欧阳明高:2017年动力电池技术进展与发展趋势

文章来源:能见App 点击数:112 发布时间:2018-01-08
1月7日下午,由电动汽车百人会主办的“把握全球变革趋势,实现高质量发展”热点问题交流会清华大学召开。欧阳明高院士出席会议并发表了题为“2017年动力电池技术进展与发展趋势”的主旨演讲。
欧阳明高:2017年动力电池技术进展与发展趋势

1月7日下午,由电动汽车百人会主办的“把握全球变革趋势,实现高质量发展”热点问题交流会清华大学召开。欧阳明高院士出席会议并发表了题为“2017年动力电池技术进展与发展趋势”的主旨演讲。

以下为发言全文:

欧阳明高:大家好,我没有准备综合性的发言,准备大家提问为主,因为大家水平都提高了,都很会提问,而且写的东西水平越来越高了。今天我重点讲技术问题,然后大家提问,有什么技术问题大家可以提。我讲的技术问题一部分是我个人观点,一部分是代表“十三五”国家重点研发计划《新能源汽车》科技专项总体专家组,今年年会做报告我也将代表总体专家组。

技术问题非常多,我现在重点关注有三个问题:电池、电耗、充电。

第一个,零部件层面、核心技术层面我想动力电池肯定是关键,燃料电池当然也很关键,我现在挑一个年度进展最大的,因为技术进展太多了。

第二个,整车技术,我今年关注的不是里程,是电动车的电耗,这是当前整车集成技术的核心问题。我估计今年年会也会讲这个问题。

第三个,从整个新能源汽车推广应用的系统工程来讲,充电技术正在经历需求大增长,技术大发展的时期。需要重点关注。

所以我在百人会年会大概会讲这么三个问题,但今天我只挑一个问题,就是纯技术的电池问题。

一、国内动力电池的主要技术进展。

第一方面,面向300瓦时/公斤的电池,也就是2020年的这个电池。目前新能源汽车专项里面有三个团队,一个是宁德时代新能源、一个是天津力神、一个是合肥国轩,这三个团队目前基本上采用的技术路线大同小异,正极高镍三元,负极是硅碳负极,这个电池目前技术指标已经接近应用要求,就是说我们说重大进展就是说这样的,不是说还不靠谱的,这个就是我们要报告给大家的,就是说2020年要产业化的300瓦时/公斤的电池取得了实质性突破。现在从比能量角度都已经达到,像宁德时代新能源循环寿命也基本上在1000次左右,能量密度达到304瓦时/公斤,其他两家也差不多。当然还有部分企业安全性标准还没有完全满足,宁德时代安全性也全部通过。300瓦时/公斤的单体大概能做出200-210瓦时/公斤的电池系统,因为他们基本上是软包电池,不是方形电池。我们去年年底、今年年初能量密度单体大概达到230瓦时/公斤左右,系统大约150瓦时/公斤左右。就是说我们2018、2019年还需要再提高50~70瓦时/公斤.这个我认为是可以做到的。至于350瓦时/公斤、260瓦时/公斤是我们力争的目标。

第二方面,面向2025年产业化,希望冲击单体电池400瓦时/公斤。300瓦时/公斤实际上变的是负极从碳变成硅碳,到400瓦时/公斤我们要变的是正极,目前可选的正极有好几种,现在我们新能源汽车重点专项取得突破性进展的是高容量富锂锰基正极材料,有两个单位承担了前沿基础项目,一个是物理所,改善了富锂锰基正极循环的电压衰减。达到的指标是100周之后电压衰减降到了2%以内,应该说这是一个重大的进展。另外一个是北京大学的团队,首次研制出了比容量400毫安时/克的富锂锰基正极,对于400瓦时/公斤应该是没有问题的,甚至可能更高。

第三方面,更加前沿的,大家知道是固态电池。固态电池国内有多家研究机构和产业单位在做,包括中科院青岛能源所、宁波材料所,物理所等,也包括宁德时代新能源、中航锂电等。最近宁波材料所跟赣锋锂业合作,正在推进产业化,计划2019年量产。应当说固态电池无疑是2017年全球电池领域最热的一个技术名词,所以下面我以固态电池为例来介绍全球动力电池技术热点。

二、全球电池技术热点:全固态电池技术

全固态锂电池,这几个词每一个字都不能少、不能变,比方说“全固态”跟“固态”是不一样的,“锂电池”和“锂离子电池”不是一个概念。所谓“全固态锂电池”是一种在工作温度区间内所使用的电极和电解质材料均呈固态,不含任何液态组份的锂电池,所以我们全称是“全固态电解质锂电池”。这个全固态锂电池又分成全固态锂一次电池和全固态锂二次电池,一次电池其实已经有用的。全固态锂二次电池又分成全固态锂离子电池和锂金属电池,这两个概念又要区别,所谓全固态金属锂电池,就是它的负极用的是锂金属,我们现在负极大家知道用的是碳或者硅碳或者钛酸锂。

全固态锂电池的概念比锂离子电池出现的更早,大家知道锂离子电池只出现了25年左右,是日本人发明的,到现在25年,真正到车上用就10多年,所以很年轻但是进步很快。早期所指的全固态锂电池,都是指金属锂为负极的全固态金属锂电池,所以一说全固态往往说到这个,就是说全固态的是以锂金属为负极的,这就是以前的概念。全固态锂电池有几个潜在的技术优势,比方说安全性高,因为它没有有机溶剂作为电解质引发电解液燃烧问题;第二,能量密度高,这个当然要说明的是,固态电解质的密度和使用量高于液态电解质,在正负极材料相同的时候,他的优势是不明显的,当然如果有了固态电解质之后就没有电解液泄漏问题,所以它可以一片片全部叠起来,不像我们非要搞一个软包包起来,这样体积比能量就会高。第三,正极材料选择的范围宽,因为负极是锂金属,正极不含锂都可以。还有,电解质的电压窗口会更宽些,正极材料选择范围也就大,比能量也可以提高;第四,系统比能量高,由于电解质无流动性,可以方便地通过内串联组成高电压单体,利于电池系统成组效率和能量密度的提高。

但是问题也有,第一个问题是固态电解质材料的离子电导率偏低。现在有三种固态电解质,一种是聚合物,一种是氧化物,一种是硫化物,聚合物电解质这种,其实这个电池已经有了,现在在法国有些车上用,它的问题就是要加热,电池要加热到60度,离子电导率才上来,电池才能正常工作。目前氧化物电解质一般比液态的还是要低很多。只有硫化物的固态电解质现在跟液态的差不多,比如丰田就是用的这种硫化物的固态电解质,所以固态电解质是有突破的,主要的突破是在硫化物的固态电解质。

第二个问题就是固/固界面接触性和稳定性差。液体跟固体结合是很容易的,渗透进去。但是固体和固体接触性和稳定性就不是太好了,这是它很大的一个问题。硫化物电解质虽然锂离子导电率已经提高了,但是仍然有界面接触性和稳定性问题。    

第三个问题是金属锂的可充性问题。在固态电解质中,锂表面同样存在粉化和枝晶生长问题。其循环性,甚至安全性等还需要研究。

当然还有一个问题,就是制造成本偏高。

基于上述问题,特别是固态界面接触性/稳定性和金属锂的可充性问题,真正意义上的全固态金属锂电池技术,现在仍然还是不成熟的,还存在技术不确定性。目前展现出或者有突破的,有性能优势和产业化前景的,主要是固态锂离子电池。 

固态锂离子电池跟全固态锂电池有什么区别?固态电池,不一定是全都是固态电解质,就是说还有一点液态,是液态跟固态混合的,看混合的比是多大。真正的固态锂离子电池,其电解质是固态,但在电芯中有少量的液态电解质;所谓半固态,就是固态电解质、液态电解质各占一半,或者说电芯的一半是固态的、一半是液态的,所以还有准固态的,就是主要为固态、少量是液态。

关于固态锂电池国内外动态。现在固态锂电池持续升温,美国、欧洲、日本、韩国、我国,都在投入。各个国家心态不太一样。例如美国,以小公司,创业型公司为主。美国有两家公司还是不错的,都是初创公司,一个是S-akit3,续驶里程能到500公里,现在还处于初级阶段。还有一个Solid—State,还有一家公司被宝马等几家大公司投资了。因此美国主要是小公司、创业公司干,立足于颠覆性技术。日本的,基本上是固态锂离子电池,最著名的丰田,将在2022年实现商品化,我们看看丰田干的是什么?丰田做的不是全固态锂金属电池,做的是固态锂离子电池,它的负极是石墨类,硫化物电解质,高电压正极,单体电池容量15安时,电压是十几V的那种,2022年实现商品化,这个是靠谱的。所以在日本,并没有颠覆,还是锂离子电池,正负极还可以用以前的。韩国,也是石墨类负极,并不是金属锂负极,跟日本差不多。中、日、韩的情况是类似的,因为我们已经有了很大的锂离子电池的产业链,不希望推倒重来。

三、综合评述与展望

第一,锂离子动力电池有望于2020年前实现300瓦时/公斤目标,目前国内外技术研发基本处于同一水平,但安全性研究尚待加强。这种电池的核心是安全性。

第二,作为实现远期目标的两类新体系,锂硫、锂空气电池方面,目前国内外进展相对缓慢,2017年没有看到突破性的进展。从原理来讲,锂硫电池的重量比能量跟体积比能量基本相当,所以它的体积比能量要提上来是有相当难度的。我们乘用车、轿车对体积比能量的要求可能比重量比能量来的还要重要,虽然说有每公斤400瓦时/公斤,体积比能量也只有400瓦时/升,这个我们对轿车来讲就不大好了。锂离子电池一般来讲,比方说重量比能量300,体积比能量比如300瓦时/公斤,就可以达到600瓦时/升。锂空气电池,应该说集合了锌空电池、氢燃料电池、锂二次电池的所有难点。相比而言氢燃料电池更具竞争优势。

第三,固态电池的研发产业化持续升温,但受到固/固界面稳定性和金属锂负极可充性两大问题的制约,真正的全固态锂金属负极电池还没有成熟,但是以无机硫化物作为固态电解质的锂离子电池应该说出现突破。总体看固态电池发展的路径,电解质可能是从液态、半固态、固液混合到固态,最后到全固态。至于负极,会是从石墨负极,到硅碳负极,我们现在正在从石墨负极向硅碳负极转型,最后有可能到金属锂负极,但是目前还存在技术不确定性。

第四,中国在高容量富锂正极材料方面2017年取得了一些突破,基于高容量富锂正极和高容量硅碳负极的革新型锂离子电池比锂硫和锂-空电池更具可行性。这是我们一个综合评估。

根据上面的进展分析,我们专家组对技术电池技术的发展趋势判断做了一次优化迭代(不作为国家电池技术路线图的依据,仅供参考),具体如下:

2020年,比能量300瓦时/公斤、比功率1000瓦时/公斤,循环1000次以上,成本0.8元/瓦时以内,这个是确定的,这个所对应的材料是什么呢?高镍三元,大家知道我们现在国内正在从镍:钴:锰比例3:3:3转向6:2:2,就是高镍,镍变成6,再转变到8:1:1,镍变成8,钴进一步降到1,甚至钴进一步降到0.5。负极要从碳负极向硅碳负极转型。这是我们当前的技术变革。

到2025年,正极材料方面进一步提升性能,比如说我们今年取得重要突破的富锂锰基材料,当然还会有其他材料。我们2020-2025年,从300瓦时/公斤—400瓦时/公斤,每瓦时成本从8毛钱以内到6毛钱以内。这个时候我们一般的性价比的纯电动轿车合理的里程300—400公里。

到2030年,希望在电解质方面取得突破,也就是2025-2030年最大的突破可能在电解质,就是固态电池会规模产业化,电池单体比能量有望冲击500瓦时/公斤。2030年,常规的性价比车型应该可以达到500公里以上。当然需要其它技术的配合。如果电耗极大,例如冬天百公里三四十度电,电池好也不行。现在电动车越做越大,例如大SUV,车子重、风阻系数大,是一个值得改进的问题。

以下为记者提问内容:

提问:想问欧阳老师,国内的车企和跨越公司电动汽车核心技术方面目前到底有多大的差距?有一种观点认为,跨国公司相关技术积累和储备其实都有,而且很深厚,只不过没有拿进来、没有导入而已。另外我也注意到一个现象,比如说我们讲到宁德时代,在宁德时代发展过程中宝马公司应该对它有很大的帮助和提升,如果在整车的大众这些电动汽车平台架构,包括您刚才讲到的丰田公司在固态锂离子电池方面技术领先的状况。想请您来评估一下国内外核心技术方面的差距。

 欧阳明高:第一个层次是电池、电机与电控零部件核心技术。

整车厂不做零部件,但是对零部件的理解比做零部件的人可能还清楚。比如说宁德时代新能源做电池就从宝马学到了很多。宝马对电池怎么掌握呢?整车企业不光委托一家零部件企业,而是会同时找10家、8家,都跟我合作,所以他的信息比拟单独一家清楚得多,拿过来就给你做评价、做对比。所以他比单一的零部件厂家反而了解的更多。宝马还在全球找许多大学和研究机构搞产学研合作,我们清华就是2011年开始宝马合作研究电池安全性的。他的水平体现在哪里呢?制定大量的规格、规范和标准,这是整车厂的技术水平。现在国内整车厂还是有差距的。

第二个层次是系统技术。

电动车的核心技术具体来讲是几大系统:

“电池”,不是单体电池,是整个电池系统,包括高压电气系统、热管理系统、安全系统等等。

“电机”,是整个电驱动系统,包括电机、变速器、控制器,电机在车里面的安装、布置、走线,这些是要做的,包括电机驱动性怎么样跟司机结合,因为司机的反应、响应都是靠油门下去,一脚油门直接连电机的,这个中间什么样的特性最好?什么样最节能?这是整车厂要干的事情。我们有一张表,“司机驾驶意图解释”,是为了搞清楚驾驶者想干什么,驱动和回馈要结合等等,这都是驱动系统要干的事。电机既要驱动,又要制动,制动又有各种各样的模式,各种各样的爱好都不一样。比方说日产,搞了一种单油门操作,不要制动踏板,就是靠一个加速踏板就行了,就是自动回馈很重,一般自动回馈就够了,除非是紧急的时候用一下刹车,一般情况下不用刹车。这是把整个一条连成一个线条,甚至驱动又要传动轴出去会有比方说振动,因为加速的时候几秒秒钟加速到100公里,那个扭矩是非常大的,传动轴系就可能起振,车就开始振动了,这也是驱动系统的事,包括自动巡航,这也是驱动系统的事,整个这条链是跟电机相关的驱动、制动这个系统,当然是核心技术。

“电控”,也不是一般意义上的电控。整车电控,下面升级就是整车的智能化和网联化。比如现在我们的辅助驾驶、车道偏离警告、自动刹车报警、紧急刹车由智能系统来完成,将来到特殊道路无人驾驶,最后到所有道路无人驾驶,这就是电动车电控这块。

电动汽车智能化的价值不仅仅终于技术变革方面,还在于汽车商业模式的变革。一方面要提高电动车的性价比,又要提高电动车的附加值。附加值从哪儿来?性价比高了没有附加值,大家都干不下去,整车厂不赚钱,甚至将来出现电动车的技术趋同,那么多厂家怎么竞争、怎么定价呢?传统车按发动机排量分,1.5L经济型,2L中级,3L豪华,加1L加5万,以后怎么办?以后不好用这个来。发动机来个直喷、再来个涡轮增压或者双涡轮增压,这些花样都玩不出来了。将来怎么办?整车厂怎么挣钱呢?4S店又不去了,换机油也不来了,以前靠搞点零部件,零部件跟整车要是在4S店换这辆车10倍的价格都不止,比如一辆50万的奔驰你要是把它拆开放到4S店卖,怎么也得卖500万,靠这个挣钱,现在电动车不用换什么东西,搞的整车厂不好办。

还有品牌,以后电动车都换品牌,比如中国的电动车统统使用新品牌,这个也不好办,将来靠什么?可能首先要靠互联网、靠网联。前两天马云说了,说无人驾驶还早着呢,但是网联这两年就能做到,他说的对,我现在开电动车花什么钱?就花听逻辑思维的钱,我开了3000公里已经花了160块钱了,因为每次上车都开着听,听的不想下来,你听完了不能听了,没钱不能听了,然后支付宝上来吧,就靠这个挣钱啊。这也是为什么特斯拉2016年选为美国第一品牌?客户对汽车的品牌观念正在发生变化。跟这个车离不开的正好是那个互联网给你带来的、智能化给你带来的。

三大块系统核心技术,目前国内整车厂做的比较好的是上汽和比亚迪。国外做的好的是宝马、日产、特斯拉,国内相比有些差距,但还不是特别大。我们现在跟以前比的差别在哪里呢?以前内燃机人家搞了很多年了,每一个技术都是人家在国外已经推广了,然后到你这儿来的,现在这个问题就不存在了,大家基本上在一个起跑线,早晚也差不了几年,所以这方面我们还是应该有自信。

第三个层次是整车系统集成技术。 

电动汽车相对来说整车集成技术的难度并不比燃油车难。比如说动力性,不是问题,传统车的豪华车靠什么?靠秀加速性,电动车相对简单,动力性不是太大问题。再比如NVH,这也是传统车很难的整车集成技术,对电动车来讲这也不是太难。现在对电动车来讲,整车技术指标最不好弄的是电耗,电耗体现整车集成的水平,这是综合水平。怎么把电耗降下去?要从全工况电驱动与回馈制动的效率、整车轻量化、车身流线型等方面综合考虑。我们现在电耗跟国外差距是比较大的,比如日产的新一代聆风,在欧洲NEDC工况下40度电跑378公里,在日本工况下甚至可以跑到400公里。

总体看,纯电动汽车不是一个难度非常大的车,如果说混合动力车、纯电动车、燃料电池车相比之下纯电动车是相对容易做的,要说把它做出来,真不难,做好当然还是挺难。同时,做车的一些基本的东西,可能能够继承的不到一半,新的技术我相信能超过一半,因为车身轻量化,材料要变,制造方式也要变,动力系统也要变,控制也要变,总体来看,变革的东西比继承的东西要多,所以我们才叫汽车革命。如果说变的东西比继承的东西要少,就不能叫汽车革命。总体看电动化+智能化,对中国而言是机会大于挑战。为什么呢?

刚才陈主任说了,智能化,现在我们最好就是美国和中国,日本、德国没法跟我们竞争,所以现在本田不是都跟中国的厂家在合资了嘛。智能化我们一定比他们好,我相信,所以这是为什么陈主任一再呼吁互联网必须进来,这是我们的优势。我们电动化占了一点先机,我们智能化基础有优势,如果一个占先再加上一个优势,这个胜算就比较大了。就是刚才说了,最后的附加值可能是在软件和服务上,从商业模式的变革来讲,可能最后的附加值在那儿,也就是利润的来源在那儿,而那个是我们中国的优势,这点上我觉得德国和日本没法跟我们竞争,最多就是美国,美国可能是跟我们可以竞争的。

这是我一个总的看法。

陈清泰:我补充一下,传统汽车用户买到手第二天再卖贬值,就是说买到你的手之后,你买的是新车,可能是刚刚买到手的新车,之后开始贬值了,两年之后不一定贬多少呢,但是未来的汽车不一定是这样,就是说你买了之后现在的性能,到了5年之后可能性能比今天要高。    

欧阳明高:对,所以他会把价格压下来。

记者:问一下陈理事长,实际上到2020年咱们的新能源补贴政策就退坡了,所以涉及到政策接续的问题,实际上现在我们观察造车,现在门槛和传统汽车比较起来很低了,包括很多草根企业、草根阶层都在造车,您刚才提到打造未来汽车,我觉得这不是一个行业或者是一个部门,因为这里边涉及到几化,将来怎么做好顶层设计,怎么适应咱们现在中央提出的向高质量发展转变,培育新的动力,站位这样一个高度去做好规划。你刚刚不是谈到规划嘛,我觉得这个很重要,这个规划应该怎么做?包含哪些主要的内容?我想可能也不是一个行业能解决的,应该怎么去谋划?这个能不能谈一下?

陈清泰:这个也是我最近这段时间不断在考虑的问题,我刚才讲了,因为这个关联性太大了,而且关联的产业都是非常庞大的产业,比如涉及到能源的问题。如果可再生能源的发展,能够和电动车的发展能够形成一个最佳搭配,这样就可以有一个预测的电动车增长的数据,能有一个认定。认定之后就必须要考虑相关产业、材料问题,如果要都是钢铁,是一回事,如果轻量化之后,它就会转型,钢铁占多少比例,有色金属或者其他的,这是非常大的产业。

另外涉及到交通的问题。如果要是真正逐渐实现智能交通,就涉及到一系列基础设施的变化,充电的问题、信息化网络的问题。如果做到车车联网,现在的网络行不行,要不要5G,这个都是要考虑的。如果将来做到自动驾驶,整个交通信号要不要发生变化,交通的分道线会有什么样的标志,甚至于某一段路面上有没有过路同时充电的这种考虑,等等。这些都涉及到很大的变化。

另外还有出行模式的变化。未来的共享出行能够达到什么程度,是不是有可能更多的人只求满足出行的需要,而不求保有车辆,类似于现在的自行车的模式。现在看来,有些企业的进展是非常快的,明年的增量相当大。而年轻一代似乎也能接受这样的方式。也可能有一部分人有私家车,但是上班的时候并不一定都要用自己的车,这样整个出行模式就会发生很大的变化。城市交通会不会有可能减少拥堵,道路交通事故会不会减少,现在每年有120万人死于道路交通事故,比任何战争都要多,未来会不会大幅度下降,甚至于在一些城市会不会禁止个人驾车,这些都会发生很大的变化。

互联网大家都说互联网是手机之后功能更加强大的移动智能终端,在这个移动智能终端上就可以做更大的文章。比如可以和物联网连在一起,一个人的手机要和汽车、要和家里各种硬件进行各种各样的连接,将会出现各种各样的场景。

未来如何保证出行,又保证绿色,这些有了一个非常大的想象空间。电动车随着保有量增加带来的相关产业、相关方面的变化应该做一个系统的研究,有些需要通过市场来解决,有相当一部分必须要通过政府的顶层设计有步骤的去推行。从这个意义上来说,有一个时间表是应该的,防止锣齐鼓不齐,比方如果8000万辆的电动车保有量的时候,如果不能够很好的利用清洁能源,我们电动车造福社会的潜能就没有发挥出来,如果每年中国道路交通上死10万人,这个问题还解决不了,如果城市的道路交通还得不到改善,我想我们这次革命就失败了。所以应该随着保有量增加,不断的把相关方面能够跟上去,这样使它造福社会、造福人类的潜能不断的显现,可以增强人们对发展电动车的信心。

记者:请教陈主任,刚刚也提到补贴2020年要退坡,您又认为可能到2025年电动车和传统车的性价比才可能会达到一个临界点,在这5年期间我们政策部门一个接续的考虑是什么样的?在补贴退坡之后会有什么样的综合工具和手段来继续扶持它的发展,让它能够跨过这个门槛?另外想请教欧阳老师,欧阳老师之前说过,其实中国带动了全球往纯电动方向去转,刚刚您也提到丰田战略上的变化,您怎么看混合动力和氢燃料电池技术的发展情况?未来主流就是纯电动了吗?

陈清泰:退坡大约在2020年前后,指的是财政补贴的退坡,并不是全部的退坡。我想,一些非补贴的支持性政策还是应该保留的,有人讲“双积分”就是一个非常重要的措施,有个刚性的规定,百分比,每年增加多少,另外还会有一些非补贴性的这种政策,比如像北京是一种对环保应该要求比较高的,他每年的购车当中是不是其中到哪一年禁止燃油车的销售,全国没有到这个程度,但是北京新增车辆的指标,向电动车倾斜增加,比如上海也是这样,增加到哪一天到燃油车为零,这是有可能的。

还有一些,现在不是三大战役,环境问题也是一大战役,像雾霾比较严重的城市会不会开始也提出,本城购车提出关于对燃油车有一些限制性的,鼓励电动车的销售,这些我看都可能会出现。

还有一些,比如现在关于碳排放的问题,我看最近人大通过了一个法律,关于碳排放交易的问题,将来会不会在碳交易上把汽车的排放加进去,如果加进去有可能在燃油上增加碳税,这样你买燃油的价格就会上升,此消彼涨。

我想因为补贴这个缺点太多了,我说2025年前后,我想我说的不要太满,有前有后,保持很大的弹性,也可能到不了2025年就会做到。比如如果电池的性价比上升,就是比能量上升、成本下降等等,这个还要看情况。

总体来看,政府不会容忍让它有一个悬崖式的下跌,有个起伏是正常的,有个断崖会产业会有很大的伤害。

记者:“双积分”2020年的比例还没有呢,会继续提吗,还是保持在2020年的12%?

陈清泰:不会保持的,每年会往上提,比例会上升。

欧阳明高:这是一个老问题,一般而言纯电动、混合动力、燃料电池三个都要发展,绝对不会说只发展一个,但是你会说怎么都发展、顺序是什么、比例是什么、发展之后相应的基础设施怎么建,很多具体问题,不能跟你说太细了,如果企业家问我会有不同的方案。这里你们媒体向公众说,三者总得有个逻辑关系吧。

我们一方面,自己制定规划的时候要有逻辑性,战略必须要有逻辑性,经得起推敲。第二,当然还要预防技术的不确定性,谁都没法保证,你说我们规划出来了吗?这个不好说,丰田规划能力很强的,他也不能说什么都规划到。所以我现在只能说,我们逻辑上要经得起推敲。我曾经好像是在几个会议上都讲过这三条技术路线之间的关系,和对汽车厂来讲不能搞那么多的平台,你说这样搞、那样搞你有多少资源、多少钱。

我国新能源汽车的总体思路,和丰田不一样,是先搞纯电动,把大多数基础技术全都具备了。怎么对待混合动力和燃料电池呢?不能相互矛盾,也不能铺很大的摊子,但还要让它们之间联系起来,这就是水平了。什么都做,这个不叫战略,战略就是要整合,要平台化、要模块化,要一步一步最省力、最优。

我们的技术战略叫纯电驱动,纯电驱动本身包括了纯电动,包括了混合动力,也包括了燃料电池,怎么让纯电驱动形成统一平台呢?比如说现在我们在燃油车基础上搞了纯电动,搞纯电动之后过渡到混合动力有各种各样的方式。一种最简单的方式就是日产现在推的增程式。现在好多企业已经在干这个事了。预计到2025年,普锐斯已经具备一定的竞争力,因为成本已经很低了。如果企业有很好的基础、有竞争力,就可以继续搞深度混合动力,如果说竞争力不够,那就选择增程多放点电池、多拿点积分,或者少放点电池,成本低点,串联混合。日产的汽车卖的很好,不比普锐斯差,刚刚说的单油门操作,就是纯电动的所有好处他都有,因为它也是纯电驱动的,加速性、自动回馈特别好,但是又解决了他的充电和续驶里程等问题。

如果按照纯电驱动这条路一直走下去也是可以的,可以把发动机的增程器变成燃料电池。SUV做纯电动,又要跑六七百公里,在现有的技术范畴下还是有难度的,就可以减少一点电池。燃料电池在客车、轮船、火车、大卡车都可以作为主动力,在乘用车上既可以做主动力,也可以作为辅助动力,这样就可以把整个交通动力连起来。因为可再生能源可以发电制氢,用氢来储能,氢燃料电池还可以用于发电装置,必须要大系统去考虑这个问题。

有的厂家问,现在做PHEV,2025年能不能推出?我说要我建议不一定要做了,如果现在才开始做混合动力,平台搞4、5年,到2025年再卖,那时候PHEV想拿到积分要100公里的纯电动,还要放一个很复杂的发动机、机电耦合变速器,那也得要2万块钱。到那个时候,电池大概七八百块就一个千瓦时,你这2万多块钱可以买30度电,账一算好像没必要。我们原来为什么搞纯电动,因为纯电动相对简单,混合动力复杂。另外混合动力也不一定非要迷信普锐斯的混合动力,因为现在不是说做不做得出来,是你有没有竞争力。即使做出来了,你比它贵,你说用户买谁的。汽车不是说掌握了核心技术就行了,还需要有技术竞争力,同样做一个东西你得比他做得好、做得便宜,这才是成功的技术。

所以要我来给企业提建议,就是把这三个东西结合起来,让他串成一条线,相互之间是统一平台,一步一步走是变模块,不变太多东西,这就是我的观点。 

记者:欧阳老师,我想先问您一个问题,我们发现最近新的造车企业未来推出了换电的模式,好像在业内引起了比较大的争议,换电这个模式其实前几年业界也讨论过,但是后来没太做这个方面的尝试,但最近包括北汽也在大规模的做换电,想请教您一下,这个换电的模式到底能不能走得通,包括以后有没有可能大规模的来实现各个厂家都用统一的电池组来实现公共的换电,有没有可能?

另外我也想请教一下陈理事长,因为换电模式衍生出来的有一个电池租用的方案,我们也跟一些传统汽车的厂家,包括北汽也聊过,说能不能做这种电池租用的售卖方案,这些厂家可能答复的说,不符合政策的要求,但是不知道他的电池租用方案是不是符合国家的电池要求?

陈清泰:关于换电的问题,一直有争论,我的看法是通过市场最后验证,政府不要做结论,比如像蔚来想做,他就做呗,做完了如果他这个路真正走通了,走通了很好,将来是不是可能两者并行,两者并行也很好,只要是市场能接受、用户满意,另外他能赚钱,反正就可以走下去。

因为这里边确实有很大的想象空间,如果要是换电的话,用户是不是可以买裸车,这样就把购车成本大幅度下降。另外,这个电池租用,租用电池的电池管理可以变成全生命周期管理,二次利用一直到最后可以变成这种系统化管理,所以这样还是有发展余地的。但是这里边有困难就是说,你要让全国做一个标准,大家都用一种模块的电池,这个东西现在看来是有很大的困难的,政府到现在没有什么正面的表态。

因此我的想法就是,我的主张是让企业去试,试了之后再总结,再看看它的市场价值到底在哪里。

欧阳明高:换电这件事是很早的一件事了,我曾经也非常推崇这种模式,我们也做过研究,我们也做过全国第一套轿车换电系统,是我的学生做的,大概是在2011年吧,那时候是普天,还上过中央电视台。奥运会大客车也是换电,但是后来大客车的主流还是充电。

这不是一个技术问题,技术上换不换都可以,也不存在技术的难题攻不破,这是一个商业模式、技术标准和法律法规的问题,还有行业利益,是这么个问题,不是技术问题,技术上这都是可行的。所以你要说我纯粹给你回答技术,到此就可以为止,就是说不存在技术可行不可行。

但是你说的相关问题有两个,电池租赁成本低和换电比充电快。电池租赁与换电池不是完全打捆的事。整车厂只卖车,电池租赁,现在已经开始这么干了,比如大客车也有租电池的,在上海,为什么呢?谁有积极性呢?电池厂有积极性,电池厂反正最后我要回收的,我就租,一次多少钱。另外一个,公交不愿意一次性出这么多钱买。为了推广市场电池厂愿意这么干,不换电也租电池。但是这个租有一个问题,必须保险公司进入,因为没有这么大的资金干这个事,大客车保险公司愿意进入,保险公司进入的核心问题是要有数据,就是你怎么用的,他要算,保险公司就是我要算一算我亏不亏。乘用车比较难的是,这个数据没有商用车那么好拿,。

另一个是补充电能的时间问题。随着里程的增加,电池容量必然增加,充满电池的时间就会变长,所以快速补充电能的方式除了快换,另外一条路就是快充,大功率快充。大功率快充谁提的呢?就是一些不想搞换电的,谁不想搞换电呢?大汽车公司不想搞,他们一窝蜂的都要搞快充来解决充电问题。如果电池换电的公司跟车的公司不是一家,出了事故就说不清楚。日本法律就规定,汽车是一个整体不能分离、不准分离,因为它会有法律问题,出了事不知道算谁的,是电池的事,还是车的事?所以这是一个非技术问题。同时当然有利益问题,大家知道刚开始最积极的是国家电网,它理论上也很有道理,我搞智能电网,储电,你充完了放在这儿,电池全生命周期,技术角度是很有道理的。汽车厂不干,你想把所有的车都搞一个标准,我还怎么挣钱啊,不可能挣钱了,都是一个标准,主要的成本都在那儿,你搞一个标准,我就被你给卡死了,所以这是一个汽车厂跟能源企业博弈的一个结果,所有的能源企业都是希望换电,纯电动换电,电池租赁,这个能源企业一上来一般都是这种概念。但是大汽车厂一般不这么干,他说我竞争的核心东西怎么能让你统一呢,你统一了一家公司干好了。但是如果说我单独一家公司干,这个建起来成本又太大了,说我不让你控制,好,我自己来,我在全国建,全都是我的,你要建多大密度,一家汽车公司,你如果只占市场份额的10%,那你要建,相当于建100%的基础设施,因为鬼知道哪个地方买你的车、哪个地方不买你的车,这个成本就大的不得了。对一个初创公司,这倒是有好处,大了没关系,融资啊,大家的钱干大家的活嘛。所以考虑都不一样。

总之,这不是技术问题。

记者:快充技术上有什么难度吗,欧洲有几家组建了大功率充电的公司。

欧阳明高:这既是技术问题,也是战略问题。350千瓦快充这也是我们很关注的一个问题。

在欧洲,电动汽车的确是需要大功率充电,他们是按照100度电、500公里、350千瓦充电,10分钟基本上充百分之七八十。另外,功率电子器件现在还比较少,还面临很多问题。他们已经在建,现在国际标准也在弄。欧洲提出这个有它的道理,因为欧洲国家上高速就一百七八十公里开,电耗比较厉害,所以需要装100度电。但是日本的方式就不太一样。日产的聆风现在40度电,将来也就60度电差不多了,未来要大幅的降低电耗,以城市道路行驶为主,将来带个燃料电池增程器,这是日产的思路,充电就不要那么大的功率。大功率充电对中国来讲不是那么容易的事。如果使用大功率充电,我们现有的技术体系无法进行支撑,因为电压制式的提高不是影响一点点。车上的总线电压要提,总线电压一提电气安全系统就要升级。我们现在基本都是500V以下,欧洲有做到800V,比方保时捷800V、400安、320千瓦充电。个别豪华车可以这么干,但是不是普遍都要这样。豪华车不考虑售价和成本,客户的体验又要特别好,可以这样去设计。但是小型家用车不需要这么大的充电功率,不是每辆电动车都要500公里续驶里程。

从整体来看,大功率充电的成本也会更高,安全性也会降低,对电网的冲击也会很大。中国电网人均功率大概只有1千瓦,电动车耗电虽然对整个发电量占比不大,但是对发电功率还是一个问题。北京最高峰值的时候功率大概3000多万千瓦,一辆车你350千瓦充,1万辆车同时充就是 350万千瓦,这个对电网冲击是比较大的。要解决这个问题,成本非常高,造成的影响是全方位的。而我们的纯电动车,非要弄500公里,第一它没那体积,第二没那必要。小型家用车,知豆200公里够了,奔奔300公里够了,A0级车400公里够了,B级、C级车可以弄500公里。购买这一类车的人一般家里都有停车位,慢充也来得及。只要有停车位,充电都不是问题,不管快慢都不是问题。所谓的350千瓦,只是说临时补电在高速公路补一下,他不需要普遍建,补电也不是说完全没电了,350千瓦、500公里全充出来,就按分钟算,比方5分钟充跑100公里,也可以,一次就充出500公里来没必要。所以我建议的是不是350千瓦,充电电压也没必要搞1000V,但是弄个750V还是需要的。比方说快充弄个150千瓦,我们现在的国标大概是在200千瓦以内都是满足国标的,够了,所以现在我们正在跟各方商讨,我们总体专家组的意见是不希望把350千瓦马上立为国家标准,应该慎重考虑,因为涉及的方方面面很多。

记者:请问欧阳老师,前两天发改委发布了《智能汽车创新发展战略征求意见稿》的公告,您对这个公告怎么看?

欧阳明高:我看了,但是还没看太具体,好像说2020年到10%吧,2025年90%还是100%。这个说的不是无人驾驶,是说的智能化,包括辅助驾驶,这是可以的,没问题的,辅助驾驶很快就普及了,2020年我相信50%应该差不多,因为自动驾驶这件事也算是2017年升温最高的一件事情,2016年还没有什么热,2016年我们讨论重点专项课题时候大家说,这个还不靠谱,2017年一下,为什么突然升温了呢?人工智能上来了,主要是人工智能,人工智能也就是2017年突然横空出世,人工智能进化的太快了,所以对大家冲击特别大。因为人工智能号称是又一次科技与工业革命,所以大家一下把这个预期提高了很多,这是对的。

但是跟刚才说那个固态锂电池一样,不是全无人驾驶,也是一个逐步过渡的过程,一步踏到全无人驾驶,要解决好多问题。至于什么时候全无人驾驶?会有一个拐点,现在还没到,所以现在说的智能化,一般说的是所有级别的智能化都包含,这是正确的,我想应该问题不大。

记者:我第一个问题,关于您说的到2019年整车企业会有一次洗牌,大约是在什么时间?我的第二个问题是问欧阳老师的,我想了解一下咱们新能源汽车现在在寒冷地区的应用情况,或者说现在这个电池过冬技术发展到了什么程度?

陈清泰:我回答第一个问题。我没有明确说2019年,算不了那么准。(笑)

欧阳明高:2019年9月1日(笑)。

陈清泰:但是电动汽车的发展和一般产业的发展也是一个共同的规律,开始的时候国家把它上升到国家战略,大家看到了机会,所以很多企业、很多投资者、很多创新、创业者都跃跃欲试,都想进入,这就是所谓一哄而上,一哄而上我认为就每一个投资者来说要上他是理性的,可怕的就是政府忽悠,忽悠到投资者不理性,这就很糟糕了,但是这个事情是经常发生的。你到我这儿来,什么土地不要钱,税收什么,最后把你给忽悠来,那个就很糟糕。

但是从他们要进入,我认为应该是欢迎的,没有必要大规模的去限制他,也没有必要认为那么可怕,因为很多投资者看到了机会,他要进入,他可能知道他自己要失败,但是他还想试一试,我认为这个试的机会应该给他。在大规模进入之后,慢慢的企业之间的差距就会拉大,有的积累技术,有的品牌效应就开始发挥作用,过一段时间就会出现大浪淘沙的过程。现在我认为就进入这个过程了,就是竞争会越来越激烈,有一些企业会实力会越来越强大,也有一些企业看这个势头很厉害,我干脆退出,把资产或卖、或转让、或并购,或者是采取各种各样的方式逐渐退出,这个过程我相信会产生的,未来不可能这么多企业都生产电动汽车,我认为会经历这么一个过程,再往后就会脱颖而出。所以开始一哄而上或者蜂拥而上、大浪淘沙,最后到某些优强企业脱颖而出,这是在竞争中起来的,表明它是最有竞争力的,至少这些群体当中也是最有竞争力的,也是最有前景的,它跟政府保护的那些企业是不一样的。很多人总提这样的问题,为什么不定几个企业让它最后把资源给他,他不就起来了嘛,这个是脱离实际的。互联网企业曾经有多少,最后就变成了BAT,BAT加上小米,总而言之就是变成很少数的了。过去的彩电有多少家,现在就剩了这么几家了,这是一个过程,我们不能不要过程只想要结果,我想这可能从逻辑上是有一些问题的。

我想过一段时间会有大浪淘沙,会有一部分企业逐渐被逼到墙角,这个时候它会采取各种各样的措施。但是我认为,在这个过程中这些企业都是做了贡献的,因为初始的时候就是试错的过程,试错的过程这个成本等于大家分摊了,虽然他最后可能退出了,但是他在这个过程中是做了贡献的,至少它是证明这个路线是不通的,或者是我这种运营方式是市场不能接受的,它是有了这样的贡献,所以它转过来还可以再去做别的,所以政府在这种过程中应该说和僵尸企业是两回事,在他退出的时候实际上无生无息就走了,可能被并购了或者等等。所以我认为这个过程并不需要过分的担心,值得担心的就是之,政府扶植起来的最后让它死不了,这个是最容易担心的事情。

欧阳明高:这个过程肯定是这样的,肯定会有洗牌。

记者:周期性大概是什么样,二位预估周期性是什么样的?

 欧阳明高:可能2019、2020外资都开始做了,然后市场化上来了,传统企业也都开始做了,外资也都来了,补贴也退下去了,那自然大浪淘沙也就开始了,大概是这么一个过程。

纯电动车过冬,目前的确还是一个问题,一个是低温对电池的影响,第二个就是取暖消耗的功率偏大,现在在研发的技术这些问题应该会逐步得到解决,首先电池怕冷的问题就是电池热管理的问题,以前的电池大家是不怎么放加热的东西,因为加热也是有风险的,技术不是很成熟的时候不能放,因为电池的安全问题就是温度超过一定时候出现的,它必须有很好的安全保障才会增加。所以刚开始出的电池基本上是没有的,现在慢慢的因为加热的技术也越来越好了,这些技术现在新的产品中间都带了,也是老产品的确是没有的。

三元锂离子电池跟磷酸铁锂电池比,它的低温性能要好一些,不像磷酸铁锂变化很大。但是冬天加热是一个问题,不加热车内、只加热座椅电耗还是上来挺厉害的。现在有一个技术很快会出来解决这个问题,就是热泵空调,热泵空调国内已经有一定突破,应该会在今后几年上市,等热泵空调出来之后加热问题也会得到基本解决。不管怎么说,纯电动车永远都会存在能量不是过于充足的问题,所以纯电动车节能可能是永恒主题。