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新能源汽车下一步面临哪些问题

时间:2018-09-12 10:36:46    来源:

    

近日,中国工程院院士、电动车辆国家工程实验室主任、北京理工大学教授孙逢春出席泰达论坛并发表演讲,以下是他的演讲实录。


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新能源汽车下一步的发展面临着什么问题?我认为,第一个是产品高效节能,安全舒适。第二,新能源汽车的发展要适应全气候环境,也就是从我们目前温热带的推广应用到将来高寒地区的推广。第三,在推广运行方面实现网联化。从目前主要以安全监控里程、核查质量分析的国家目标,过渡到支撑智能交通与共享技术的推广与应用。第四,应用的权威化。也就是从城市推广到城际,再进一步扩展到乡村。从充电基础设施来讲,技术的发展应该是多元化,包括慢充,快充,快换以及无线充电等。

 

我们国家新能源汽车已经跻身世界前列,电动汽车在全球销量第一,总体处于国际先进水平。全国的充电站和充电桩的数量已经超过60万个,其中公共充电桩约28万个,也是全球第一。

 

国家新能源汽车监控平台显示,我们建成了国家、地方政府和企业三级监管体系,目前已经在线运行的电动汽车超过111万辆。

 

回顾我们国家新能源汽车发展以后,下一步新能源汽车发展应该走向何方?

 

新能源汽车或者新能源车辆是一个系统工程,我个人认为,它有三大子系统构成。第一个子系统是电动车辆,第二个子系统是充换电基础设施,第三个子系统是车联网大数据平台。整体的技术指标应该是三句话,一是高效节能,二是安全舒适,三是全气候。

 

我个人在八大关键技术领域还有一些总结,首先是大三电,也就是电池电机电控,以及我们下一步要着力去解决的小三电,同时还有轻量化和全气候。以后新能源汽车应该是全气候的汽车。

 

我想挑几个重点谈谈个人的想法,第一个是动力电池。动力电池未来的发展体现在高能量、高能效、高安全、高寿命、全气候、低成本,也有像正负极材料、隔膜、电解液、制造工艺、高端制造装备等核心关键技术需要攻关和突破。电池实际上由两部分组成,一个是电池,也就是我们说的电芯,另外一个是电池管理,电池管理具有非常重要的意义,也是目前国内外集中研究突破的重点和热点技术。

 

第二个是在电机或传动方面。高功率的电机加上高效传动系统,是下一步重点发展的方向。我们要想让电动汽车能耗降下来,必须让电动汽车的电机工作在高效区,在高功率电机、电子芯片、三代半导体高端计算芯片、大规模高速轴承等核心关键基础元器件方面继续攻关和努力。同时,电动轮毂也将会成为下一个技术研究开发和突破的热点。其核心关键技术第一是高速高功率密度轮毂电机,第二是高紧凑制动器技术,第三是超高强减速技术,第四是传统组件技术。

 

第三是轻量化。轻量化的主要技术发展方向,首先是结构轻量化,其实在结构轻量化方面它的重要性远远大于材料方面。它颠覆了汽车生产的工艺,同时能够使轻量化达到超乎预想的效果。

 

第四是全气候问题,电动汽车很怕冷,日本做了一个试验,常温下电动汽车能行驶160公里,零下6度时续航只有60几公里,零下20度就开不动了。标准续驶里程实际上是在常温不开空调情况下的续驶里程,这满足不了用户的需求,也有点忽悠老百姓的感觉。所以下一步我们必须发展全气候的车辆和全气候下能运行的电池。全气候下,是指在零下40度能正常运行。

 

下面要谈一下充换电设施技术,将来有四种模式会并存发展。第一种是家用慢充3到5个小时以上。第二种是自动更换电,解决轿车或者是商用车,包括公交卡车在内的电池的能量的补充和更换。第三种是快充或者是储能快充,但是快充首先必须解决好对电网的冲击问题。最后一种是无线充电高安全无接触,可在行驶过程中充电,这些技术也将在冬奥会上得到全面的应用。

 

目前在大城市60—70%左右的家庭用户是没有固定车位的,所以慢充充电桩是存在一定的困难和盲区的。

 

那么有一个问题就是我们在谈是不是续驶里程越长越好?我个人认为并不尽然。电池的比重占整车的比重应该是在15~20%。这也是由于特斯拉model S在新加坡不仅没有领到补贴,反而受到惩罚的原因之一。

 

同时,有电商发布了一个50吨的载重卡车的技术,充电30分钟行驶600公里。我做了一下简单的换算,600公里需要一千二百度电,如果30分钟充满的话,需要电力充电器的功率在2.4MW,那么充电的电压就会对电网的增容成本带来巨大的挑战和冲击。

 

所以现在换电技术来讲,应该说取得了突飞猛进的发展,换电站装备和可移动化已经实现,原来是一个厂房,现在是一个装备可集中的装备,小型化和轻量化也已经实现精准定位,自动调节组合快速更换以及反水关键技术都已经得到了突破!


最后总结下一步我们在行业发展的瓶颈与短板,芯片应该说是命脉,包含我们的处理芯片以及工艺芯片,还有我们的高效高功率的电机,燃料电池系统,全固态电池及高端材料,同时还有新能源汽车的操作系统。

 

我们新能源汽车的安全,不仅仅是电池安全,系统的安全将会面对严峻的挑战,我们要在瓶颈和短板技术方面发力进行研究和开发。