况来看, 目前市场上55%都是纯电动乘用车. ' 中国科学院院士, 中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高表示, 随着用户对纯电动乘用车续航里程需求不断提高, 有关高比能量锂离子电池技术, 充电设备配建等的要求也在逐步提升. 在这一背景下, 充电智能化将会开辟另外一个能源智能化的广阔空间, 面向未来的将是 '电动汽车+驾驶智能化+充电智能化' 的新能源汽车产品, 其中充电智能化是新能源汽车产业发展的一片蓝海.
中国电力报: 您认为基于应用需求, 高比能量锂离子电池技术未来发展方向是怎样的?
欧阳明高: '十二五' 以来, 我国电动汽车高比能量锂离子电池技术研究已经取得重大进展, 电池系统比能量持续提升, 成本不断下降. 例如, 基于国产高镍正极材料尤其是NCM622材料, 2017年年底我国方壳动力电池的单体能量密度已经超过200瓦时/千克. 宁德时代, 力神, 国轩承担的新型锂离子动力电池项目, 采用高镍三元正极和硅碳负极, 软包电池能量密度达到了300瓦时/千克, 部分样品的性能指标已经接近应用要求.
从国际上来看, 在2020年之前, 全球动力电池的目标基本是要达到300瓦时/千克. 在这一方面, 国内外技术研发基本处于同一水平. 但是, 有关电池安全性的研究尚待加强.
接下来, 高比能量锂离子电池正极材料应用将主要研究无钴, 无镍材料. 在400瓦时/千克高比能量动力电池方面, 国家电池创新中心开展了富锂锰基固溶体工程技术研究. 由于富锂正极电势高, 氧参与反应必须到4.4伏以上, 传统液态电解质无法匹配, 可行的途径是富锂正极材料结合固态电解质应用. 因此, 基于高容量富锂正极, 高容量硅碳负极的革新型固态电池将成为动力电池远期发展的重要目标之一.
另外, 高比能量单体电池离不开热失控防控技术, 要完全杜绝热失控非常困难, 必须从系统角度来防范热失控蔓延. 高比能量锂离子电池亦是如此. 同时, 需要强调的是, 对于高比能量锂离子电池技术的发展, 安全永远是第一位.
中国电力报: 当前充电设备配建情况如何? 未来充电发展远景是怎样的?
欧阳明高: 目前, 私人购车充电桩配建率在不断增加, 目标是 '一车一桩' . 这点非常重要, 应该由整车厂主导. 另外, 全国公共慢充充电桩充电利用率还不到10%. 未来, 纯电动乘用车充电将是私人交流充电桩日常慢充与公共快充补电相结合的模式.
私人充电桩应力争1: 1配套, 成为充电主体. 在2020年之前, 从小于60千瓦的快充到小于150千瓦的快充, 建议推广自用桩, 同时研究以大功率快充为代表的各类充电技术. 2020~2025年, 乘用车公共快充快补电站, 建议示范新一代充电技术, 大规模示范应用V2G, 并全部在2025年之后推应用.
对于充电基础设施建设要着眼未来, 不能 '来回翻烧饼' . 从未来5~10年来看, 我国光伏发电的价格预计会低于煤电价格, 分布式可再生能源将会成为优势能源. 因此, 未来的充电发展愿景将是车电互动, 以分布式可再生能源与电动汽车微电网协同平抑快充负荷.
在此背景下, 面向未来的电动汽车将是新能源智能化电动汽车, 即 '电动汽车+驾驶智能化+充电智能化' 的产品. 目前, 关于驾驶智能化谈得比较多, 比较热, 几乎已经是红海市场. 但充电智能化还是一片蓝海, 它将会引发能源革命, 开辟另外一个能源智能化的广阔空间.
需要注意的是, 快充幅度提高后, 电动汽车快充功率峰值很大, 同时可再生能源也是间歇的峰值, 怎样将两个峰值协调互动, 达成平衡稳定的电网, 是必须要尽快研究和落实的问题.
中国电力报: 接下来, 新能源汽车产业该如何实现高质量发展?
欧阳明高: 当前市场上的电动汽车总体能耗普遍偏高, 节能潜力很大. 其节能的意义比燃油车更大.
全球范围内的电动汽车都在增加续驶里程, 而续驶里程增加需要依托电池比能量提升. 但是, 整车厂不能把电动汽车技术提升全部扔给电池厂. 整车集成的核心技术是降低电耗. 电耗是纯电动汽车整车集成水平最重要的体现. 只有降低电耗才可能在降低成本的前提下提高续驶里程, 这是最佳途径.
如何降低电耗? 首先, 学习宝马i3, 降重量, 我国的新能源整车普遍偏重. 再就是学习特斯拉, 实现低阻化. 第三是实现电驱动高效化. 国外电机控制器输入端到半轴的效率可以达到92%, 目前国内的水平普遍为82%~85%. 第四是提升制动能量回收技术. 这对降低能耗非常有意义.
国内制动能量回收技术已经取得进展, 但是实际应用偏弱, 亟待改善. 第五是进行热管理. 低温工况下, 新能源汽车电耗较常温工况最高高出50%, 除了研发低温电池技术, 新一代热泵空调技术等也要引起重视.
