欧阳明高院士：中国新能源汽车产业瓶颈攻克和拐点深度分析

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欧阳明高院士：中国新能源汽车产业瓶颈攻克和拐点深度分析

近日，在“汽车革命与交通、能源、城市协同发展”为主题的中国电动汽车百人会论坛（2019）上，中国科学院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高重点阐述了 “电动汽车将伴随能源革命同步发展。在2025年之前，锂离子电池和燃料电池都会全方位成熟，电动化拐点来临；同时，新能源发电价格拐点也将到来。”等相关观点。

锂离子电池具有成为动力电池主流技术的潜质和前景,但瓶颈是高比能量动力电池的安全性。从改善电池本身安全性出发，要发展新型的固态电解质电池。中国电池产业虽然暂时取得优势，但国际竞争压力巨大，需要全力追赶固态电池前沿技术。在2025年左右，纯电动汽车性价比会实现大的突破。欧阳明高院士从技术角度就纯电动力、混合动力、燃料电池以及电动化和新能源融合四个方面做一下展望。

锂离子电池是电动汽车最优动力方案

欧阳明高介绍说：“车用角度看，最重要的是体积能量密度而不是重量能量密度，锂离子电池在这个方面是最具优势的，锂离子电池具有成为动力电池主流技术的潜质和前景，但瓶颈是高比能量动力电池的安全性。”

其次，从改善电池本身安全性出发，要发展新型的固态电解质电池。中国电池产业虽然暂时取得优势，但国际竞争压力巨大，需要全力追赶固态电池前沿技术。当前国内也有一些固态电池，但还不是全固态电池，全固态电池大规模商业化估计在2025-2030年以后，才会真正实现。

总体看，电池正极发展方向是减钴到无钴，负极将是加硅，硅的含量将逐步提升，甚至是全硅。电解质要减少有机溶剂，逐步提高锂盐的浓度，但是未来可能要开发全固态电解质。

未来高效电驱动系统的技术变革将会在未来5年发生，即电机驱动系统高速化、高效化、小型化,现在转速能够达到1.8万转/min，未来可能会到2万转/min；电机的体积、重量逐步减少，由于电机材料成本下降，电机成本也会下降。

其次，以碳化硅为代表的新一代高频、高效电力电子将普遍使用,这也将会支撑高速电机的发展，使电机向小型、高效、低成本方向发展。据了解，美国能源部最近提出，面向2025年极具挑战性的目标：电机达到50千瓦/L，电机控制器100千瓦/L。这将对电动车产生革命性的影响。

目前，新一代热泵空调技术已经取得重大突破,并开始产业化推广，现在已经有企业装车，这会降低对气温的敏感性,使冬季低温环境下续驶里程的损失比现在降低2/3，从30%降到10%。

电耗是整车集成技术水平最重要的指标,整车能效优化集成技术的突破，应该说电动车的节能比燃油车更重要，采用法规来管理。

欧阳明高说，跨过拐点之后，“新能源电动汽车就是真正的新能源汽车，”因为电动汽车用的电，大部分是新能源发电产生的。

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电动化和新能源融合发展

“按照能源局的规划，到2030年我国化石能源发电比例将降低至50%，而恰巧新能源汽车的比例在那时也将达到40%-50%。”欧阳明高表示。这意味着电动汽车发展将与中国能源结构转型紧密交织、相辅相成。

欧阳明高认为，光伏发电将成为替代传统化石能源发电的主要方式。未来分布式光伏将与电动汽车储能相结合，新能源汽车消耗的电力也将从火力发电转变为光伏发电，能源系统将参与构建交通系统。电动汽车需要新能源，新能源也需要电动汽车，引起能源结构上的深刻变革。我们必须为电动车规模化之后的能源革命做好准备。

欧阳明高表示，根据中国汽车工程学会的预测，2030年我国新能源汽车保有量将达到0.8-1亿辆的规模。乐观估计，到2025年全国新能源汽车保有量将达到5-8千万的规模。电动汽车庞大的保有量，将促使中国能源结构出现变革。

“四位一体”的新能源系统，如果按照能源局的规划,欧阳明高预估，电动汽车电池每天消耗电量将达到50亿度，加上储能电池用电量，预计2030年两者的日耗电量将达到100亿度以上。预计2030年国内日耗电量140亿度，其中存储在动力电池中的光伏电可以对电网进行反哺，这将是一场深刻的革命，也将带来几万亿到十几万亿的产业。

“从能源供应的角度出发，家家都应该配备电动汽车。晚上在家里充电，白天卖电，赚取差价。车辆总量不会降低，汽车产业GDP不会降低，所以这将是我们未来的出路。”欧阳明高畅想道。

重视插电混动技术攻克发动机难题

欧阳明高认为，根据国内车企的实际水平应该发展插电式混合动力（PHEV）。根据中国乘用车的出行特征，续航超高50公里的纯电PHEV（区别于纯电20公里续航的普锐斯）短途用电、长途用油的技术路线，节油率可以达到80%以上。同时在PHEV混动架构中，欧阳明高判断，中国可能主要是并联和串联两种，混联不会成为主流。

欧阳明高认为，混合动力模式下，并联纯电型相较于串联纯电型（增程式），具有成本和动力优势。国内企业探索低成本的纯电并联式插电混合动力，是具有中国优势的技术路线，可以抗衡国外深度混合动力。并联单电机代替双电机，综合油耗较常规混合动力更大，但在成本上可以跟常规混合动力竞争。

欧阳明高认为，混合动力的核心技术—发动机技术。目前国内用于混合动力发动机效率为35%-37%，国际水平38%-41%，距离内燃机的极限效率：柴油机大概55%，汽油机45-50%，还有很大空间，企业还需要大力创新。主流的增程发动机技术路线仍然是小排量四冲程的汽油机。

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燃料电池5-10年将与锂电池地位相当

燃料电池才是终极汽车节能方案？欧阳明高强调燃料电池将得到大发展，两种路线将并驾齐驱。

欧阳明高引用奔驰公司研究数据表示，当一次能源为天然气的时候，燃料电池效益高于纯电动；而当一次能源为可再生能源的时候，燃料电池效益明显低于纯电动。同时，他还引用现代和丰田数据表达了自己的看法，氢燃料电池系统更适合替代柴油机，锂离子电池系统更适合替代汽油机。氢燃料电池适合用于长途商用车，锂离子电池适用于乘用车。

欧阳明高表示，中国燃料电池路线是燃料电池+动力电池的混合型动力系统。目前在质子交换膜、空压机和氢能技术上存在很多不足。中国氢燃料电池汽车相比于纯电动汽车，产业化进程大约晚十年左右。虽然中国燃料电池产业链目前还很薄弱，但产业化态势全球最佳，已经吸引了全球相关资源的深度参与，预计今后五到十年，有可能达到与目前中国锂离子电池的国际地位相当的水平。