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歐陽(yáng)明高:電池成本是目前新能源汽車最為關(guān)注的問(wèn)題

   2017-06-21 新浪汽車154250
核心提示:車輛續(xù)駛里程到500公里,電池容量到100度電,充電時(shí)間10分鐘跑500公里,快充功率350千瓦,這個(gè)就是一個(gè)技術(shù)門檻不斷提高的過(guò)程,尤其是安全性的挑戰(zhàn)將會(huì)全方位的倍增,這是我們中國(guó)新能源汽車面臨的新挑戰(zhàn)。
6月21日,青海省人民政府、工業(yè)和信息化部、科技部以及中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)在青海西寧舉辦“第十八屆中國(guó)˙青海綠色發(fā)展投資貿(mào)易洽談會(huì)-鋰產(chǎn)業(yè)國(guó)際高峰論壇”。以下為中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高的演講實(shí)錄:
 
各位領(lǐng)導(dǎo),各位同行,大家上午好!借此機(jī)會(huì)我給各位介紹一下中國(guó)新能源汽車技術(shù)創(chuàng)新的新進(jìn)展、新趨勢(shì)和新挑戰(zhàn),首先是新進(jìn)展,我想中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)化起步于習(xí)近平總書(shū)記發(fā)出號(hào)召之后,2014年我們認(rèn)為是中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的元年,政府推出了一系列的政策,所以促使這個(gè)產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)了初期的培育期?,F(xiàn)在最近政府新一輪的政策又剛剛出臺(tái)了,為新能源汽車從培育期到成長(zhǎng)期過(guò)渡也奠定了良好的政策基礎(chǔ)。
 
新能源汽車這些年來(lái)在技術(shù)的角度,應(yīng)該說(shuō)取得了一系列進(jìn)展。我們今天是關(guān)于鋰產(chǎn)業(yè),所以鋰離子動(dòng)力電池為代表的電動(dòng)汽車核心技術(shù)取得重大突破。中國(guó)動(dòng)力電池的技術(shù)發(fā)展經(jīng)過(guò)了前面三個(gè)五年計(jì)劃,“十五”是錳酸鋰電池,“十一五”是磷酸鐵鋰電池,“十二五”是三元電池,“十三五”是高比能量的新一代的鋰離子動(dòng)力電池。系統(tǒng)的比能量是在逐年的提升,系統(tǒng)的成本在逐年的下降,我們預(yù)計(jì)到2020年還會(huì)在成本方面到達(dá)1元/瓦時(shí)這么一個(gè)目標(biāo)。我們動(dòng)力電池應(yīng)該說(shuō)在過(guò)去五年間提高了近一倍,成本也下降的一倍以上。我們的產(chǎn)業(yè)也取得了重大突破,比如我們2015年全球排名前十名中間有四個(gè)企業(yè)是中國(guó)企業(yè),2016年有六個(gè)企業(yè)進(jìn)入前十強(qiáng)。
 
我們?cè)?ldquo;純電驅(qū)動(dòng)”動(dòng)力系統(tǒng)集成技術(shù)方面,我們從2013年開(kāi)始大中型客車和微小型電動(dòng)轎車起步,現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入常規(guī)的家用主流轎車,我們乘用車平均續(xù)駛里程從150公里現(xiàn)在已經(jīng)提高到300公里以上。純電動(dòng)商用車的總體技術(shù)水平在全球處于領(lǐng)先地位,并且批量出口。
 
我們插電式混合動(dòng)力汽車,也帶動(dòng)了整個(gè)混合動(dòng)力技術(shù)的逐步成熟,現(xiàn)在各個(gè)大的汽車廠家都有比較成型的混合動(dòng)力汽車的構(gòu)型,基本上攻克了這么一個(gè)核心技術(shù)。
 
燃料電池也在中國(guó)開(kāi)始起步,我們中國(guó)特色的是燃料電池混合動(dòng)力汽車,包括我們商用車的燃料電池深度混合動(dòng)力和轎車的增程式燃料電池汽車,今年我想將會(huì)是燃料電池商用化的元年,當(dāng)然這個(gè)規(guī)模不會(huì)像鋰電池電動(dòng)汽車那么大、那么快,它會(huì)是一個(gè)長(zhǎng)期穩(wěn)步的發(fā)展過(guò)程。
 
我們“十二五”以來(lái),中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)經(jīng)歷了一個(gè)快速的增長(zhǎng)過(guò)程,2011年—2016年五年間,從不足5000輛發(fā)展到51萬(wàn)輛,保有量從1萬(wàn)輛提升到100萬(wàn)輛,5年產(chǎn)量、銷量都是100倍,也是占全球的一半,處于遙遙領(lǐng)先的地位。應(yīng)該說(shuō)我們?cè)诮裉靵?lái)看中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的話,這個(gè)發(fā)展是出現(xiàn)了不可逆轉(zhuǎn)的拐點(diǎn),我們導(dǎo)入期可以說(shuō)基本結(jié)束,現(xiàn)在進(jìn)入成長(zhǎng)期了。我們經(jīng)歷了從奧運(yùn)示范開(kāi)始的醞釀期和從2010年開(kāi)始的“十城千輛”示范的導(dǎo)入期,現(xiàn)在我們認(rèn)為已經(jīng)進(jìn)入了成長(zhǎng)期,因?yàn)槲覀冃履茉雌嚨匿N量已經(jīng)超過(guò)汽車總銷量的1.5%,2016年超過(guò)1.8%,今年我們預(yù)計(jì)還會(huì)繼續(xù)成長(zhǎng),從去年的51萬(wàn)輛我們估計(jì)還應(yīng)該在70萬(wàn)輛左右。這是我們現(xiàn)在發(fā)展的時(shí)期,導(dǎo)入期是政府扶上馬的,我想成長(zhǎng)期政府還要送一程。
 
第二方面,新能源汽車技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)。首先,這是“十三五”新能源汽車科技研發(fā)重點(diǎn)專項(xiàng),我們制定的新能源汽車技術(shù)升級(jí)戰(zhàn)略,包括“三化”,電動(dòng)化、智能化、輕量化相結(jié)合,這是新時(shí)期三個(gè)戰(zhàn)略相互關(guān)聯(lián)的。從基礎(chǔ)科學(xué)、共性核心技術(shù)、系統(tǒng)集成、集成開(kāi)發(fā)示范分為四個(gè)層次進(jìn)行全方位的開(kāi)發(fā),系統(tǒng)集成仍然是三大動(dòng)力系統(tǒng),我們?cè)诠残院诵募夹g(shù)對(duì)核心技術(shù)的內(nèi)涵進(jìn)行了進(jìn)一步的挖掘,從動(dòng)力電池的角度講進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)電池管理,在電機(jī)驅(qū)動(dòng)的角度講進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)電力電子,在電控的角度講轉(zhuǎn)型為智能化技術(shù),在基礎(chǔ)科學(xué)和示范考核方面要繼續(xù)推進(jìn),這叫全創(chuàng)新鏈一體化推進(jìn)。
 
純電驅(qū)動(dòng)在今后五年我們的主目標(biāo)就是家用主流轎車的性價(jià)比具備技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力,應(yīng)該說(shuō)純電動(dòng)汽車豪華的不難做,低端的也好做,最難的是家用主流轎車,就是性價(jià)比的轎車,在這方面是電動(dòng)汽車跟傳統(tǒng)汽車競(jìng)爭(zhēng)最為激烈、難度最大的一個(gè)區(qū)域。怎么辦?其實(shí)性價(jià)比也就是里程成本比,就是在提升里程的前提下不能成本升的過(guò)高,這方面我們需要進(jìn)行電池性能的改進(jìn),需要整車電耗的下降和效率的提升,需要充電設(shè)施的便利,還需要安全管理。下一步我們技術(shù)目標(biāo)是A級(jí),尤其是A0級(jí)電耗降到百公里10度電,希望產(chǎn)業(yè)化A0級(jí)轎車?yán)m(xù)駛里程300公里左右,它能跟傳統(tǒng)轎車競(jìng)爭(zhēng),當(dāng)然現(xiàn)在我們也提500公里、600公里,但實(shí)際上這是跟車型結(jié)構(gòu)相關(guān)的。我們A00級(jí)一般來(lái)說(shuō)200公里以內(nèi)是合理的,A0級(jí)300公里也就合理了,A級(jí)以上400公里,B級(jí)以上500公里,這樣有一個(gè)合理的里程的分布。這中間最重要的是提升電池的性能,首先,電池的比能量要大幅上升,從現(xiàn)在180瓦時(shí)/公斤到2020年的300瓦時(shí)/公斤,就是體積比能量達(dá)到500—600瓦時(shí)/升,完全能夠滿足各類轎車的使用需求。
 
現(xiàn)在我們?cè)诿嫦?00瓦時(shí)/公斤比能量電池的研發(fā)中,技術(shù)路線是完全清晰的,正極材料NCA、NCM,負(fù)極材料硅碳,這個(gè)是完全明確的,現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中,尤其改的最多的是負(fù)極材料,像國(guó)內(nèi)的貝特瑞這樣的企業(yè),他們國(guó)際上也是最大的負(fù)極材料企業(yè),已經(jīng)把硅碳材料用在了300瓦時(shí)/公斤的電池上。
 
另外,安全方面,這些年我們?cè)诟弑饶芰堪踩苑矫嬉踩〉昧酥卮筮M(jìn)展,比如電池的安全性,最容易發(fā)生事故的還不是一個(gè)單體熱失控,而是一個(gè)單體熱失控之后整個(gè)系統(tǒng)擴(kuò)展,那么就造成大事故。在這方面我們國(guó)內(nèi)做的工作在全球也是領(lǐng)先的,比方說(shuō)這是串聯(lián)電池的熱失控的擴(kuò)展、測(cè)試和建模預(yù)測(cè),這是并聯(lián)熱失控的擴(kuò)展、蔓延,這個(gè)都是我們?cè)趪?guó)際上最早做出來(lái)的。而且在此基礎(chǔ)上我們進(jìn)行了大型的機(jī)理分析,比如剛才馬培華主席談到的熱穩(wěn)定性的問(wèn)題,我們用DSC來(lái)研究各種材料的熱穩(wěn)定性,通過(guò)測(cè)試分析找到各種材料的熱穩(wěn)定性的特性,在電池設(shè)計(jì)階段就預(yù)測(cè)它的熱失控特性,現(xiàn)在已經(jīng)能夠做到。
 
同時(shí),對(duì)于擴(kuò)展,我們已經(jīng)找到防止熱擴(kuò)展的技術(shù),比如左邊就是熱失控?cái)U(kuò)展的,就會(huì)產(chǎn)生燃燒,但是右邊這個(gè)根本就不存在熱失控?cái)U(kuò)展。我們也完全可以避免熱失控的擴(kuò)展,從而避免事故,因?yàn)檎嬲氖鹿适窃跀U(kuò)展之后。
 
下一步的重點(diǎn),我們還有一個(gè)目標(biāo)就是成本,電池的成本,現(xiàn)在是關(guān)注最重要的一個(gè)問(wèn)題。如何來(lái)降低成本?需要全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)力、重點(diǎn)環(huán)節(jié)突破,首先是原材料,前面馬主席講了,我們現(xiàn)在原材料的成本低的是1.3萬(wàn)/噸,但是我們賣的是15萬(wàn)、17萬(wàn),他認(rèn)為合理的價(jià)格應(yīng)該是3萬(wàn)—5萬(wàn),我想如果能到3萬(wàn)—5萬(wàn),這個(gè)環(huán)節(jié)基本上就解決了,當(dāng)然這需要我們共同的努力,今天我們?cè)谶@里討論電池的原材料,所以這是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),也是目前電池成本增高的一個(gè)最重要的環(huán)節(jié)。第二個(gè),生產(chǎn)制造的良品率和一致性提高的問(wèn)題。第三個(gè),材料回收和再循環(huán)的問(wèn)題。比方還有鈷這些稀有資源基本上都是進(jìn)口的,必須要回收利用。我們應(yīng)該說(shuō)整個(gè)電池成本中間材料成本占了一半,所以材料成本的降低還是我們最最重要的一個(gè)方面。
 
什么樣的電池成本算是滿足了汽車的要求呢?我們可以按照內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)等價(jià),就是說(shuō)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)跟我們新的電池動(dòng)力系統(tǒng)如果等價(jià)來(lái)算的話,電池應(yīng)該是什么價(jià)格呢?大概100美元/千瓦時(shí),就可以跟傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力完全等價(jià)。
 
我們下一步的趨勢(shì)是什么呢?全球電池系統(tǒng)每千瓦時(shí)平均價(jià)格,在2020年大約在1000元人民幣、100美元和100歐元之間,就是說(shuō)我們現(xiàn)在的目標(biāo)1000元人民幣,在全球不算低,實(shí)際上是高的,我們理想的價(jià)格是100美元,在2020年國(guó)外有可能做到100歐元,我們以前的目標(biāo)是1000人民幣,實(shí)際我們比他們要高的,這是我們下一步要努力的。
 
長(zhǎng)期看,我們動(dòng)力系統(tǒng)電動(dòng)化還需要跟能源低碳化結(jié)合,車身輕量化跟制造信息化結(jié)合,整車智能化要跟交通網(wǎng)聯(lián)化結(jié)合,這當(dāng)中最重要的是動(dòng)力電動(dòng)化跟能源低碳化的結(jié)合,這是我們各類轎車動(dòng)力油井到車輪能量能耗和碳排放。就是說(shuō)我們電動(dòng)車還不能完全說(shuō)它是高碳還是低碳,關(guān)鍵問(wèn)題看電動(dòng)車的電是從哪里來(lái)的,電動(dòng)車要做到低碳必須跟低碳能源相結(jié)合,所以是可以做到近零排放,也可以做到最高效率,如果完全從煤電跟內(nèi)燃機(jī)混合動(dòng)力是基本相當(dāng)?shù)摹?/div>
 
我們必須跟可再生能源結(jié)合,電力角度要發(fā)展可再生能源,要儲(chǔ)能,現(xiàn)在由于沒(méi)有儲(chǔ)能,所以棄風(fēng)、棄水、棄光是非常嚴(yán)重的,我們2016年有1500億瓦時(shí)是棄風(fēng)、棄光、棄水。電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能功能應(yīng)該說(shuō)是解決可再生能源間隙性的根本出路,1500億度可以供1億輛電動(dòng)轎車的用電需求,如果有1億輛電動(dòng)轎車用多少電池呢?大概50億千瓦時(shí)的電池,50億千瓦時(shí)的電池如果用功率來(lái)算,2倍倍率就是100億千瓦,100億千瓦什么概念呢?中國(guó)裝機(jī)容量也就是10幾億千瓦,所以我們習(xí)主席說(shuō)要推動(dòng)能源生產(chǎn)與消費(fèi)的革命,我們認(rèn)為新能源汽車就可以推動(dòng)能源的變革,美國(guó)特斯拉已經(jīng)在這方面作出了很好的典范,他們跟太陽(yáng)能SolarCity合作,已經(jīng)在進(jìn)行這方面的嘗試。我們認(rèn)為儲(chǔ)能最終的出路還是要靠我們的鋰離子電池和電動(dòng)汽車,這是一個(gè)根本的出路,雖然有各種各樣的儲(chǔ)能的手段,從規(guī)模、從成本各方面來(lái)看,還是主要要靠各種電動(dòng)汽車和鋰離子電池。
 
為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),我們就要發(fā)展V2G技術(shù),就是電動(dòng)車跟電網(wǎng)雙向充電,電網(wǎng)可以給電動(dòng)車充電,電動(dòng)車也可以給電網(wǎng)回饋電,也就是說(shuō)我們電動(dòng)車在不運(yùn)行的時(shí)候都是掛在電網(wǎng)上的,作為電網(wǎng)的儲(chǔ)能裝置,這是我們未來(lái)的發(fā)展目標(biāo)。所以在這方面,比亞迪公司已經(jīng)進(jìn)行了一些探索,應(yīng)該說(shuō)取得了很好的成績(jī),他們的交流快充就具備這個(gè)功能。所以我們希望在這方面各位做出更大的貢獻(xiàn),根據(jù)中國(guó)汽車工程協(xié)會(huì)《節(jié)能與新能源技術(shù)路線圖》最新的預(yù)測(cè),中國(guó)2030年新能源汽車的產(chǎn)銷量將達(dá)到汽車總銷量40%,40%大概應(yīng)該是在1500萬(wàn)輛左右,2025年大概應(yīng)該在800萬(wàn)輛左右,2020年在200萬(wàn)輛左右,200萬(wàn)輛之后會(huì)進(jìn)入高速的成長(zhǎng)期,現(xiàn)在到2020年還不算特別高速,2020年之后應(yīng)該會(huì)進(jìn)入真正的高速成長(zhǎng)期。在2030年全球的平均值大概是30%,我相信中國(guó)40%應(yīng)該是不夸張的,所以這是我們很好的未來(lái)前景。
 
最后我說(shuō)一下新能源汽車技術(shù)路線也有新挑戰(zhàn)。我們回顧一下,汽車動(dòng)力電動(dòng)化幾起幾落、多元探索,不同的行業(yè)有不同的角度和不同的取向,比如我們特斯拉就是純電動(dòng)戰(zhàn)略,我們像豐田是發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)先戰(zhàn)略,從燃油車到混合動(dòng)力車到燃料電池車,中國(guó)的戰(zhàn)略跟豐田是相反的,豐田是以混合動(dòng)力為基礎(chǔ)平臺(tái),來(lái)發(fā)展燃料電池車,發(fā)展插電式混合動(dòng)力車等等,中國(guó)的模式是以純電動(dòng)為基礎(chǔ)平臺(tái),在純電動(dòng)的基礎(chǔ)上發(fā)展插電式混合動(dòng)力、燃料電池混合動(dòng)力,最后來(lái)突破常規(guī)的混合動(dòng)力技術(shù)和全功率燃料電池技術(shù),這就是我們走的一條中國(guó)特殊的純電驅(qū)動(dòng)的戰(zhàn)略路徑。按照現(xiàn)在來(lái)看,我們這條路徑應(yīng)該說(shuō)全球目前是跟隨的,我們中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)化率先發(fā)力,得益于鋰離子電池的后來(lái)居上技術(shù)進(jìn)步超出預(yù)期,2016年是全球純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)轉(zhuǎn)型的標(biāo)志性年份,各個(gè)汽車工業(yè)的發(fā)達(dá)國(guó)家也進(jìn)入了這么一個(gè)轉(zhuǎn)型期,福特、通用、本田、豐田、大眾都在進(jìn)行轉(zhuǎn)型,2016年應(yīng)該是最具標(biāo)志性的,他們也開(kāi)始跟隨我們的路徑。
 
當(dāng)然他們絕對(duì)不會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的跟隨,這是他們新的戰(zhàn)略,2020年后要全方位與燃油車競(jìng)爭(zhēng)。怎么競(jìng)爭(zhēng)?車輛續(xù)駛里程到500公里,電池容量到100度電,充電時(shí)間10分鐘跑500公里,快充功率350千瓦,這個(gè)就是一個(gè)技術(shù)門檻不斷提高的過(guò)程,尤其是安全性的挑戰(zhàn)將會(huì)全方位的倍增,這是我們中國(guó)新能源汽車面臨的新挑戰(zhàn)。
 
我們應(yīng)對(duì)這個(gè)挑戰(zhàn)中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)的建議是:
 
第一,評(píng)估大功率直流快充的安全性技術(shù)門檻。350千瓦的充電,電動(dòng)汽車的電壓就會(huì)提高到1000V,充電電流350安,這會(huì)對(duì)整車電氣安全、電池安全、充電安全、電網(wǎng)安全帶來(lái)重大技術(shù)挑戰(zhàn),所以我們要充分考慮中國(guó)國(guó)情,制定科學(xué)合理的充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
 
第二,制定充電技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃。應(yīng)該說(shuō)我們現(xiàn)在新能源汽車發(fā)展當(dāng)前最大的短板是在充電,我們現(xiàn)有的充電設(shè)施不能滿足新能源汽車發(fā)展的需求,而新一代的充電技術(shù)又在挑戰(zhàn)我們的安全風(fēng)險(xiǎn),所以我們?cè)谶@方面必須要進(jìn)行充分的研究。所以今年中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)在技術(shù)角度重點(diǎn)研討的就是大功率直流快充以及充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展,希望各位一塊來(lái)加入我們,充分的研討,給政府的標(biāo)準(zhǔn)制定和政策發(fā)布提供良好的參考建議。
 
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