欧阳明高解答:电动车市场、动力电池、超级快充和氢燃料电池未来5年趋势

admin 2021年7月12日00:00:00京牌出租评论32阅读模式

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“今年()市场增长超出预期,但符合逻辑。”对于今年中国新能源汽车市场的增幅,中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高表示。

对于今年的整体市场表现,欧阳明高预计“今年总体大约在330万左右”。相比整体汽车市场的下滑,汽车逆势高速增长,欧阳明高认为其原因为“技术进步、产品丰富、政策给力的结果”。

此外,其还表示,“明年中国新能源会继续增长到500万台,这还是受限于电池供应、芯片供应和产能限制。如果没有这些限制,完全看需求可能比这个更高。”

在近期举办的2022中国百人会媒体沟通会上,除了对未来新能源汽车市场发展趋势的预测外,欧阳明高对汽车整车技术、动力电池、充换电和电动汽车智慧能源、氢能与燃料电池等领域的发展进行深入分析。

2023年中外新能源汽车进入激烈竞争

虽然,欧阳明高未来5年是新能源汽车的高速增长期。但是,他认为“各合资企业会在明后年集体发力,2023年中外品牌新能源汽车竞争进入激烈期”。

从核心技术看,欧阳明高认为国产品牌是有实力的。

首先是电池技术,电池占到电动汽车技术含量的60%,目前这一代电池技术中国是占主导地位的。当然现在日本等国家在大力发展下一代全固态电池,这方面我们还是有差距的。但是全固态电池技术产业化并对市场格局产生重要影响估计还要10年左右,我国电池领域研发队伍规模在全球遥遥领先,年轻人才辈出,只要不断努力,他相信最终我国是能够走在前头的。

电驱动和电力电子方面,中国跟国外比不相上下。尤其是以比亚迪为代表的全技术链贯通的企业,技术实力在全球也是排在最前面的。

供应链上,我国动力电池产业链完整,全球70%的电池产能在中国,产品供应全球。虽然美国和欧洲正在全力以赴打造电池产业链,而且中国电池进入美国市场可能也会受到一定障碍。但总体而言,中国动力电池的产业竞争力在相当时间内难以撼动。

品牌方面,欧阳明高认为新品牌相对老品牌更有优势。因为老品牌把电动车做得跟燃油车一样,外形不敢改,怕跟以前品牌形象不一致。如果改了,就跟新品牌在同一个起跑线,所以很纠结。

而新造车势力的蓬勃发展,创出了中国新能源汽车自主品牌的一片新天地。欧阳明高表示,自主品牌的升级比预想的要好很多。在新一轮电动化和智能化的浪潮下,中国自主品牌在未来汽车产业竞争中站占据优势地位。他认为,2030年中国市场中国品牌会占到60%。

但他认为,合资企业也蓄势待发,即将全面发力。今后5年是一个窗口期,市场高速增长,竞争持续激烈。5-10年会有一次企业大洗牌,肯定会淘汰一批,究竟鹿死谁手,现在无法预测。

1000公里续航更适合豪华市场

今年年初,在2021中国电动汽车百人会论坛上,欧阳明高对电动汽车1000公里续航的言论,引起行业的高度关注。

在此次沟通会上,其再次强调“我不反对一千公里续航,只要市场有需求,技术上是完全可以做到的。”但他认为,1000公里续航或许更适合豪华电动车领域。

其解释到,毕竟一千公里续航需要的成本是比较高的,只能是豪华SUV这种档次的,有装电池的空间,客户愿意买单等等,这主要是市场驱动的产品开发。

当然对技术的要求也会相应提高,例如,一般会采用800伏高压电气构架,高比能量高镍三元锂离子电池,部分厂家还可能尝试固液混合的高镍三元锂离子电池,而且安全技术的要求也会更高。

滑板底盘代表技术发展趋势

近期,国外美国新造车公司Rivian正式上市,受到资本市场的高度关注,该公司推出的智能滑板底盘也备受追捧。

对此,欧阳明高表示“其实滑板底盘这个技术,在好几年前的百人会我就讲过,这个概念很早就有。”

他表示,由于电池系统通常是一个扁平化的结构,所以凡是纯电动车专用平台,都跟传统的燃油车平台差别较大,都带有扁平化的滑板的基本概念。

目前,电动化整车平台可分为三种:一种就是现在基本上借鉴燃油车的平台概念,并没有一个完整的底盘,采用的还是承载式车身。第二种就是特斯拉推出的ModelS,有一个扁平式底盘,但采用的是半承载式车身。第三种就是Rivian推出的是完全的滑板底盘,可以承受碰撞,采用非承载式车身,车身可以做得很轻,采用各种轻量化材料。

欧阳明高认为,底盘不变,可以方便地做成各种车型。这是技术多年演变的结果,代表了技术发展趋势。尤其是电池系统做得越来越扁平,电机比功率越来越高,电机/逆变器/驱动轴三合一用得越来越多,可以实现真正的滑板式底盘平台。再配合智能化主动避撞,将来碰撞越来越少,车身可以做得越来越轻,甚至用塑料或者布做都是可以的,车型开发周期就可以非常短,花样可以无限多,个性化非常强,这会给汽车的设计制造带来一场革命。

动力电池:钴资源不乐观

新能源汽车产销不断暴涨,必然带动动力电池的需求量。近两年,因全球新能源汽车的爆发,上游产业链已经出现价格飙升、企业抢夺资源的现象。

对此,欧阳明高分析到,中国动力电池规划产能2023年达10亿千瓦时,2025年接近25亿千瓦时,估计2025年电池总出货量在10亿千瓦时左右。

目前,全球锂资源经济可采储量为2100万吨,总勘探储量是8600万吨。而且因为总勘探储量近年还在不断增加,似乎问题不是很大。但欧阳明高表示,钴资源就没有那么乐观了。目前,钴经济可开采储量为710万吨,只能供应950亿千瓦时动力电池的需求。锰资源没有问题,非常富余。

但他指出,目前存在的问题是,资源分布不均匀。3/4锂矿在澳大利亚、智利、阿根廷;2/3钴矿依赖非洲刚果金,镍矿的一半依赖印尼和俄罗斯。所以,资源的压力还是有的,不能掉以轻心。

2030年前锂电池占绝对主导

动力电池原材料问题,必然制约产业的发展。目前行业中也不短创新研发新型动力电池,对此,欧阳明高认为2030年前,电池行业仍以锂电池为绝对主导,2030年后,固态电池的应用会陆续提升。

当前,锂离子电池的比能量上限大约是每公斤300瓦时左右,新型锂离子电池可以达到每公斤350瓦时到400瓦时之间。欧阳明高预测,2025年会出现与现有液态电解质锂离子电池比能量大体相当的第一代全固态电池。2030年后出现第二代采用新型正负极材料的全固态电池,比能量会提升到每公斤500瓦时,还会有高比能量锂-硫电池、金属空气电池。

欧阳明高表示,纳离子电池现在已经出现,但各方面性能还不能满足高性能汽车使用要求。预计到2035年,钠离子电池、钾离子电池性能会大幅提升,比能量会达到每公斤300瓦时左右。与现在的高比能量锂离子电池相当。

他认为,从电池产业可持续发展角度看,估计现有的锂离子电池,包括固液混合的锂离子电池,2030年之前还是绝对主导地位。第一代全固态电池产业化,占市场比例接近1%的时间点可能在2030年左右。2035年之后,新一代固态电池,钾、镁、钠、锂-硫等各类电池会进入市场。到2050年,液态锂离子电池有可能减少到大约20%。

超快充电应当主要用于应急补电

随着电动车续航里程的提升,动力电池能量密度的提高,超快充电的需求也随之到来。今年国庆节期间,曾有车主吐槽充电慢的问题。对此,欧阳明高表示,“消费者对电动汽车仍然不太满意的是充电不如加油快”。

目前技术是否支持电动车加电像加油一样快?对此,欧阳明高明确表示,“高功率型动力电池是可以像加油一样超快充电的”。但这种电池比能量低,无法满足长续航要求。

欧阳明高指出,现在长续航的电动汽车越来越多,装的都是强调高比能量的能量型动力电池,要想超快充电就不太容易了。

此外,超级快充还存在“充电倍率太大,电池受不了;充电电流太大,车受不了;充电功率太大,电网受不了。”的问题。

对于存在的技术矛盾问题,欧阳明高认为电池本身要具备快充能力,即比较高的峰值充电倍率。车载电气系统的电压要提高,如增加到800伏以便在超大功率充电时减小总充电电流。最好采用储能电池放电以达到350千瓦的高功率以减轻电网负荷。这样才能便于超快充电。

此外,其表示,超快充电的区间和幅度比较合适在电量低到一半以下。比如5分钟充1/3的电量,而不是充满,充满会遇到很多问题,安全问题、寿命问题、发热问题等等,得不偿失。超快充电应当主要用在高速公路应急补电。

而利用储能电池进行超级快充,目前已经具备条件。目前储能电池两种来源,一是直接带储能的充电站,但成本偏高。二是跟换电结合。因为换电站有很多电池备用,备用电池可以做储能电池。欧阳明高透露,目前商用车快速换电趋势已经非常明显。

无序充电的时代即将结束

除了超级快充,随着新能源汽车保有量的快速提升,电动车日常充电也成为一个重要问题。

“据统计目前家用电动汽车充电量的75%是通过慢充获得的”欧阳明高举了一个数字。随着电动车数量快速增加,慢充会给电力负荷带来很大压力。“北京现在已经快40万辆电动汽车了,而且使用频率大大高于燃油车。”

“现在每天上下班车流里至少有20%的电动汽车了,很快就会30%、40%。大家下班回家都充电,电力系统受不了。”欧阳明高认为,“无序充电的时代即将结束,之后就会进入有序充电阶段,会有后台来管理充电,通过电价机制把充电调整到电力负荷低谷区间”。

按照欧阳明高的设想,管理充电的信息网会智能调度电网的充电能量,能源互联网的雏形就出现了,这是一件非常非常大的事情。

燃料电池到了技术突破节点

除电动车外,氢燃料电池汽车相关产业在近两年也呈现高热现象。今年,京津冀、上海、山东、浙江等各地均成立氢燃料电池示范产业园。此外,各地方政府陆续出台相应的鼓励政策和财政补贴政策。

“现在氢燃料电池会进入成本下降的快速通道,跟十年前动力电池成本开始快速下降是差不多的。”对于当前产业的发展,欧阳明高说到。

现在,氢燃料电池汽车已经进入大规模商业示范阶段。这次冬奥示范大概有1000多辆燃料电池车,30多个加氢站。现在在张家口已经投入了600多辆氢燃料电池客车。北京冬奥会的示范是全球最大的一次燃料电池汽车示范。

据欧阳明高介绍,财政部等5部委开展的氢燃料电池汽车示范工程已经启动。选择的几个示范城市群已经开始以燃料电池商用车为主体的多元场景商业化示范。中国氢燃料电池汽车技术路线图的原规划是,2025年氢燃料电池汽车保有量发展到5~10万辆;2030-2035年间保有量增加到80~100万辆。对此,欧阳明高表示“我仍然维持这个大概的预测,这个是以商用车为主体的。至于燃料电池轿车,要想与纯电动轿车竞争是不太可能的。”

他认为,尽管现在纯电动轿车市场都爆发了,中长期看也不太可能改变为氢燃料电池轿车。但是局部市场是有的,比如,现在有性能很好的燃料电池轿车,今后5年卖出1万辆,这是可能的,毕竟燃料电池轿车的粉丝不少。

总的看,氢能燃料电池汽车关键的决定期是未来五年,2025年就可以做出很明确的判断,现在只是一个初步的判断。

对于氢燃料电池汽车的潜在市场,欧阳明高认为,纯电动汽车市场大都在中国长城以南、中部及东部,而其它地方相当少,那就是氢燃料电池汽车的潜在发展空间。“我们要努力利用这五年的窗口期把氢能燃料电池汽车搞起来。”他表示。

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