'從新能源汽車市場情況來看, 目前市場上55%都是純電動乘用車. ' 中國科學院院士, 中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高表示, 隨著用戶對純電動乘用車續航裡程需求不斷提高, 有關高比能量鋰離子電池技術, 充電設備配建等的要求也在逐步提升. 在這一背景下, 充電智能化將會開闢另外一個能源智能化的廣闊空間, 面向未來的將是 '電動汽車+駕駛智能化+充電智能化' 的新能源汽車產品, 其中充電智能化是新能源汽車產業發展的一片藍海.
中國電力報: 您認為基於應用需求, 高比能量鋰離子電池技術未來發展方向是怎樣的?
歐陽明高: '十二五' 以來, 我國電動汽車高比能量鋰離子電池技術研究已經取得重大進展, 電池系統比能量持續提升, 成本不斷下降. 例如, 基於國產高鎳正極材料尤其是NCM622材料, 2017年年底我國方殼動力電池的單體能量密度已經超過200瓦時/千克. 寧德時代, 力神, 國軒承擔的新型鋰離子動力電池項目, 採用高鎳三元正極和矽碳負極, 軟包電池能量密度達到了300瓦時/千克, 部分樣品的性能指標已經接近應用要求.
從國際上來看, 在2020年之前, 全球動力電池的目標基本是要達到300瓦時/千克. 在這一方面, 國內外技術研發基本處於同一水平. 但是, 有關電池安全性的研究尚待加強.
接下來, 高比能量鋰離子電池正極材料應用將主要研究無鈷, 無鎳材料. 在400瓦時/千克高比能量動力電池方面, 國家電池創新中心開展了富鋰錳基固溶體工程技術研究. 由於富鋰正極電勢高, 氧參與反應必須到4.4伏以上, 傳統液態電解質無法匹配, 可行的途徑是富鋰正極材料結合固態電解質應用. 因此, 基於高容量富鋰正極, 高容量矽碳負極的革新型固態電池將成為動力電池遠期發展的重要目標之一.
另外, 高比能量單體電池離不開熱失控防控技術, 要完全杜絕熱失控非常困難, 必須從系統角度來防範熱失控蔓延. 高比能量鋰離子電池亦是如此. 同時, 需要強調的是, 對於高比能量鋰離子電池技術的發展, 安全永遠是第一位.
中國電力報: 當前充電設備配建情況如何? 未來充電發展遠景是怎樣的?
歐陽明高: 目前, 私人購車充電樁配建率在不斷增加, 目標是 '一車一樁' . 這點非常重要, 應該由整車廠主導. 另外, 全國公共慢充充電樁充電利用率還不到10%. 未來, 純電動乘用車充電將是私人交流充電樁日常慢充與公共快充補電相結合的模式.
私人充電樁應力爭1: 1配套, 成為充電主體. 在2020年之前, 從小於60千瓦的快充到小於150千瓦的快充, 建議推廣自用樁, 同時研究以大功率快充為代表的各類充電技術. 2020~2025年, 乘用車公共快充快補電站, 建議示範新一代充電技術, 大規模示範應用V2G, 並全部在2025年之後推應用.
對於充電基礎設施建設要著眼未來, 不能 '來回翻燒餅' . 從未來5~10年來看, 我國光伏發電的價格預計會低於煤電價格, 分布式可再生能源將會成為優勢能源. 因此, 未來的充電發展願景將是車電互動, 以分布式可再生能源與電動汽車微電網協同平抑快充負荷.
在此背景下, 面向未來的電動汽車將是新能源智能化電動汽車, 即 '電動汽車+駕駛智能化+充電智能化' 的產品. 目前, 關於駕駛智能化談得比較多, 比較熱, 幾乎已經是紅海市場. 但充電智能化還是一片藍海, 它將會引發能源革命, 開闢另外一個能源智能化的廣闊空間.
需要注意的是, 快充幅度提高後, 電動汽車快充功率峰值很大, 同時可再生能源也是間歇的峰值, 怎樣將兩個峰值協調互動, 達成平衡穩定的電網, 是必須要儘快研究和落實的問題.
中國電力報: 接下來, 新能源汽車產業該如何實現高質量發展?
歐陽明高: 當前市場上的電動汽車總體能耗普遍偏高, 節能潛力很大. 其節能的意義比燃油車更大.
全球範圍內的電動汽車都在增加續駛裡程, 而續駛裡程增加需要依託電池比能量提升. 但是, 整車廠不能把電動汽車技術提升全部扔給電池廠. 整車整合的核心技術是降低電耗. 電耗是純電動汽車整車整合水平最重要的體現. 只有降低電耗才可能在降低成本的前提下提高續駛裡程, 這是最佳途徑.
如何降低電耗? 首先, 學習寶馬i3, 降重量, 我國的新能源整車普遍偏重. 再就是學習特斯拉, 實現低阻化. 第三是實現電驅動高效化. 國外電機控制器輸入端到半軸的效率可以達到92%, 目前國內的水平普遍為82%~85%. 第四是提升制動能量回收技術. 這對降低能耗非常有意義.
國內製動能量回收技術已經取得進展, 但是實際應用偏弱, 亟待改善. 第五是進行熱管理. 低溫工況下, 新能源汽車電耗較常溫工況最高高出50%, 除了研發低溫電池技術, 新一代熱泵空調技術等也要引起重視.
