中科院院士:中国有两亿五千万辆车,6亿吨石油7成靠进口!怎么办?(最强科普)
2019年,有人用“一片寒冬”,也有人用“一个拐点”,来形容新能源汽车行业行进的走向。3月26日,中央四部委发布的《关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,犹如给迅猛发展的新能源汽车产业注入了一副“清醒剂”。
纯电动乘用车补贴额度比2018年减少一半,近乎“断崖式”的补贴退坡,超出了市场的普遍预期,新能源汽车的销量应声而落。中国汽车工业协会数据显示,2019年9月,新能源汽车销售完成8万辆,比上年同期下降34.2%。
目前,新能源汽车制造成本依然偏高,续驶里程并不尽如人意,充电还不方便,电池故障时有发生,价格焦虑、里程焦虑、安全焦虑仍然是困扰消费者的现实问题。这些短板不解决,即使有环保、节能、高科技等概念,新能源汽车也很难真正普及。
实际上,新能源汽车产业的发展,已经从政策驱动转向市场驱动,此次补贴政策的调整,除了降低直接补贴,还提高了获得补贴的技术门槛,其中有何深意?面对激烈而又残酷的技术与市场竞争,车企该如何抉择?当前面临的最为关键的技术瓶颈又该如何突破?
站在产业发展的十字路口,决策杂志(ID:juecezazhi)特分享中国科学院院士,新能源动力系统与电动汽车专家欧阳明高的演讲,为您深度解读《补贴退坡,新能源汽车的未来在哪里?》
嘉宾简介
欧阳明高,中国科学院院士,新能源动力系统与电动汽车专家。他曾经“十年磨一剑”,带领团队成功研制出首个具有自主核心关键技术和自主知识产权的国产电控柴油机。2000年开始,他投身新能源汽车研究,牵头承担了北京奥运《燃料电池客车》研发与示范项目,成功实现氢燃料电池动力系统商业化;2010年以来他创立清华电池安全实验室,研发了锂离子电池安全控制成套技术,他连续在三个五年计划中,担任国家新能源汽车科技研发首席专家,参与领导了我国新能源汽车的战略规划、科技研发、国际合作、示范考核和产业化推进的全过程,为我国新能源汽车跻身世界先进行列拼搏奋斗并做出了突出贡献。
(以下为嘉宾演讲主要内容)
中国为什么要选择新能源汽车呢?我们先要认识一下,什么是新能源汽车?
01
发展新能源汽车势在必行
第二种,我们现在开的新能源汽车大多数都是纯电动汽车,其实纯电动汽车出现就更早,在1834年就有。刚开始纯电动汽车它是铅酸电池的,铅酸电池续驶里程不高,重量也很重。到了后来,我们就发展了镍氢电池的纯电动汽车,但仍然不能满足要求。直到1992年发明了锂离子电池,到了2007年、2008年,市场上最先出现了装用锂离子电池的纯电动汽车,这才真正进入了市场。
电池比能量的提升,无疑需要一个过程,它涉及到材料、成本、安全等诸多问题,如果控制不好,还有可能引发自燃、爆炸等安全事故,目前,这也是各大车企技术竞争的一个焦点,也是未来能否在激烈而残酷的市场竞争中脱颖而出的一大关键。目前,新能源汽车技术已经发展到什么程度?还存在哪些技术瓶颈?如何有效解决消费者的“里程焦虑”“安全焦虑”和“成本焦虑”?
02
如何破解电动汽车里程焦虑?
刚开始推广电动汽车的时候,甚至有些科学家觉得电动汽车取代燃油车,永远都不可能实现。因为按照汽油的比能量跟电池的比能量来比,在十年前大概要差一百多倍,但现在只差50倍了。50倍还是很高,但是我们不能只看这一点,我们还要看100公里的电动车耗多少能量,燃油车耗多少能量。我们的电动汽车百公里耗15度电,同样的里程数,燃油车在城里开需要消耗8升油,8升油就是72度电。这样一来,电动汽车使用的能量只是燃油车的五分之一。虽然之前汽油的比能量跟电池的比能量来比是50倍,但是电动汽车使用的能量只是燃油车的5倍,所以现在只差10倍。10倍是什么意思呢?比方说一个油箱,燃油车装60升油最多也就是六、七十公斤,同样的续驶里程,根据电池性能高低的不同,电动汽车走500公里所需要的电池重量就要300公斤到500公斤。就算300公斤,还是比燃油车多两百几十公斤。但是电动汽车的电机很轻,燃油车的内燃机、变速器、排气管后处理,再加上前面的水箱、风扇,比电动汽车的要重200公斤左右。所以最后总的看起来,两种车其实重量差别并不是很大。随着电池比能量的进一步提高,对于续驶里程四、五百公里而言,两种车可以做到重量基本相当。
第二,通过降低整车的电耗来提升续驶里程。现在100公里耗电15度,那是否能降到13度、12度?国际上有一款电动汽车,也算是家用轿车,它百公里10度电,这样一来,同样的电池你可以跑得更远,续驶里程不就增加了吗?现在其实大家觉得续驶里程不够,我们叫“里程焦虑”。
“里程焦虑”是什么原因呢?大多是充电不方便,所以我们还需要把充电变得更方便,通过增加充电设备来解决“里程焦虑”。现在中国大概有一百万多个充电桩或者充电站,私人的大概60万个,公共的大概40多万个。什么方式是最好呢?就是只要你买一个电动汽车,你就应该有一个自己的充电方式,平时最好的充电方式就是在家里或者单位慢充,用自己单独的充电桩。如果你要跑长途应急的时候,你可以快充,充十分钟,不一定要充满。我们不按照电池的电量来看,而是说充十分钟能跑100公里还是200公里。所以这样一来,如果能够构成一个体系,那大家的“里程焦虑”就不复存在了。
续驶里程基本上每年都要提升50公里以上,比如前年我买的车续驶里程是300多公里,去年续驶里程达到400多公里,已经很多了,今年续驶里程已经提高到500公里了。但是我不认为续驶里程都要达到500公里或者更长的距离,电动汽车需要有合理的续驶里程。比方说那种特别小的车,续驶里程150公里 、200公里也很好,因为它车很小。再比如说,我们家用轿车的续驶里程是400公里,这也挺合理的。当然,如果是B级车,中高端车500公里的续驶里程还是要的。所以在这方面,它是要有一个合理的里程范围,并不是越长越好。
03
如何破解电动汽车安全焦虑?
电池安全主要的核心是电池的热失控,一个电池热失控之后,会影响着周围电池。因为一辆车上有很多电池,不像我们手机只是一块电池,例如特斯拉汽车上有8000多块电池。一块电池热失控并不可怕,关键的问题是这8000多块电池要是都热失控,这就是事故了。
当温度上升到一定的时候,电池会引发电池放热的副反应,放热副反应会进一步提升温度,又会引发新的放热反应,温度就不断地上升。这种链式的反应最终会失控,温度上升的速率可以达到每秒钟1000度,电池就会引起剧烈放热,这种放热会在整个电池系统中蔓延,引发所有的单体电池热失控。一旦全方位热失控,喷出气体来之后,跟氧结合就会燃烧,这就是我们电池热安全事故的一个基本过程。
目前有两种办法来解决它。第一种是用系统控制的方式来把电池出现事故之后产生的后果抑制住,比如可以完全防止像燃烧这样的事故出现。个别电池发热百分之百避免不太可能,但是不会让它蔓延继续造成剧烈的事故,这个技术还是可以做到的,只是现在我们的研发工程化还需要一个过程。另外一个方面就是解决最开始出现发热的那些电池,也就是把现在液态的、可燃的电解液变成固态的、无机的、不可燃的电解质。
电动汽车的寿命、安全等等问题跟我们如何去使用有很大关系。比如说充电,我们不主张经常去快充,而且用快充的方式把电池充满。这样做首先对电池寿命不好,因为你充得太快,锂离子嵌入负极的时候一堆锂离子过来,它进去的时候,大家拥堵在这门口了,进不去了,进不去了它会还原跟电子结合,形成锂金属,这个锂金属会长成枝晶,像树枝一样,把正负极中间隔开的,那层隔膜就会被刺破,刺破正负极就会短路,就会造成事故。即使它不会这么严重,也会使寿命缩短,所以我们不太主张越快越好的充电方法。因为越快越好充电的功率没有问题,但是电池不一定能受得了,所以即使要快充,也要选择电池最合适的区域快充,而不能从头到尾,一直充满,全是快充。另外,当你在开车的时候,不要每次都是汽车发出充电警告了,但你还不充,电量很低了还不充,这样放电放得过空的时候也会出现问题,因为一加速电池的动态特性产生极化,很容易就到达截止电压,这样后面就会比较危险了。
现在虽然出了一些有关新能源汽车安全的问题,但是从统计数据来看,新能源汽车出现事故的概率大概是万分之0.9,而传统燃油车自燃的概率是万分之三。
我们也要理性对待目前的安全事故,不要有这方面的焦虑,这也是目前电动汽车在政府退出补贴之后技术竞争的焦点。安全既是我们电动汽车发展的生命线,也是电动汽车市场竞争的关键,也是最能体现技术亮点的地方,就看哪个企业能做好,做不好的就要被淘汰,做得好的品牌就上升,市场竞争中间技术会不断地完善。
我们新能源汽车的资质已经放开,我们是对全球的汽车厂开放的,大家都来市场竞争。以前因为有国家补贴,大家好像还都能做得下去,但是目前补贴退出之后,就出现激烈的市场竞争,优胜劣汰。这样的话,如果你做不好,不安全你就会被淘汰,那些好的就会越做越大,越做越强。
04
如何破解电动汽车成本焦虑?
所以大家会有各种各样的质疑,也会有各种各样的疑惑和彷徨。但是经过了能源低碳化和交通智能化两大技术革命,我们新能源汽车在2035年一定会迎来新的时代。2025年会是新能源智能化电动汽车的一个里程碑,就是全方位的性价比突破;2035年,新能源智能化电动汽车会基本进入成熟阶段。所以我们一定要坚定信心往前走,新能源汽车的未来一片光明!
-- END --来源:“中国经济大讲堂”(ID:cctvzgjjdjt)编辑:胡心玥 / 审稿:王运宝转载请注明来源
大家都在读