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欧阳明高:中国动力电池大规模走向国际

   日期:2018-12-18     来源:盖世汽车    浏览:2084    评论:0    
新能源汽车发展离不开核心零部件技术的突破,在产销量走高的同时,动力电池、电机控制器、智能驾驶技术等方面都迎来了一定突破。12月16日,在中国电动汽车百人会论坛(2019)媒体吹风会上,中国电动汽车百人会执行副理事长、中国科学院院士欧阳明高结合《“十三五”新能源汽车重点专项》,总结介绍了新能源汽车技术发展现状。


●动力电池:中国企业开始走向国际


根据规划,我国动力电池目标是到2020年能量密度达到300Wh/kg,实现与燃油车的竞争。宁德时代开发的高镍三元正极和硅炭负极电池的比能量已经达到304Wh/kg,产业化明年实现,产品投放市场。在高功率动力电池方面,盟固利开发的高比功率长寿命电池单体技术指标全面优于现有的国内外产品,满足插电式客车的需求。

从全球目前的情况比较来看,中国动力电池在比能量略占优势,循环性能与国外相当。现在中国电池已经大规模走向国际,除了宁德时代、比亚迪,孚能也拿到奔驰的订单,充分说明中国电池在产业化方面具有优势。

●驱动电机:突破控制器核心技术

电机控制器价格贵,核心器件IGBT大多进口,譬如英飞凌公司的产品,今年这一状态得到极大改善,2018年大约40%的IGBT来自中国企业,譬如比亚迪,所以IGBT这一关键核心器件已经被攻克。另外一个,IGBT之后很快要取代IGBT的是碳化硅,碳化硅是一个更先进的做控制器的电力电子芯片,频率可以做到很高、效率可以做到很高、体积可以非常小。体积功率密度可以做到每升100千瓦,比现在要减少大概百分之七八十。中国也开发出了自主的控制器,国内已经有四五个团队在做产业化。

特斯拉Model3使用的控制器就是碳化硅,比亚迪也宣布在2023年将全方位由碳化硅替代,估计在2025年会全方位的由碳化硅取代IGBT,这样做的优势一个是驱动效率会提高几个百分点,第二个体积会降低百分之七八十。

采用碳化硅控制器将可以通过大幅度提高电机的转速实现电机比功率的升高。电机转速做不到太高,因为太高之后控制器开关频率上升,类损耗比较大、电机效率下降。碳化硅具有在高频率时损耗低的优势,从而电机比功率可以大幅度提高。现在国内电机转速达到了15000转每分钟,正在努力实现20000转每分钟。

参照美国能源部2025年目标,电机的功率密度是50千瓦/升,碳化硅控制器是100千瓦/升,100千瓦的电机与控制器合起来3升的体积即可。当然有一个问题,就是匹配高速电机的大速比减速器,这是目前我国需要努力的一个方向。

●整车:电耗与国外相比有差距

传统12米大客车大整备质量约11吨,电动化后由于电池重量增加,整车将近13吨。最近有一个重大突破,整备质量减少到9吨,比原先的13吨减少了4吨重,比柴油客车还轻2吨,这是很重大的技术进步。

还有一个就是冬天取暖问题。尤其是在东北,零下30度限制了纯电动车的销售。现在通过采用热泵空调技术,比如上汽,已经在最新的产品中使用热泵空调,可以将30%的电加热损失降低到只有10%,保障车外零下20度、车内达到20度。

比较国内外纯电动汽车来看,现在国内纯电动续航里程,300公里以上的比例已经达到81%,电池系统的能量密度140Wh/kg已经成为主流产品。但问题就是百公里的电耗还偏高,与国外先进的百公里大概10度多的水平相比还有差距,降低电耗是一个永恒的主题。 
 

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