孫逢春
實現(xiàn)四個目標
首先簡要的回顧一下我國新能源汽車的發(fā)展。在經(jīng)歷了將近25年的發(fā)展以后,取得了巨大的成就,而且是舉世矚目的成就。那么新能源汽車下一步的發(fā)展面臨著哪些問題,要實現(xiàn)哪些目標?這是我們應該思考的。第一要實現(xiàn)的目標是高效節(jié)能,安全舒適。第二,從技術的角度看,新能源汽車適應全氣候環(huán)境,也就是從目前溫熱帶到高寒地區(qū)都可以推廣應用。第三,在推廣運行方面可以實現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)化。從目前主要以安全監(jiān)控里程、核查質(zhì)量分析的國家目標,過渡到支撐智能交通與共享技術的推廣與應用。第四,應用的權威化。應用范圍能不能從城市推廣到城際,再進一步擴展到鄉(xiāng)村。從充電基礎設施來講,技術的發(fā)展應該是多元化,包括慢充 、快充、快換以及無線充電等。
解析技術方向
我國的電動汽車在全球銷量第一,總體處于國際先進水平。全國的充電站和充電樁的數(shù)量已經(jīng)超過60萬個,其中公共充電樁約28萬個,也是全球第一。國家新能源汽車監(jiān)控平臺上數(shù)據(jù)顯示,我們建成了國家、地方政府和企業(yè)三級監(jiān)管體系,目前已經(jīng)在線運行的汽車超過了111萬輛。下一步新能源汽車的發(fā)展,從技術的角度來講,應該走向何方?新能源汽車或者新能源車輛是一個系統(tǒng)工程,是由三大子系統(tǒng)構成的系統(tǒng)。第一大子系統(tǒng)是電動車輛,第二大子系統(tǒng)是充換電基礎設施,第三大子系統(tǒng)是車聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺。整體的技術指標可以總結為三句話,一是高效節(jié)能,二是安全舒適,三是全氣候。同時還需要在八大關鍵技術領域進行持續(xù)的攻關。首先是我們已經(jīng)實踐了多年的大三電,也就是電池電機,電控以及我們下一步要著力解決的小三電、輕量化以及全氣候,今后新能源汽車應該是全氣候的汽車。
下面就具體問題談談自己的看法。第一是動力電池,動力電池未來的發(fā)展將體現(xiàn)高能量,高能效,高安全,高壽命,全氣候,低成本等特點。也有像正負極材料、隔膜、電解液、制造工藝、高端制造裝備等核心關鍵技術需要攻關和突破。電池實際上是由兩部分組成,一部分是電池,也就是電芯,另外一個最重要的問題就是電池管理,當然首當其沖是安全管理。安全是我國新能源汽車可持續(xù)發(fā)展重要的底限,也是目前國內(nèi)外集中研究突破的重點和熱點技術。
第二是在電機或傳動方面。高效、高功率密度的電機加上高效傳動系統(tǒng),是下一步重點發(fā)展的方向,要使電動汽車能耗降下來,必須讓電動汽車的電機工作在高效區(qū)。要在高速高功率密度電機、電子芯片、三代半導體高端計算芯片、大規(guī)模高速軸承等核心關鍵基礎元器件方面繼續(xù)攻關和努力。同時電動輪轂也將會成為下一個技術研究開發(fā)和技術突破的熱點。其核心關鍵技術其一是高速、高功率、密度輪轂電機,其二是高緊湊制動器技術,其三是超高強減速技術,其四是傳統(tǒng)組件技術。
第三是全氣候的平臺。第四是輕量化。輕量化的主要技術發(fā)展方向,首先是結構輕量化,然后是輕量化材料。結構輕量化的重要性遠遠大于材料輕量化,結構性變化加上材料以及連接上面的輕量化,首先是顛覆了汽車生產(chǎn)的工藝,同時能夠使輕量化達到超乎預想的效果。第五個全氣候問題,電動汽車很怕冷,溫度降低,電動汽車的續(xù)駛里程會大幅降低。
關于充換電設施技術,大家現(xiàn)在比較認可能量補充技術路線,將來四種模式將會并存發(fā)展。第一是家用慢充3到5個小時以上。第二是自動更換,解決轎車或者是商用車,包括公交、卡車在內(nèi)的電池能量的補充和更換,能夠在5到10分鐘內(nèi)解決部分問題。第三是快充或者是儲能快充。但是快充首先必須解決好對電網(wǎng)的沖擊問題,快充樁還有一個10%左右的能量的消耗。第四是無線充電高安全無接觸,可在行駛過程中充電。這些技術也將在冬奧會上得到全面的應用。目前在國內(nèi)的大城市,60~70%左右的家庭用戶是沒有固定車位的,所以推廣慢充充電樁是存在一定的困難和盲區(qū)的。
續(xù)駛里程越長越好?
標準續(xù)駛里程實際上是在常溫、不開空調(diào)的情況下理想的續(xù)駛里程,這是滿足不了用戶的需求,也是有點忽悠老百姓的感覺。下一步必須發(fā)展全氣候的車輛和全氣候下能運行的電池。全氣候下,是指在零下40度能正常運行。
今年3月8號,我們在海拉爾試驗場,低溫環(huán)境下進行了原理樣機的測試,在零下40度,車冷凍三天也就是72小時后,在五分鐘之內(nèi)能夠順利的啟動。一般情況下,任何一輛電動車在零下40度,冷凍72小時,在沒有外界介入的情況下,是開不起來的。我們目前已經(jīng)解決了黃河以南、華北大部分地區(qū)的應用問題。希望通過2022的北京冬奧會,能徹底解決東北、西部和高寒地區(qū)的業(yè)務推廣問題,讓中國的新能源汽車應用不再有禁區(qū)。
有一個問題需要注意,是不是續(xù)駛里程越長越好?續(xù)駛里程在一定條件下當然是越長越好,同時是不是電池裝得越多越好?我個人認為并不盡然,電池的比重占整車的比重應該在15~20%。這也是特斯拉model S在新加坡不僅沒有領到補貼,反而受到懲罰的原因之一。有的電商研發(fā)了一個50噸的載重卡車技術,充電30分鐘行駛600公里,600公里需要一千二百度電,如果30分鐘充滿的話,應該是需要電力充電器的功率在2.4MW,那么一千伏的電壓就會對電網(wǎng)的增容成本帶來巨大的挑戰(zhàn)和沖擊。現(xiàn)在換電技術應該說取得了突飛猛進的發(fā)展,換電站裝備和可移動化已經(jīng)實現(xiàn),原來是一個廠房,現(xiàn)在甚至是一個可集中的裝備。那么小型化和輕量化也已經(jīng)實現(xiàn)精準定位,自動調(diào)節(jié)組合、快速更換以及反水等關鍵技術都已經(jīng)得到了突破。比如奧運會的換電站有5000平米,可以容納120輛車,現(xiàn)在的撬裝式的換乘站同樣可容納120輛公交車,它的占地面積卻只有300平米。那么轎車換電站需要的地方就更小了,不到120平米,北汽換電站在北京和廈門的應用是非常成功的。
總結一下,目前行業(yè)發(fā)展的瓶頸與短板是芯片,包含處理芯片以及工藝芯片,還有高效、高功率的電機,燃料電池系統(tǒng),全固態(tài)電池及高端材料,同時還有新能源汽車的操作系統(tǒng),否則電動化、智能化以后,新能源汽車的安全,包括電池安全和系統(tǒng)的安全將會面對嚴峻的挑戰(zhàn),我們要在瓶頸和短板技術方面發(fā)力研究,促進我們國家新能源汽車的可持續(xù)發(fā)展。