新能源汽车发展几点建议
   来源:汽车纵横     2020年12月31日 07:49

【编者按】中国新能源汽车产销量在全球市场名列前茅。然而,以政策促进导致的市场爆发式增长到底能持续多久,如何评价当前新能源汽车发展,如何看待补贴退坡后的新能源汽车市场等等一系列问题成为当前产业关注的焦点。全国政协副主席、科技部部长万钢在2017中国电动汽车百人会论坛上,就大家关心问题,发表重要看法。

如何看待中国新能源汽车发展

产销数据占全球半壁江山

这十几年来中国的电动汽车持续发展,走上了一条创新的道路,而且现在产业进入快速发展机遇期。我国新能源汽车2016年全年的销量达到了50.7万辆,占新车销售比例的1.8%,中国的保有量达到了100万辆,约占全球产销量的50%。全国的公共充电桩运营数量超过了15万个,中国已经成为充电基础设施建设发展最快的国家。

电机、电池、电控等关键技术进步加快

动力电池关键材料发展进程加快、性能指标稳步提升、成本明显降低,从动力电池的单体、电池包、电池包管理等方面的安全技术研究全面推进。三元正极材料能量动力型电池,单体比重最高已经达到220瓦时/公斤,总的成本达到了2.5元/瓦时以下。驱动电机技术也取得了新的突破。特别是共性基础技术进一步突破,导磁硅钢、稀土永磁材料、绝缘体材料、位置传感器,芯片的集成设计和电力电子系统,取得了新的进展。

政策成为重要促进因素

针对新能源汽车的购置、补贴、税费减免、研发支持、生产准入、业态创新、基础设施,特别是标准规范方面,都出台了一系列重大政策措施。

如何看待国际新能源汽车发展

世界发展的趋势也是一致的,低碳化、电动化、智能化成为各国共同的选择。美国、欧洲、日本,包括汽车企业福特、丰田、大众都推出了它们发展的战略,比如大众推出了它的“2025战略”,预计到2025年推出超过30款纯电动汽车,销量争取达到300万辆,自动驾驶覆盖所有与自动驾驶相关的市场领域,2021年推出全自动驾驶汽车,电池也要进入大规模的投入,到2025年电池产能达到150千兆瓦时。奔驰也提出了它们可持续发展的目标,包括零排放、互联、自动驾驶汽车等,集中力量开发纯电动汽车、插电式混合动力和氢燃料电池车型,有望在2017年推出首款氢燃料电池动力量产车型(可能命名为GLC F-Cell)。这里有基础设施建设的问题,如果我们把氢燃料电池和现有的动力蓄电池的优势结合起来,就可以有电充电、没电加氢,弥补当前电动汽车的短板,同时又实现了真正的零排放。通用也宣布在2020年以前,在中国推出9款新能源汽车。

关于热点问题的重要观点

电动汽车续驶里程提升需要综合考虑

从市场上看,续驶里程是电动汽车技术进步的重要标志,但其延长并不是简单增加车载电池就能够解决的,电动汽车的能耗与其整备质量相关,而整备质量又和电池重量密切相关。单纯提高电池装载量,车身就要增强从而增加重量,直接影响就是增加了车辆的电耗。一些装载大量电池的电动汽车虽然续驶里程延长了,但是百公里电耗也明显增加了,随着电耗的增加会带来全生命周期碳排放的提高。所以我们认为电动汽车产品开发续驶里程的长短要进行科学、合理的规划。首先关于车辆运行的范围。人们对续驶里程的期待关系到市场定位,尤其是现在为应对大气污染,主要还是大城市在集中推广电动汽车,其续驶里程达到多少最合适还要统筹考虑车辆用途与性价比。从技术发展上看,最有效的途径还是提高动力电池的能量密度、功率密度和整车的轻量化水平,即能量密度的提高和轻量化的制造能力应成为技术先进的一个标准,要解决车辆充一次电能开多少里程可能还是要从技术进步的角度来考虑这些问题。

电动汽车设计专门化是趋势

随着电动汽车的发展,现在要开始对电动汽车自身进行专门设计。比如现在的车辆搭载的电池包往往布置在底部,夏天路面的熱辐射还是比较强的,是不是能够在设计的时候就结合空气动力学原理,从结构上实现电池包的冷却。因为现在冷却剂通常被放在迎风处,电池包在设计时要同时对空气动力学的进风率和冷却进行考虑,即在正向设计时应该考虑电池包的综合热管理。结合冬季放电的特征,我们还应该研究,在电池充电的时候能不能同时为电池包增加温度的控制,使它保持在合理的范围之内,逐步解决冬天放电比较慢、容量比较低的问题。这仅是一个例子,但能说明电动汽车的提质增效还是要从基础、关键、整体的技术统一规划和部署。

汽车的轻量化逐步成为节能的关键技术

我曾有机会到德国参观考察了宝马在莱比锡的电动汽车i3的整个制造环节,给我留下深刻的印象。过去我们焊一个车身500多块钢板,用2000-3000个焊点接在一起,加工线上全部实现了机器人操作,但是在这个工厂看到的碳纤维车身,一共只有45个部件,过去链式的产业线变成了岛式的加工线,几个机器人协同操作,板件和板件之间没有焊接,直接加热黏接,远远看去就像小孩搭玩具,使我感到比较吃惊的是,现在碳纤维车身已经不需要在现场涂装了,现在汽车在安装上确实有进步,所以我也很有感触,汽车轻量化实际是一个全过程的技术更新,需要轻量化材料的技术、设计、工艺、流程。特别是现在的汽车产业,包括内饰座椅使用的材料,也尽可能采用可回收、可再使用的材料,这方面的技术也在不断提高。新能源汽车发展应该不仅在车辆技术、而且在制造技术流程方面全方位提升。

车用燃料电池在中国有自身发展优势

“十三五”期间我们重点部署了车用燃料电池的发展,如今不但能看到丰田的燃料电池汽车,更多看到了我们燃料电池大客车的发展,现在的大客车一般都搭载了燃料电池,其发展和燃料电池的材料,比如质子交换膜、双极板及特性基础研究的进步密切相关。实践证明,中国的燃料电池在动力蓄电池、纯电动汽车发展的过程中具有自己的发展环境优势。我们要借助这个优势推动产业发展。比如国内现在已经建设了覆盖面较大的充电桩体系,是不是可以考虑尤其是在燃料电池研发的初期,从补短板的角度研究插电式或增程式燃料电池在汽车上的应用,有电时充电、有气时充气,各取所需。从发展的本身而言,燃料电池和动力电池在特性上也有互补。尽量使燃料电池保持稳定发展,对于延长它的寿命、减少燃料消耗是很有帮助的。我们在外面可以看到装有10-30千瓦的电池应用在小型乘用车上,还有30-60千瓦的电池应用在公共客车或者中巴车上,从这一点看国内企业还是发现了自身长处。上汽一直把燃料电池汽车作为前端发展的重要领域。中国还有一个优势,我们在电动汽车走向市场的前期,四个部门共同合作推动了“十城千辆”的应用,先在公共用车、出租车上使用,这个经验实际也可以用于燃料电池汽车的推广,因为我们不可能全国铺开加氢站的建设,必然有一些城市可以走在前面,推动这一产业健康合适和快速地发展。去年年底中国的“11·11”购物节又创一个新纪录,网购变成了整个市场销售的主流,2016年快递业高速发展,中国快递业总量超过300亿件,平均每天8200万件包裹走在路上,用于这项业务的小型物流车清洁、高效地运营应该引起管理者的重视。我认为,在大范围应用中要强调高端引领,有了高端引领就有了有序发展,放弃了高端引领就会有低端充斥,所以从这个角度上,无论发展哪一类电动汽车都应该考虑到大面积应用当中的一些特色,争取使我们的汽车产业走上高端引领、创新发展的道路。

为什么发展自动驾驶汽车?

第一要降低交通事故和伤亡人数。美国研究报告提出,美国每年有35000多人死于交通事故,大概80%以上是由于人为操作或者过度疲劳所致。第二要应用低碳、零排放、环境友好的运行环境。第三是便捷,要降低驾驶强度,提高交通的效率。第四要推动共享,提高车辆的利用率。

用新技术、新业态来全面提升和改造传统产业

电动汽车是实现自动驾驶的最佳载体,新能源汽车重点研发专项要广聚众智、精心规划,为汽车产业的智能化发展打好坚实的基础。目前有很多地区都在建多个智能网联的示范测试区,基础建设等也应该随之放入这些测试区里,让车辆在真实情况下运行,得到健康和全面的发展。最近我们一直在研究科技创新如何带动产业的发展。我们用了十几年的时间实现电动化,推动了产业的转型,随着信息产业的发展,网联催生了新的业态,产生了新的服务业。轻量化带动的不是简单材料的替换,实际是对汽车产业的升级、转型。同时,将来我们融合一切智能交通综合系统的建设、充电网服务体系的建设,可能带来不止几万亿的新增长点。在经济工作会议上总理曾说过,“实施创新驱动发展战略,既要推动战略性新兴产业蓬勃发展,也要注重用新技术、新业态全面改造和提升传统产业,带动产业转型升级。”

关于新能源汽车产业发展的几点建议

回顾新能源汽车取得的新进展,下一步首先要全面落实政策、着力开拓市场、建设基础设施、创新商业模式,把握好发展的先机。

第二,要针對市场的新需求,深入基础研究,攻克关键技术,完善系统功能,着力提高产品的质量和效益。

第三,要把握好汽车智能化发展的新机遇,要系统研究、精心规划,协同创新,要鼓励协同创新企业主体大胆尝试,攀登自动驾驶技术的新高峰。

第四,要凝心聚力,加强协作,发动制度优势,动员各方力量,完善政策措施,营造更好的发展环境。

把基础研究成果转化为关键系统和技术,以下几个技术要点要关注:

◎石墨烯材料、碳纳米管等,都具有优异的电和热的传导性能,作为锂离子电池的负极材料添加剂,可以有效降低内阻,提升放电效率,如果在正极铝板和铜板的接触面上涂上一层石墨烯,还有助于减少介质之间的电位,减轻电池界面的腐蚀;

◎由于动力电池负极密度提高,对正极材料也可以进一步的优化,在安全的前提下,显著提高其能量密度,带动全系统的技术进步;

◎在增加单体电池和电池模块功率和能量密度的同时,还要加强对于电池包热交换机理的研究,优化提升电池包热管理系统技术;

◎针对夏季升温特征,在设计结合空气动力学原理,从结构上实现电池包的冷却,重视电池包的综合热管理。结合冬季放电特征,研发智能化电池包管理系统,使它保持在合理的范围之内,逐步解决冬天放电比较慢、容量比较低的问题。

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