12月16日,在中國電動汽車百人會論壇(2019)媒體吹風會上,中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長、中國科學院院士歐陽明高結合《“十三五”新能源汽車重點專項》,總結介紹了新能源汽車技術發(fā)展現(xiàn)狀。
●動力電池:中國企業(yè)開始走向國際
根據(jù)規(guī)劃,我國動力電池目標是到2020年能量密度達到300Wh/kg,實現(xiàn)與燃油車的競爭。寧德時代開發(fā)的高鎳三元正極和硅炭負極電池的比能量已經(jīng)達到304Wh/kg,產(chǎn)業(yè)化明年實現(xiàn),產(chǎn)品投放市場。在高功率動力電池方面,盟固利開發(fā)的高比功率長壽命電池單體技術指標全面優(yōu)于現(xiàn)有的國內(nèi)外產(chǎn)品,滿足插電式客車的需求。
從全球目前的情況比較來看,中國動力電池在比能量略占優(yōu)勢,循環(huán)性能與國外相當。現(xiàn)在中國電池已經(jīng)大規(guī)模走向國際,除了寧德時代、比亞迪,孚能也拿到奔馳的訂單,充分說明中國電池在產(chǎn)業(yè)化方面具有優(yōu)勢。
●驅動電機:突破控制器核心技術
電機控制器價格貴,核心器件IGBT大多進口,譬如英飛凌公司的產(chǎn)品,今年這一狀態(tài)得到極大改善,2018年大約40%的IGBT來自中國企業(yè),譬如比亞迪,所以IGBT這一關鍵核心器件已經(jīng)被攻克。另外一個,IGBT之后很快要取代IGBT的是碳化硅,碳化硅是一個更先進的做控制器的電力電子芯片,頻率可以做到很高、效率可以做到很高、體積可以非常小。體積功率密度可以做到每升100千瓦,比現(xiàn)在要減少大概百分之七八十。中國也開發(fā)出了自主的控制器,國內(nèi)已經(jīng)有四五個團隊在做產(chǎn)業(yè)化。
特斯拉Model3使用的控制器就是碳化硅,比亞迪也宣布在2023年將全方位由碳化硅替代,估計在2025年會全方位的由碳化硅取代IGBT,這樣做的優(yōu)勢一個是驅動效率會提高幾個百分點,第二個體積會降低百分之七八十。
采用碳化硅控制器將可以通過大幅度提高電機的轉速實現(xiàn)電機比功率的升高。電機轉速做不到太高,因為太高之后控制器開關頻率上升,類損耗比較大、電機效率下降。碳化硅具有在高頻率時損耗低的優(yōu)勢,從而電機比功率可以大幅度提高?,F(xiàn)在國內(nèi)電機轉速達到了15000轉每分鐘,正在努力實現(xiàn)20000轉每分鐘。
參照美國能源部2025年目標,電機的功率密度是50千瓦/升,碳化硅控制器是100千瓦/升,100千瓦的電機與控制器合起來3升的體積即可。當然有一個問題,就是匹配高速電機的大速比減速器,這是目前我國需要努力的一個方向。
●整車:電耗與國外相比有差距
傳統(tǒng)12米大客車大整備質量約11噸,電動化后由于電池重量增加,整車將近13噸。最近有一個重大突破,整備質量減少到9噸,比原先的13噸減少了4噸重,比柴油客車還輕2噸,這是很重大的技術進步。
還有一個就是冬天取暖問題。尤其是在東北,零下30度限制了純電動車的銷售?,F(xiàn)在通過采用熱泵空調(diào)技術,比如上汽,已經(jīng)在最新的產(chǎn)品中使用熱泵空調(diào),可以將30%的電加熱損失降低到只有10%,保障車外零下20度、車內(nèi)達到20度。
比較國內(nèi)外純電動汽車來看,現(xiàn)在國內(nèi)純電動續(xù)航里程,300公里以上的比例已經(jīng)達到81%,電池系統(tǒng)的能量密度140Wh/kg已經(jīng)成為主流產(chǎn)品。但問題就是百公里的電耗還偏高,與國外先進的百公里大概10度多的水平相比還有差距,降低電耗是一個永恒的主題。