“電動汽車將伴隨能源革命同步發(fā)展。在2025年之前，鋰離子電池和燃料電池都會全方位成熟，電動化拐點來臨；同時，新能源發(fā)電價格拐點也將到來。”中國科學(xué)院院士、中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高在1月11日~1月13日，以“汽車革命與交通、能源、城市協(xié)同發(fā)展”為主題的中國電動汽車百人會論壇（2019）上如是說。

鋰離子電池具有成為動力電池主流技術(shù)的潛質(zhì)和前景,但瓶頸是高比能量動力電池的安全性。從改善電池本身安全性出發(fā)，要發(fā)展新型的固態(tài)電解質(zhì)電池。中國電池產(chǎn)業(yè)雖然暫時取得優(yōu)勢，但國際競爭壓力巨大，需要全力追趕固態(tài)電池前沿技術(shù)。在2025年左右，純電動汽車性價比會實現(xiàn)大的突破。歐陽明高院士從技術(shù)角度就純電動力、混合動力、燃料電池以及電動化和新能源融合四個方面做一下展望。

鋰離子電池是電動汽車最優(yōu)動力方案

歐陽明高介紹說：“車用角度看，最重要的是體積能量密度而不是重量能量密度，鋰離子電池在這個方面是最具優(yōu)勢的，鋰離子電池具有成為動力電池主流技術(shù)的潛質(zhì)和前景，但瓶頸是高比能量動力電池的安全性。”

其次，從改善電池本身安全性出發(fā)，要發(fā)展新型的固態(tài)電解質(zhì)電池。中國電池產(chǎn)業(yè)雖然暫時取得優(yōu)勢，但國際競爭壓力巨大，需要全力追趕固態(tài)電池前沿技術(shù)。當(dāng)前國內(nèi)也有一些固態(tài)電池，但還不是全固態(tài)電池，全固態(tài)電池大規(guī)模商業(yè)化估計在2025-2030年以后，才會真正實現(xiàn)。

總體看，電池正極發(fā)展方向是減鈷到無鈷，負(fù)極將是加硅，硅的含量將逐步提升，甚至是全硅。電解質(zhì)要減少有機溶劑，逐步提高鋰鹽的濃度，但是未來可能要開發(fā)全固態(tài)電解質(zhì)。

未來高效電驅(qū)動系統(tǒng)的技術(shù)變革將會在未來5年發(fā)生，即電機驅(qū)動系統(tǒng)高速化、高效化、小型化,現(xiàn)在轉(zhuǎn)速能夠達(dá)到1.8萬轉(zhuǎn)/min，未來可能會到2萬轉(zhuǎn)/min；電機的體積、重量逐步減少，由于電機材料成本下降，電機成本也會下降。

其次，以碳化硅為代表的新一代高頻、高效電力電子將普遍使用,這也將會支撐高速電機的發(fā)展，使電機向小型、高效、低成本方向發(fā)展。據(jù)了解，美國能源部最近提出，面向2025年極具挑戰(zhàn)性的目標(biāo)：電機達(dá)到50千瓦/L，電機控制器100千瓦/L。這將對電動車產(chǎn)生革命性的影響。

目前，新一代熱泵空調(diào)技術(shù)已經(jīng)取得重大突破,并開始產(chǎn)業(yè)化推廣，現(xiàn)在已經(jīng)有企業(yè)裝車，這會降低對氣溫的敏感性,使冬季低溫環(huán)境下續(xù)駛里程的損失比現(xiàn)在降低2/3，從30%降到10%。

電耗是整車集成技術(shù)水平最重要的指標(biāo),整車能效優(yōu)化集成技術(shù)的突破，應(yīng)該說電動車的節(jié)能比燃油車更重要，采用法規(guī)來管理。

歐陽明高說，跨過拐點之后，“新能源電動汽車就是真正的新能源汽車，”因為電動汽車用的電，大部分是新能源發(fā)電產(chǎn)生的。

電動化和新能源融合發(fā)展

“按照能源局的規(guī)劃，到2030年我國化石能源發(fā)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(dá)到40%-50%。”歐陽明高表示。這意味著電動汽車發(fā)展將與中國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型緊密交織、相輔相成。

歐陽明高認(rèn)為，光伏發(fā)電將成為替代傳統(tǒng)化石能源發(fā)電的主要方式。未來分布式光伏將與電動汽車儲能相結(jié)合，新能源汽車消耗的電力也將從火力發(fā)電轉(zhuǎn)變?yōu)楣夥l(fā)電，能源系統(tǒng)將參與構(gòu)建交通系統(tǒng)。電動汽車需要新能源，新能源也需要電動汽車，引起能源結(jié)構(gòu)上的深刻變革。我們必須為電動車規(guī)模化之后的能源革命做好準(zhǔn)備。

歐陽明高表示，根據(jù)中國汽車工程學(xué)會的預(yù)測，2030年我國新能源汽車保有量將達(dá)到0.8-1億輛的規(guī)模。樂觀估計，到2025年全國新能源汽車保有量將達(dá)到5-8千萬的規(guī)模。電動汽車龐大的保有量，將促使中國能源結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變革。

“四位一體”的新能源系統(tǒng)，如果按照能源局的規(guī)劃,歐陽明高預(yù)估，電動汽車電池每天消耗電量將達(dá)到50億度，加上儲能電池用電量，預(yù)計2030年兩者的日耗電量將達(dá)到100億度以上。預(yù)計2030年國內(nèi)日耗電量140億度，其中存儲在動力電池中的光伏電可以對電網(wǎng)進(jìn)行反哺，這將是一場深刻的革命，也將帶來幾萬億到十幾萬億的產(chǎn)業(yè)。

“從能源供應(yīng)的角度出發(fā)，家家都應(yīng)該配備電動汽車。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(chǎn)業(yè)GDP不會降低，所以這將是我們未來的出路。”歐陽明高暢想道。

重視插電混動技術(shù)攻克發(fā)動機難題

歐陽明高認(rèn)為，根據(jù)國內(nèi)車企的實際水平應(yīng)該發(fā)展插電式混合動力（PHEV）。根據(jù)中國乘用車的出行特征，續(xù)航超高50公里的純電PHEV（區(qū)別于純電20公里續(xù)航的普銳斯）短途用電、長途用油的技術(shù)路線，節(jié)油率可以達(dá)到80%以上。同時在PHEV混動架構(gòu)中，歐陽明高判斷，中國可能主要是并聯(lián)和串聯(lián)兩種，混聯(lián)不會成為主流。

歐陽明高認(rèn)為，混合動力模式下，并聯(lián)純電型相較于串聯(lián)純電型（增程式），具有成本和動力優(yōu)勢。國內(nèi)企業(yè)探索低成本的純電并聯(lián)式插電混合動力，是具有中國優(yōu)勢的技術(shù)路線，可以抗衡國外深度混合動力。并聯(lián)單電機代替雙電機，綜合油耗較常規(guī)混合動力更大，但在成本上可以跟常規(guī)混合動力競爭。

歐陽明高認(rèn)為，混合動力的核心技術(shù)—發(fā)動機技術(shù)。目前國內(nèi)用于混合動力發(fā)動機效率為35%-37%，國際水平38%-41%，距離內(nèi)燃機的極限效率：柴油機大概55%，汽油機45-50%，還有很大空間，企業(yè)還需要大力創(chuàng)新。主流的增程發(fā)動機技術(shù)路線仍然是小排量四沖程的汽油機。

燃料電池5-10年將與鋰電池地位相當(dāng)

燃料電池才是終極汽車節(jié)能方案？歐陽明高強調(diào)燃料電池將得到大發(fā)展，兩種路線將并駕齊驅(qū)。

歐陽明高引用奔馳公司研究數(shù)據(jù)表示，當(dāng)一次能源為天然氣的時候，燃料電池效益高于純電動；而當(dāng)一次能源為可再生能源的時候，燃料電池效益明顯低于純電動。同時，他還引用現(xiàn)代和豐田數(shù)據(jù)表達(dá)了自己的看法，氫燃料電池系統(tǒng)更適合替代柴油機，鋰離子電池系統(tǒng)更適合替代汽油機。氫燃料電池適合用于長途商用車，鋰離子電池適用于乘用車。

歐陽明高表示，中國燃料電池路線是燃料電池+動力電池的混合型動力系統(tǒng)。目前在質(zhì)子交換膜、空壓機和氫能技術(shù)上存在很多不足。中國氫燃料電池汽車相比于純電動汽車，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程大約晚十年左右。雖然中國燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈目前還很薄弱，但產(chǎn)業(yè)化態(tài)勢全球最佳，已經(jīng)吸引了全球相關(guān)資源的深度參與，預(yù)計今后五到十年，有可能達(dá)到與目前中國鋰離子電池的國際地位相當(dāng)?shù)乃健?/p>