2016年1月23日,由中國電動汽車百人會主辦,清華大學、中國汽車工業協會、中國汽車技術研究中心、中國汽車工程學會協辦的中國電動汽車百人會論壇(2016)在北京釣魚臺國賓館正式召開。中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高就2015年我國新能源汽車研發和產業化進展等內容作主題發言。以下為發言全文:
尊敬的各位領導、各位來賓,大家下午好!我演講題目是“新能源汽車研發與產業化進展”。這是2015年新能源汽車產業化發展的總體情況,是工信部的統計數據。新能源汽車年銷量在新增汽車銷售中的占比首次突破1%,其中單月最高占比達到2.9%,一般判斷一個新技術能不能大規模推廣,對汽車領域來講占比1%是非常重要的一個數據。另外,比較一下全球新能源汽車產業化,2015年全球新能源汽車銷售超過50萬輛,其中中國占比超過50%。美國大概稍有一點下降,中國增長地非???,這是這些年來整個增長趨勢或者全球市場份額。
分車型來看,純電動乘用車是以微型電動轎車為主,而且比例在逐年提高,這是個非常重要的趨勢。在今年,小型純電動轎車總產量占比超過了85%,這也是我們一直提倡的純電動轎車小型化。另外,中高級別純電驅動新能源汽車是以插電式混合動力車為主,插電式混合動力車在中高級新能源汽車占80%以上。新能源商用車仍然高速增長,當然也有一些問題,但總體來看還是健康的。
從這三類車型綜合來看,曾經在《十二五新能源汽車科技規劃》中間曾經提到過,啟動新能源汽車產業化兩頭極的格局現在看來是基本實現了,這兩頭加上重點的插電式混合動力,已經形成了比較好的格局。新能源汽車的銷量和保有量預定目標也基本上實現了,就是導入期銷量達到1%的目標。“十二五”新能源汽車重點科技專項和新能源汽車技術創新工程研發任務圓滿完成,技術支撐產業化發展。這也是“十二五”的三個小結。
下面分車型,即新能源乘用車、新能源商用車、車用動力電池三個方面,分別介紹一下。
首先是新能源乘用車。新能源乘用車總體情況,首先看純電動驅動轎車技術進展。純電動轎車綜合性能在不斷提升。以北汽為例,這是增長的情況,同時現在北京市內也可以看到,基本上大街上到處都是。
再看分項技術開發,舉個例子,從長安逸動來看,比如說輕量化方面,車身結構和電池系統輕量化,這些數據都在這兒擺著,包括安全性,整車的碰撞和電池安全性能等。整車碰撞也是五星級標準,在歐美地區也是嚴苛碰撞標準的考驗,還有美國電動汽車安全認證機構的電池認證。
比如環保性,大家會關注傳統汽車排放,但新能源汽車還有一個電池兼容,電池兼容設計,這些比較細微的設計都已經涵蓋到了。另外,電池干擾輻射這方面的一些開發,還有可靠性,也能達到完全按照傳統車的可靠性能來考核。所以純電動轎車技術進展,已經達到一個新水平。
另外,插電式混合動力,雖然只有四款車,但總銷量超過6萬多,供不應求,尤其是插電式的SUV。大家看現在惟一的“唐”插電式的SUV,市場需求快速的增大,供不應求。
從技術角度看,插電式的混合動力機點耦合技術取得突破,現在介紹幾種典型的產業化構型。比如說SUV比亞迪唐的四驅構型,是在秦的基礎上加上后電機,形成非常良好的、強勁的動力性能,所以在SUV四驅構型方面,應該說首次取得巨大突破。
第二,在雙電極串并聯方面。榮威550也是一個典型的車型。目前世界上只有本田是有內室的結構,實際上它的靈活性還不如榮威550,因為我們加了兩個離合器,整個工程化也是國際水準。
還有新近突破的雙星排功率分流構型,這是由科力遠公司和吉利聯合研制的,跟普銳斯是同一類型,但是比普銳斯的自由度要更大一些。普銳斯的后電機,主電機和輸出軸是固定的速比,但是我們國內的是雙星排,普銳斯是單行星排。雙行星排的一個好處是主電機跟驅動機之間是可以分離的、自由的。
從插電式混合動力實際使用的能耗看,這是基于上海所有的插電式混合動力轎車數據,由上海數據中心提供的數據進行分析??梢钥闯?,插電式混合動力車的能耗,由于充電基礎設施的改善,用電的比例在大幅上升。從乘用車發展來看,未來看,有三股重要的市場驅動力。一個是新能源乘用車補貼政策,應該說是基本合理,非補貼激勵政策的作用越來越大,就是不限行、不搖號。油耗法規對廠家倒逼的作用也越來越大。個人判斷,未來具有發展潛力的主流車型,純電動車從性價比考慮來看主要是A級以下小型家用車,增程式的純電驅動汽車,A0到B級為主。插電式混合動力A級以上的車型顯示出很大優越性,從SUV近期的熱銷可以看出。
首先,純電動乘用車小型化發展趨勢會越來越明顯,明后年還會有很多小型化優質的小型電動汽車出來。我國低速電動車行業也在升級,朝這個方向發展。所以小型電動汽車特色明顯、性價比高,具有形成國際競爭優勢的巨大潛力,也是我們認為可以成為中國電動國民車的一種類型。
當然,小型電動車下一步還要技術提升,就是性價比,進一步提升性價比,包括電池性能的改進,整車電耗的下降,在整車電耗下降的同時還要解決一系列的問題,比方現在冬天的怕熱怕冷的問題,也要在這個過程中解決。另外,充電設施的便利和安全的管理。這是目前的電耗水平,到2020年還會大幅下降。
第二種,SUV的插電化,有可能成為重要的發展趨勢?,F在2015年SUV在傳統車中的增長速度是最快的,也是中國品牌增長速度最快的,中國品牌占比超過50%,這是惟一一個在乘用車主導車型中占有優勢比重的領域?,F在面臨越來越嚴格的油耗法規和城市限行,而插電式SUV可以解決這些問題。同時,又進一步凸顯SUV的動力性能,已經初步得到市場的驗證,所以我們認為有望成為中國品牌主流的戰略車型。
插電式混合動力車進入攻關的重點,我想可能是混合動力階段的能效提升技術跟國際比,在混合動力階段的油耗還是有差距的,所以下面要在這幾個方面進行重點攻關,也是“十三五”的攻關重點。
還有一個車型就是增程式電動車,盡管有很多專家呼吁,但是它的發展滯后,可能需要解決兩個問題,一個是今天萬主席談到的增程型小型發動機的問題,還有一個問題是測試標準。因為目前增程式乘用車跟插電式乘用車用的是同一個測試規范,就是說要求在把電量全部消耗之后,由增程器帶著這個車跑循環,因為增程器的發動機比較小,根本跑不下來,所以建議只按城市工況,不按郊區來,另外10萬公里的排放耐久性也不太合理,因為全生命周期增程器實際使用的時間大大短于整車壽命。
關于商用車,應該說中國新能源商用車,尤其是城市公交,是新能源客車推廣的先行者和主力軍?,F在已經占到國內公交保有量14%左右,在全球遙遙領先。隨著電動客車性能的不斷提升,逐步受到市場認可,比如說運營效率、運營成本都基本上可以跟傳統燃油車競爭,尤其是即將開始落實的公交能源費用補貼,由油補變電補,將會進一步推動公交的電動化。
在新能源商用車技術創新方面,已經出現了一批國際領先的創新技術,舉今年的兩個進展為例。第一是宇通的純電動客車整車集成技術,在低能耗、輕量化、安全性等方面有一系列處于國際領先水平的技術,獲得國家科技進步獎,而且銷量也非常好。另外一個例子,就是精進雙電機負載分配的電動驅動技術,在全球率先采用雙電極的直驅技術,打破了三驅必須用變速器的傳統設計規范,可以完全不用變速器,30%的坡度也不用變速器,因為是雙電極,一個低流電極、一個高流電極,兩者配合,使扭矩能夠匹配,效率也可以優化,這也是我認為一個比較好的技術進展。
新能源商用車國際競爭力取得重大突破,行業的標桿企業新能源客車整車與總成開始規模出口。這是比亞迪的整車出口,王傳??偨浝韺iT陪同習近平總書記參觀這個項目。微宏鈦酸鋰、多元符合鋰動力電池批量出口裝備歐洲客車,已經裝備900套以上,尤其2015年批量裝車上線運營超過550臺,占歐洲2015年新上線客車總量的30%,進入歐盟、倫敦等主要的區域。
當然,我們在快速發展中業面臨著挑戰,我想提一點,要實時確保安全體系,確保運行安全。在我們所有的電動車中,10米以上,尤其12米的公交大客車,因為裝備電池很多,人也很多,應該說是安全性敏感車型,所以在這個方面我們統計一下,新能源汽車出現的這些事故,可以找出各種原因。
安全不僅僅是電池的問題,還是是一個綜合問題。比如現在我們電器老化,高壓電器絕緣破壞、進水等等很多原因。所以,從整車的角度,國家電動客車電控與安全研究中心提出了一個防水、防火、防觸電3S安全技術要求,我覺得還是值得推廣的,針對這些事故,按國家標準,尤其從是用維保,這個也是非常重要的環節。
接著我想說一下動力電池。新能源汽車發展帶動了動力電池產業的大發展,產能2014年—2015年增長了很多倍?,F在統計數據,2015年動力電池裝車量超過200億瓦時,比亞迪和寧德時代新能源排在前兩名。我們預計今年大概會到500億瓦時左右?,F在根據電池行業報告,2015年電池產業投資大概是1千億,在建、核建的產能1800億瓦時,估計在2016年下半年或者年底、上半年還很緊張,下半年會總量平衡,但是優質產能還會持續緊張。
這是新能源汽車動力電池的一個分布,可以從中看出,客車用電池超過70%,如果客車加上專用車,就比例更大,其實乘用車裝電池比例比較小。
現在說一下動力電池相關的技術。動力電池性能大幅提升,全面達到甚至超過“十二五”新能源汽車重點專項規定的指。當時規定的指標是模塊120瓦時,現在我們達到最高的140瓦時。當然比能量提升的同時,大家最關心或者說技術最復雜的,還是電池的安全技術。剛才說了整車安全,我想在這里說一下動力電池的熱安全問題,介紹一下國內電池的標桿企業,通過產、學、研合作在這方面的一些重要進展。
電池的熱失控是機理復雜、危害嚴重的電動汽車熱安全問題,當然有熱失控誘因、熱失控發生、熱失控預警等。熱失控有可能是機、電、熱等多因素誘發機制,有可能老化導致熱失控燃燒。
這個方面電池管理系統是防止熱安全事故的主要保障,要把電池管理到一個安全的工作范圍,現在國內領先的BMS系統產品已經完全執行ISO26262功能安全標準,并且實現電池系統全部遠程監控,這是非常重要的。
第二,關于單體電池熱失控與材料體系的設計。熱失控是一個鏈式的化學反應,可能從溫度逐步上升,到最后發生熱失控溫度劇烈上升,然后電壓下降短路,開始可能是SCI膜,然后到負極電解液的分解反應,然后到正極材料電解質的分解,最后隔膜的崩潰和電解液的燃燒,這么一個過程。
現有三元正極石墨負極材料的單體電池在“十二五”期間安全性取得了重大進展,在熱失控建模機理研究方面與國際基本同步。在產生安全檢測結果來看,國外公司、國內公司產品,總體看這些都是通過安全檢測的,基本相當。在阻燃隔膜、阻燃電解液、安全連接劑等材料方面也取得了重要進展。
第三,成組電池熱失控的擴展和電池系統設計。剛才說的是單體電池的設計制造,真正危害更大的不是單體電池熱失控,而是單體電池熱失控之后在整個電池的擴張,比如一個35千瓦時的轎車電池包,相當于這么大的爆炸能力。比如電池碰撞安全,這是國內的一些領先企業做的,跟我們學校共同做的,這個方面跟國外應該是基本同步的。在擠壓實驗,整個電池包擠壓的仿真來發現問題,這是國內我們領先的電池供應商做的一些事,這也是國內電池領先供應商為國外電池廠商開發時候必須滿足嚴格的安全要求。比如熱失控,如果不做其他的就會擴展,完全擴展出去,瞬市大家都開始熱失控,這就非常危險了。但是經過很好的阻止熱失控發生的這種設計,就可以防止它同時發生,比方可以持續30幾分鐘,就可以有時間防范。
我們再看看2015年實際使用的動力電池產品技術,因為近期關于動力電池安全性技術路線是大家熱議的話題,我這里主要針對純電動。純電動中,12米純電動的大客車又是安全與敏感的車型,其實我們前期的討論主要是針對12米公交大客車純電動車型開展的討論,主要是針對了一些發生的事故,這是2015年裝車的實際情況,純電動乘用車,純電動客車總體情況,這是純電動12米大客車,可以看出在這方面是以三元石墨體系為主的,這邊是磷酸鐵鋰為主,這個磷酸鐵鋰占到94%以上。
總體來看,現有產品和動力電池的產量分布是“十五”以來中國動力電池技術研發產業化結果的一種反應,格局是合理的,除了鈦酸鋰電池受到政策的影響,在這一塊比例非常低之外,其他的應該說沒有受到太多的政策影響。我相信,隨著各種新型鋰離子電池的研發進展,今后這種裝車的格局會動態變化,更高性能的電池會逐步出現,這都是跟研發相一致的。
但是管理的角度相對比較復雜,因為我們的廠家眾多,我剛才說的是標桿企業,我們不都是標桿企業。所以管理的角度,現在我們的管理方式是按產品公告管理,是根據技術成熟度分級管理,我認為這個做法值得堅持和細化落實,不分技術路線,但是要根據技術成熟度分級管理,這個是已經實施了很多年的一個管理方法,應該得到堅持和落實。
最后說一下充電基礎設施??傮w看,中國充電基礎設施的產業鏈正在形成,剛才萬部長已經說到這個,這是整個的產業鏈,制造商、建設商、運營商、信息提供商已經有了一個產業鏈。另外,充電技術創新活躍,這也是一點。
第三,形成了幾個具有一定規模的充電網絡。比如北京市,私人乘用車的自用樁比例達到77%,就是車樁比已經到77%,不好統計,但是這個比例是有的。上海,私人乘用車自用樁比例也達到73%,而且比例還在迅速提高。我們覺得,私人乘用車主要還得靠自用樁為主?,F在面臨的挑戰,我認為最迫切的就是充電新國標的貫徹與改造實施工程。大家知道,12月份我們剛剛發布了一個新國標,今年1月1日開始實施。新國標意義重大,主要是解決充電基礎設施互聯互通和安全性。比如統一充電樁通信標準、通信協議,增加充電溫度監控機械鎖、電動鎖。但車樁改造升級也面臨一系列挑戰,一是影響面很大,因為影響到了客戶、充電樁企業、制造商等。還有各個地方改造的進度如何協調,車廠改造的難度,新老用戶的切換,這個是要仔細操作的。尤其關于充電基礎設施在小區地下車庫的建設,充電設施的安全性主要是在小區地下車庫充電樁的建設,一旦出現安全事故,可能比剛才說的大客車還要嚴重,所以這個方面最近也出臺了一些新的規范。我們今年中國電動汽車百人會的重點課題就是研究安全性的問題和基礎設施。
最后做一個展望,2015年是中國新能源汽車快速成長年,在新能源乘用車、商用車、動力電池、基礎設施全產業鏈相關的政策、市場和技術等方面取得了重大突破。2016年,希望通過協調發展,成為技術品質的提升年,我說的協調發展是整車產銷、電池供應、充電基礎設施產業鏈協調發展,現在我們是整車跑得快,電池供不上,基礎設施滯后。
第二,政策市場技術的良性互動與協調發展。今天樓部長已經講了,總之,政策啟動市場、市場帶動技術、技術提升市場,形成良性循環。當然我們要看到,雖然我們取得了很大成績,但是我們還處于新能源汽車發展的初級階段,前面任重道遠。所以面向“十三五”,我們還要實施新能源汽車的技術升級戰略,前面萬部長已經講過了,中間有六個創新面、38個重點研發任務,包括動力電池的能量密度倍增,電力電子下一代的寬進代半導體引入,使我們的控制器的體積縮小到現有的1/2~1/3。還有自動化電動汽車的技術、燃料電池動力系統的技術,剛剛前面萬主席也講過了。還有插電式、增程式混合動力,剛才說的增程式和插電式混合動力階段的油耗,以及純電動汽車的輕量化、智能化和底盤一體化技術。
我相信,我們完全可以實現2020年新能源汽車保有量500萬輛的目標,關鍵是我們要實現技術和產量的一個雙豐收。讓我們共同努力,實現新能源汽車的中國夢。
謝謝大家!