欧阳明高:新能源汽车每年销售增长100%以上

网易汽车 综合报道

中国电动汽车百人会理事会执行副理事长,清华大学教授欧阳明高29日2014电动汽车科技创新国际论坛上介绍了中国新能源汽车发展现状,他表示,从2010年起,国内新能源汽车销售的增长率都在100%以上,而2014年则是新能源汽车进入家庭的元年,以比亚迪秦为例,其年销量有望达到15000辆,证明国内新能源汽车技术和市场发展非常迅猛。作为中国电动汽车百人会的一员,他在论坛中向大家展示了百人会正在进行的“十三五”科技发展的战略规划研究,欧阳明高认为,在“十二五”向“十三五”过渡阶段,总体原则是要继续坚持三纵三横,坚持纯电驱动技术转型战略,支撑电动汽车全产业链发展,同时抓住新能源、新材料科技发展机遇超前研发下一代技术。

欧阳明高:新能源汽车每年销售增长100%以上

中国电动汽车百人会理事会执行副理事长,清华大学教授 欧阳明高

以下是发言实录:

非常高兴代表中国电动汽车百人会理事会给大家介绍一下新能源汽车科技现状与展望。

这是我们正在进行的“十三五”科技发展的战略规划研究,我把我们初步研究的结果给大家展示一下。

首先我想说一下技术发展的趋势与需求分析。全球汽车技术正在经历四大变革,第一个是底盘电动化,在汽车发展的初期我们曾经出现过汽车动力的多元化,但是后面逐步的主流就出来了。一百年后,我们今天又出现了动力的多元化,究竟将来会怎么发展,现在还很难确立,但是不管怎么样,我们中国选择什么道路,将对整个的格局形成很大的影响。

第二个技术变革,就是车身的轻量化。电动汽车比传统汽车更需要轻量化,更能平衡轻量化材料导致的成本上升,更能带动轻量化的规模应用。尤其是轻量化的材料和车身电池的结合将是未来理想化的目标。

第三个变革就是智能化,自动驾驶的智能化电动汽车。电动汽车应该说是智能化的最佳平台,智能化也能有效的克服电动车的弱点,所以它们是相互促进的。有专家估计人类几千年的智能机基本没有变化,但是电脑的智能机在不断提升,所以未来机器替代人类是一个趋势,而且不会遥远。

第四个就是以新能源汽车为终端的车网融合所导致的交通网联化,所以这四大技术变革在推动我们。同时,低碳化要求和绿色化的发展也有一个倒逼机制,比如说全球的交通领域二氧化碳在2050年要减少到基数的三分之一,所以这是国际能源署的展望,未来尤其是在2020年之后会有一个很大的趋势变化,这是一个国际的趋势。

中国汽车产业现在发展面临的挑战和任务,我们认为有三个,第一个就是汽车产业由大到强转型的挑战。显然汽车产业是一个支柱产业,怎么转型,我们总书记明确指出发展新能源汽车是我国汽车大国迈向汽车强国的必由之路,所以,这是第一个挑战和历史任务。

第二个挑战和历史任务就是汽车排气污染治理的挑战。大气污染控制的国家行动计划倒逼零排放汽车的发展。

第三个挑战和历史任务就是汽车保有量快速上升与能源安全的挑战,我们现在已经进入汽车保有量快速上升期,带来能源对外依存度越来越高,现在已经接近60%,所以,我们出台了油耗法规到2020年平均油耗要降到5升,油耗法规不断加严也倒逼新型动力的发展。

中国的交通体系特色和电动车辆已经取得一系列成就,我们称之为点线面模型,所谓点就是大城市集群,所谓线就是这些大城市和大城市集群之间连起来的,还有面就是广大的中小农村和小城镇,在这样一个点线面上,我们已有的优势是在大城市点上,新能源汽车是世界第一,在线上,我们的高铁是世界第一,在面上,我们的电动自行车是世界第一,所以我们的电气化程度已经普及到各个方面。所以在这样一个基础上,我们再来发展电气化的汽车,应该说是有非常好的基础。所以,我们认为在未来中国交通二氧化碳排放空间就这么大,如果要维持2050年升高不高于2度,就是这样的程度,否则的话,就是4度和6度。为了满足这一要求,我们跟全球的趋势一样,2020年之后也会发生重大的转变,这是第一部分。

第二部分,我想说一下发展的思路、战略目标和任务。我们“十五”开始了电动汽车重大课题专项,确定了电动汽车三纵三横的基本技术体系,燃油电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车,以及电池、电机、电控。“十一五”基本继续,但是扩大了这个内容。“十二五”我们提出了纯电驱动的转型战略,继续坚持三纵三横,但是内涵发生了很大的变化,同时我们加了三大平台,示范、基础设施和测试评价。“十二五”以来,我们在纯电驱动的技术战略转型的指导下,在车型开发方面,重点在大中型城市客车和小型电动车,以及逐步在家用轿车的混合和插电式在滚动发展。

尤其是今年以来,国家加大了政策的扶持力度,2014年发布了一系列的利好政策,所以,我们的新能源汽车在这些年来逐步的上升,这就是我们家用的轿车,这是大型客车。

2010年以来,新能源汽车年增长率都是百分之百以上,今年将是新能源汽车进入家庭的元年,我们在上个月销量接近一万辆,国产的接近一万辆,如果加上进口的,一共是14000辆,预计今后三五年仍然将保持百分之百以上的速度。这是我们典型的汽车企业比亚迪,它的纯电动的e6和秦的销售领袖,秦上市不到一年,销量已经一万辆,月销量1700辆,今年按照这个速率,秦可能会卖到13000—15000,说明我们的市场上升势头非常好。我们规划了三步走的产业战略,应该说大体符合这个趋势。

08年开始了第一步,就是以奥运会示范为基础的第一步,2010年以十城千辆为第二步,主要是公共交通,现在马上进入第三步,就是乘用车增长高峰马上要来了。第一步是酝酿期,第二步是导入期,新能源汽车销量将达到汽车总销量1%左右,我们估计1%左右明后年应该可以达到,然后就会进入快速成长期。

现在我们在“十二五”向“十三五”过渡,总体原则是要继续坚持三纵三横,坚持纯电驱动技术转型战略,支撑电动汽车全产业链发展,同时抓住新能源、新材料科技发展机遇超前研发下一代技术。这是我们“十三五”新能源汽车,这次我们布局了四个层次,在原有的三纵三横,三纵是系统集成技术,在上面我们还有一个基础科学问题层面,以及下面还有集成开发与示范层面,组成四个不同层面,中间的核心层次还是三纵三横,重点是燃料电池动力系统、混合动力系统、纯电动力系统,这是他的一些基本的重点。然后我们还有三横,动力电池与电力管理。第二,电机驱动与电力电子,还有就是电子控制与智能技术,将会把智能汽车的技术加入到电控的内容里头来。在基础科学层面,主要是能源科学、材料科学和信息科学,电动化主要是能源科学,同时我们的电池材料、轻量化材料和燃料电池材料这都属于材料科学,另外,新一代的自动驾驶自动化汽车主要是信息科学。所以,我们把基础科学问题加进来。

另外,我们继续坚持三个平台,这三个平台的内涵发生了变化,第一个是基础设施平台,第二个是集成开发平台,第三个是国际合作平台,我们现在把国际合作放在更加重要的位置,这就是一个总的“十三五”新能源汽车战略规划的布局,下面我介绍一下其中的一些内涵,就是发展的重点。

首先,第一个层次是基础科学问题,在能源科学方面,我们的重点任务包括电化学动力系统学,主要是燃料电池和锂电池的系统,不包括单体和系统。第二是高温电力电子学,第三个是混合动力发动机系统学,主要是面向混合动力新型发动机的技术研究。

比如说车用动力电池系统热失控的触发、扩展、演化机制与安全管理就是一个典型的问题。在我们遇到短路的情况,在整个一组电池都会逐步扩展,引起整个电池系统的安全问题,那么它扩展触发的机制、扩展的机理和演化的过程,以及安全管理的措施,我们需要进行很深入的基础研究。

第二个就是材料科学。重点来看主要是动力电池的材料新体系,燃料电池的材料新体系,以及结构轻量化材料。比如新体系的电池,包括锂流电池等。

第三个信息科学,重点就是汽车电子学、车辆智能化和交通网联化中间的技术科学问题。比如复杂交通环境和恶劣行驶工况下的智能汽车自主驾驶的关键问题,我们必须进行深入的基础研究。这是第一个层次,基础科学问题。

第二个层次是共性核心技术,首先是动力电池和电池管理,这是我们国家目前锂离子电池的现状。总体来看,第一代动力电池的材料产业已趋于成熟,我们的材料已经实现国产化并进入日韩动力电池制造企业,我们有较完整的材料产业链,而且国际供货。我们国家磷酸铁锂动力电池的2014年产量预计达到20亿Wh,广泛应用于各种新能源汽车,锰酸锂电池也进入小批量生产。

总体思路是要完善动力电池的产业链,重点加强设计制造和系统集成能力,我们是电池单体不如材料,系统不如单体,这是目前的现状。这是我们的重点任务,包括轿车用高比能量锂离子单体电池技术,客车用高功率长寿命电池技术,单体动力电池工艺和装备技术,动力电池系统管理技术和动力电池组和安全性技术,这些是我们下一步要重点研究的。

轿车高比能量单体电池的技术和路线图是这样的,明年我们将会达到200瓦时/公斤,比2010年提高一倍。2020年的目标还会上一个台阶。

第二个就是客车用高功率长寿命电池技术指标与路线图。我们进行了公交客车调研,认为公交客车必须采用高功率长寿命电池技术,普通轿车用的电池在公交车上不适用,因为公交车的里程是轿车的8倍左右,同时需要快速充电和大功率自动回馈能力,所以我们专门把客车用的高功率长寿命电池拿出来,重点就是正极还是一样,主要是负极是由石墨和碳环城钛酸锂。另外,高比能量电池我们也制订了二次规划。

共性核心技术的第二部分就是电机驱动与电力电池。现在国内外电机的研发,我们中国的电机还是不错的,但是我们的高速电机还是不薄弱环节,另外,我们电机控制器的功率密度比国外差一倍,国外是12—14,我们是7—8,主要是我们的基础元器件没法在底层封装,都是买的模块。

还有一个现在很好的技术趋势就是第三代半导体碳化硅在新能源汽车领域开始应用,碳化硅是更好的新一代半导体,总体来看,控制器的体积可以降低20%,控制器的损耗也可以大幅度降低,这个五是国外已经开始做的,丰田做的每升30—60千瓦的控制器将会在2020年投入产业化。

所以,这是我们“十三五”的机遇,要抓住新一代电力电池的半导体器件技术,进一步发展我们新一代的控制器,这样,我们就可以跨越国外IGBT的阶段。

总的思路是构建电驱动技术创新体系,开发出满足国内需求和有全球竞争力的电机驱动和电力电子装置。

重点有三项任务,一是高速电机,第二是高功率的控制器,还有就是第三代半导体,破解中国长期跟随研发的困境,实现电机系统车载电机电子的与时俱进。

共性核心技术的第三块就是电子控制与智能技术,这是国内外在智能汽车方面的一个比较,从中可以看出我们无论是这些方面路径规划、信息融合、决策控制、知识经验库等等方面,我们都跟国外有相当的差距,这是谷歌目前达到的水平,这是奔驰的水平,这是国内典型的水平,我们跟他们的差距还是比较大。

从趋势来看,智能汽车技术在大大的加速,比我们原先预想的快很多。美国SAE规定,在2025年实现轿车通勤上下班的驾驶。总之,我们发展的总体思路是通过跨行业、跨领域的协同创新开发,尽快形成自主智能驾驶汽车平台技术,应对国际上汽车技术的新一轮竞争。重点任务包括体系架构、信息安全、系统集成与测试等。

这是国际燃料电池汽车发展的水平,以丰田为代表,他们马上要上市,他们已经实现三分钟充满氢,零下30度启动,60%的车辆效率,大于500公里的蓄时里程,以及15年的耐久性,主要是价格偏高一点,当然也不是很高,在第一期销售的车是7万美元,马上开始销售。

国内我们总体来看还是跟国外有相当的差距,这是我们以上汽的燃料电池轿车跟丰田的燃料电池轿车比较,比如说加氢的时间,低温启动还有车辆效率等等都还有差距。

所以,为此,我们要做几件事情。重点来讲就是五件事,一个是关键材料零部件电堆和系统技术研发,第二是燃料电池的寿命和可靠性,第三是燃料电池的产业链降低成本的问题,第四是提高技术水平,实现批量生产,第五是加氢站的建设。

这是对第一个任务,关键零部件、电堆和系统的技术路线图,从2014—2019年,从膜电极、双极板、电堆、燃料电池系统都需要一步一步在技术上进行革新,比如电堆的波载量,现在还在0.6克,国外在0.3克,国外最后的目标是0.1克,我们还有一定的工作要做。第二,燃料电池成本降低的路线图,用什么措施,怎么改,我们分了三个阶段。第四个任务就是燃料电池的批量生产,希望到2020年能够达到1000辆的水平。

第二个技术就是混合动力系统,这是中国的插电式混合动力国内发展现状。我们代表性的车型就是比亚迪秦,卖得非常好,我们采用了一个比较适合中国国情的构型,就是并联构型,这是它的一些基本参数。

插电式混合动力乘用车国内外比较来看,我们在有些方面有优势,比如说百公里加速时间、综合油耗、蓄时里程等等,我们还要进一步降低插电式混合动力车在混合动力阶段的油耗,所以总体的思路就是坚持纯电驱动技术路线,大力发展插电式乘用车,优化主流插电式混合动力性能,同时开发功率密度高的增程式发动机。

重要任务是主流插电式轿车混合动力性能优化,第二是新型高性价比乘用车混合动力系统开发,第三是新型高性价比商用车混合动力系统开发,第四是混合动力发动机开发,第五是增程器系统开发。

第三个系统,就是纯电动力系统,从国内外比较来看,国外的轻量化、底盘一体化和智能化水平都高于国内。所以我们下一步的趋势就是一体化的底盘平台,轻量化的车身、智能化的控制,对标车型将会是宝马I3。

首先是一体化的电动底盘平台,第二个是轻量化技术,将会采用碳纤维等等新型技术,第三个就是整车智能化控制技术。其中我们还有一个纯电动客车技术,我们希望是采用快充电池,而且多种充电方式,包括充电桩快充、无线充电等等。

第四个平台,最后的一个层次就是集成开发与示范,一方面是基础设施平台,这是基础设施网络国内外对比,我们也比国外要差一些,比如说充电站美国现在在快速的增加。我们的总体目标是要建立点线面结合的能源供给体系,也就是在面上以现有的电网基础设施用车载充电器进行小功率慢充来覆盖家用乘用车,在线上建立快充,在点上以现有销售维修网络为基础建立换电站。

具体任务包括充电设备的系列化、标准化,是要研发新型的无线充电技术。第二个就是开发新型的智能充电网络和服务平台,这也是作为基础设施非常重要的。

集成开发与示范第二个就是集成示范平台,我们将有三个大型的示范,一个是燃料电池的示范,一个是微型智能化电动车与车联网的示范。这就是我们已经由联合国UNDP/GEF资助的燃料电池城市客车示范项目,主要是北上广和郑州。第二,我们将选择一个中等城市进行智能化微型电动车与车联网的开发示范。第三,城市电动交通多车型开发与一体化集成示范,包括双源快充电动客车、无线充电电动汽车、路灯系统充电微型电动客车等。

第四个就是国际合作平台,我们一个任务是中德电动汽车合作平台,一个是中美电动汽车合作平台。下一步就会把这种松散的合作变得越来越实质性,比如说我们现在高铁已经在德国、美国建立了研究中心,我们希望电动车也会在德国和美国真正建立实体的研究中心。我这些就是要给大家介绍的主体内容。

最后一个是政策建议,第一条,利用已有平台,加强电动汽车科技与产业化政策的评估研究,这就是我们电动汽车百人会做的事情。现在我们有九个课题已经分别启动了,包括新能源公交车示范推广与商业模式研究,刚才我们谈到的快充电池就是从这个项目得到的结论。第二个是低速短途四轮车的有序发展与规范管理,研究报告也出来了。第三是纯电驱动的家用轿车市场化跟踪评估,我们最近正在对一些主流的车型,比如说比亚迪秦,大家都怀疑它平时究竟是在用电还是在用油,我们最后通过大的抽样调查,比亚迪秦90%的时间都是在用电,用油只有10%,这是我们调研的结果,所以我们完全可以推到各个城市,包括北京。第四是全球电动汽车的政策梳理与创新,我们现在跟美国、日本、德国建立了联合研究点,通过美国、中国、日本、德国这四个点,我们共同来进行研究,然后交换数据。第四个是动力电池相关问题,是由中国国宏动力研究院承担的,已经有部分结果了,充电基础设施我们也马上启动了。

所以,这些就是对我们科技发展的效果进行政策技术评估的内容,来保障我们科技成果的最后产业化,我就给大家介绍这么多。谢谢!

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