新能源汽车技术能否跟上步伐?


  2018年,我国新能源汽车行业继续保持高速发展。中国汽车工业协会数据显示,2018年,新能源汽车产销分别完成127万辆和125.6万辆,同比分别增长59.9%和61.7%。产销量高速增长的背后,我国新能源汽车技术究竟取得了哪些进展?
  《节能与新能源汽车技术路线图》发布以来,对推动行业技术进步和支撑产业健康发展起到了重要的引领和支撑作用,众多企业依托技术路线图编制了企业发展规划及技术路线,部分领先企业已逐步达成技术路线图2020年设置的阶段性目标。面向2020年技术目标,部分领域技术目标仍存在一定挑战。
  产业化技术成熟
  推广应用规模扩大加速产业化技术成熟。截至2018年1-10月,我国新能源汽车保有量超过200万辆,在全球新能源汽车保有量中占比达到48%。不断扩大的应用规模,加速了新能源汽车产业化技术的成熟。
  产业化技术成熟助推全球汽车产业电动化转型。全球主要汽车企业发布了电动化转型战略并加大电动化研发布局。我国完全成熟的纯电驱动产业化技术,基本具备的市场化條件,以及巨大市场规模,推动全球汽车产业电动化转型加速。
  研发体系完善助力技术迭代升级加速。在传统燃料汽车研发体系的基础上,快速搭建了新能源汽车的研发体系。在研发体系的助力下,产品研发效率提升、知识沉淀、技术集聚、资产积累、流程规范,研发能力稳步提升,推动产业化技术的迭代升级加速。
  智能化与电动化的融合加速。纯电驱动为人工智能与互联网技术的加速应用提供了绝佳的平台,智能化配置逐步增多,整车产品科技感日益增强,并成为吸引消费者购买的亮点,促进了产品的推进和普及,加速了智能化与电动化融合。
  布局燃料电池产业
  我国氢燃料电池汽车产量超千辆,多地开展示范运行。燃料电池产业布局有所提升,国外零部件启动国产化。电电混合动力系统技术,适合燃料电池技术特点,也适应我国技术和产业特点。多个城市发布氢燃料电池汽车规划,推动区域氢能一体化发展。
  乘用车启动技术示范验证。上汽推出乘用车产品荣威950。通过该款产品研发和初步产业化,自主掌握了燃料电池动力系统、整车集成的关键技术,拉动形成了氢燃料电池汽车产业链雏形。
  我国燃料电池商用车加速商业化,宇通、福田、中通等已经开发了多款燃料电池客车,并启动了千辆级的示范运行。
  除上汽外,一汽、东风、长城等多家企业纷纷开始燃料电池乘用车领域的产品布局。燃料电池商用车与2015年相比,续驶里程、燃料经济性、寿命等有所提升,成本还有较大差距。
  国外氢燃料乘用车动力系统功率均在100 kW以上,作为主要动力源,匹配动力电池能量在1kWh左右;车载储氢系统多采用70 MPa。国内仅有上汽推出一款乘用车产品荣威950。燃料电池电堆额定功率达到43 kW,比功率达到2 kW/L,系统质量比功率达到500 W/kg,寿命达到5000 h,实现-20℃的低温存储和启动;储氢系统采用70 MPa 碳纤维缠绕铝内胆储氢瓶,质量储氢比达到3.5%,体积储氢密度达到25 g/L。
  氢燃料商用车方面,国外已有覆盖轻型、中型、重型等各级别的商用客车和货车开展示范运行。国内商用车的燃料电池商用车已从客车领域扩展至货车领域。
  上汽大通燃料电池轻客车FCV80正式上市,并已陆续交付100台进行商业化运行。宇通客车、福田客车共有超过70辆公交车运行;东风物流车也已启动上路示范运行。
  氢燃料商用车整车技术方面,国内在续驶里程、燃料经济性、寿命等大部分技术指标已达到国外先进水平。在燃料电池动力系统技术上,2018年,国内燃料电池发动机的额定功率可达到60kW,系统最高效率可达53%,冷启动温度达到-20 ℃,寿命预期可达到10000小时。
  高比能电池是热点
  动力电池方面,我国已开发的基于高镍三元正极(NCM或NCA,镍含量≥0.8)、石墨+Si/C混合负极的高比能量锂离子电池是当前动力电池发展的热点。实验室开发出比能量300Wh/kg的软包锂离子电池单体。
  开发出新一代高比功率长寿命快充电池单体,可实现6C快充,循环寿命达到3000@95%。研制出高比能量新型锂离子电池(400Wh/kg)、锂硫电池(500Wh/kg)和锂空气电池样品(700Wh/kg)。然而,对于300Wh/kg锂离子动力电池,由于采用热不稳定的高镍三元材料为正极,电池的安全性问题更突出。
  对标技术路线图2020年目标,EV用动力电池比能量和循环寿命距2020年路线图目标还有较大差距;PHEV用动力电池的技术指标基本达到了2020年路线图目标,部分电池企业的PHEV用动力电池的性能已经超过了2020年路线图目标,PHEV用动力电池的价格需要进一步下降。

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