“如果有人告訴你,這個(gè)車能跑1000公里,幾分鐘能充滿電,還很安全,成本又很低。以目前的技術(shù)來(lái)講,大家不用相信,因?yàn)檫@是不可能的。”
注意,在歐陽(yáng)明高院士發(fā)言全程,沒說(shuō)過類似“騙子”、“騙人”、“欺騙”等這樣帶有明顯引導(dǎo)性的傾向情緒化語(yǔ)匯,也從未將矛頭指向過蔚來(lái)汽車、智己汽車、廣汽埃安這三家中任意一家聲稱自己掌握了1000公里級(jí)續(xù)航的車企。
他只是客觀闡述了一個(gè)事實(shí),要同時(shí)實(shí)現(xiàn)續(xù)航1000公里+幾分鐘快充+安全+低成本,現(xiàn)階段是不可能的。
這是歐陽(yáng)明高院士演講的原視頻:
以下是歐陽(yáng)明高院士演講中的“動(dòng)力電動(dòng)化的新進(jìn)展”部分發(fā)言文字版:
動(dòng)力電動(dòng)化在中國(guó)已經(jīng)進(jìn)行了20年,這些我們都很熟悉了。我要重點(diǎn)提的就是鋰離子電池的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了蓄電池領(lǐng)域百年來(lái)的歷史性突破,一定要看到新一代車用動(dòng)力電池和氫燃料電池等電化學(xué)能源系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化是汽車動(dòng)力百年來(lái)的歷史性突破。下面我想談一下近年來(lái)在這方面的一些新進(jìn)展。
首先,中國(guó)純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的技術(shù)創(chuàng)新非?;钴S。中國(guó)動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新的模式已經(jīng)從政府主導(dǎo)向市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)型。從行業(yè)政治運(yùn)作向企業(yè)商業(yè)運(yùn)作的轉(zhuǎn)型。大家知道近期有很多發(fā)布會(huì)都談到電池創(chuàng)新,這是正常的商業(yè)運(yùn)作,當(dāng)然不能過度,過度就變成炒作了。
第二,中國(guó)電池材料研究處于國(guó)際先進(jìn)行列。但電池材料創(chuàng)新是厚積薄發(fā)的過程,是需要長(zhǎng)努力的。因?yàn)槲覀円胶獗饶芰?、壽命、快充、安全、成本等相互矛盾的性能指?biāo)。如果某一位說(shuō)他的車既能跑一千公里,又能幾分鐘充完電,還特別地安全,而且成本還非常低,那大家不用相信,因?yàn)檫@在目前是不可能同時(shí)達(dá)到的。值得一提的是,電池系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新輔以電池單體材料的改進(jìn)成為近年來(lái)中國(guó)動(dòng)力電池技術(shù)創(chuàng)新的鮮明特征。
我們采用工信部的電動(dòng)車車型數(shù)據(jù)畫了一張圖。橫軸是電池系統(tǒng)的總能量,縱軸是續(xù)航里程??梢钥闯鲕囕d電池包的總能量和相應(yīng)的續(xù)航里程在不斷提升,正在向千公里續(xù)航里程邁進(jìn)。剛開始時(shí)三元?jiǎng)恿﹄姵剡€沒實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,那時(shí)主要是磷酸鐵鋰電池,所以續(xù)航里程偏低。后來(lái)體積能量密度高的三元電池工業(yè)化解決了,車載電池能量大幅增加,電動(dòng)轎車市場(chǎng)開始啟動(dòng),續(xù)航里程增加了,但還不是特別高。近年來(lái),三元電池比能量的提升,受到安全問題的限制沒有大幅增長(zhǎng),所以行業(yè)轉(zhuǎn)向電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。
大家看圖中,紅色箭頭代表三元單體電池性能,近年來(lái)通過補(bǔ)鋰、添硅,還有固液混合電解質(zhì)等做了一些改進(jìn)。目前三元方形電池能量密度可以達(dá)到300瓦時(shí)/公斤,采用固液混合電解質(zhì)的軟包電池可以達(dá)到360瓦時(shí)/公斤,相當(dāng)于方形電池的320-330瓦時(shí)/公斤?,F(xiàn)在磷酸鐵鋰電池補(bǔ)鋰、添硅后,也突破200瓦時(shí)/公斤。對(duì)于乘用車而言,關(guān)鍵是提升電池系統(tǒng)比能量,讓轎車的有限空間內(nèi)可以裝更多的電池。電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)從原先標(biāo)準(zhǔn)的355模組和590模組,進(jìn)一步到寧德時(shí)代的CTP(單體到電池包)無(wú)模組系統(tǒng),尤其是比亞迪的刀片電池?zé)o模組系統(tǒng),通過電池結(jié)構(gòu)創(chuàng)新大幅提升成組效率,單體到系統(tǒng)比能量打折的比值,從原先的0.4提到了0.6,也就是說(shuō)單體到系統(tǒng)的體積成組效率從40%增加到60%,提升了50%,這是一個(gè)巨大的變化,使原來(lái)裝磷酸鐵鋰電池的轎車?yán)m(xù)航里程不夠長(zhǎng)的問題基本得到解決,續(xù)航里程可以做到600公里。近期國(guó)軒又推出J2M,就是電池卷芯直接到模塊,這些都是中國(guó)企業(yè)做的,是我們中國(guó)電池行業(yè)引領(lǐng)國(guó)際電池技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。
進(jìn)一步向前發(fā)展,可能還有電池包直接作為底盤的結(jié)構(gòu)件(如刀片電池包)、或者單體直接到車輛等。我認(rèn)為這些都有待進(jìn)一步研究,創(chuàng)新潛力還比較大。
雖然一千公里續(xù)航并不是我們追求的主要目標(biāo),但電動(dòng)汽車的能量需求肯定還是要上升的。如近期出現(xiàn)的冬天低溫續(xù)航里程縮水問題,實(shí)際上也是一個(gè)能量問題,如果你有一個(gè)長(zhǎng)續(xù)航的車,打折也不怕。當(dāng)然更重要的是提升整車集成的技術(shù)水平,也就是電動(dòng)汽車的節(jié)能水平。為什么低溫續(xù)航里程縮水會(huì)這么大?首先是電芯性能在低溫下的下降,同時(shí)制熱比制冷能耗更大;還有動(dòng)力系統(tǒng)效率的降低,比如制動(dòng)能量回饋功能基本喪失,滾動(dòng)阻力也增大了;還有里程估計(jì)的精度下降,這也容易引起顧客的里程焦慮,體驗(yàn)不好。
總體看,中國(guó)電動(dòng)車環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)需求迫切,我在這里簡(jiǎn)單提一下技術(shù)創(chuàng)新及其改進(jìn)的方向:
1.電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)效能優(yōu)化,包括PTC加熱器、熱泵空調(diào)、電機(jī)激勵(lì)加熱等。目前PTC加熱需要進(jìn)一步改進(jìn),云端控制提前預(yù)熱;熱泵空調(diào)在低溫下的效能需要進(jìn)一步增強(qiáng);電機(jī)激勵(lì)加熱是電機(jī)靜止時(shí)通過電機(jī)線圈和電池組成回路對(duì)電池加熱,這也是一個(gè)很好的方案,但噪聲較大,加熱速率每分鐘3°C度不算高。現(xiàn)在有改進(jìn)技術(shù),可以提升加熱速度到每分鐘8°C度。
2.面向冬季工況的動(dòng)力系統(tǒng)能量綜合利用,包括回收電機(jī)運(yùn)行的廢熱,進(jìn)行電池加熱,另外無(wú)法回饋的電可以用于PTC加熱。
3.充電場(chǎng)景下電池的插槍保溫和脈沖加熱。目前大家回家充電才插槍,充完電就拔掉,但是后續(xù)為了有序充電,插槍并不一定充電,是到后半夜才充電。另外還有車與電網(wǎng)互動(dòng)(V2G),往電網(wǎng)回饋電,就是反向充電,這些都要求充電樁一直跟車保持相連,這就為插槍保溫帶來(lái)方便,也就出車之前提前半小時(shí)用電網(wǎng)電對(duì)車加熱。此外具備雙向充電功能的快充樁,可以對(duì)電池進(jìn)行脈沖加熱。這方面技術(shù)創(chuàng)新是活躍,低溫續(xù)航縮水問題會(huì)逐步得到緩解。
4.還有一個(gè)動(dòng)力電池的熱安全問題也還沒有根本解決。電池?zé)岚踩珕栴}本質(zhì)上是電池自生熱連鎖反應(yīng)引起的電池?zé)崾Э兀囟仁Э兀谶@不做詳細(xì)介紹。
總體看中國(guó)動(dòng)力電池安全問題研究早,熱失控科學(xué)和技術(shù)研究走在世界前列。重點(diǎn)看主要是本征安全、被動(dòng)安全和主動(dòng)安全三方面安全保障技術(shù)。所謂本征安全就從單體電池的熱失控機(jī)理著手,從材料層次進(jìn)行熱設(shè)計(jì),從設(shè)計(jì)和制造的角度保證安全。所謂被動(dòng)安全就是在某一個(gè)單體電池?zé)崾Э匾院?,通過系統(tǒng)熱管理,即隔熱和散熱的方法,抑制它在電池包內(nèi)蔓延的速度保持不燃燒狀態(tài),現(xiàn)在法規(guī)要求是5分鐘,將來(lái)會(huì)提升到半小時(shí)。中國(guó)的領(lǐng)先企業(yè)已經(jīng)發(fā)布不燃燒的電池包產(chǎn)品,是很重要的技術(shù)進(jìn)展。主動(dòng)安全就是電池智能管理與充電控制,例如利用云平臺(tái)和電池大數(shù)據(jù)進(jìn)行熱失控提前預(yù)警,這是我們整車企業(yè)必須要掌握的核心技術(shù)。領(lǐng)先的廠家已經(jīng)完全可以做到,現(xiàn)在正在推廣普及之中??傮w看,安全是所有汽車追求的永恒主題,不要指望換一種新電池后所有的安全就徹底解決,安全都是相對(duì)的,都是由安全技術(shù)保障的。
文章摘自 電車匯 20210119 發(fā)自北京
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