中国科学院欧阳明高院士对新能源汽车的五个展望|「电动汽车百人会」

一、电池技术展望

（一）现状

自2008年锂离子动力电池大规模应用于电动汽车已经10年，实际装车产品的能量密度提高了2.5倍，实现了蓄电池领域百年来革命性的突破。2020年我们的目标是300瓦时/公斤，这是全球的共同目标，而中国也已经完全做好了准备。

（二）挑战

我们认为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。随着高镍的应用，电池的热稳定性将会变差，未来安全性风险会更大，所以必须采取手段来预防安全性问题。

（三）出路

首先，可以从电池系统的热机电设计与控制设计来防止诱发和蔓延，即便单体出现热失控也不会发生事故。

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，全固态电池大规模商业化估计在2025-2030年才会真正实现。

（四）展望

根据国内外的形势，“十三五”新能源汽车总体专家组提出了路线图的展望。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，但是全固态电解质目前还有很多技术瓶颈需要克服，需要逐步开展。

二、纯电动车节能技术展望

目前纯电动车续驶里程已经从150公里提高到普遍300公里以上，但是用户的抱怨并没有减少，因为驾驶员实际使用中的续驶里程低于期望值。靠增大电池装载量来增加续驶里程不是根本出路，未来的主流技术路线是提高电动汽车能效（电机、热管理）和充电便利性。

（一）节能型电机

首先，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。

（二）整车热管理

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，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%。

第二是整车能效优化集成技术的突破，可以说电耗是整车集成技术水平最重要的指标，电动车的节能比燃油车更重要，应该采用法规来管理。

（三）充电便利性提升

一是充电体系的建设，二是快充技术的突破，未来将是慢充和快充的结合。

交流慢充（7-22kw）：中国使用的是220伏的电压，非常适合小功率慢充。应该尽量使家用车都配置慢充桩，这将成为主体的供电模式（占比80%以上），未来成为能源互联网的终端节点。

快充补电（120-350kw）：10-15分钟的快速充电是必备的，但快充的定位是应急，不是主体充电的模式，快充占比大概承担15-20%。

预计今后5-7年，与储能结合，安全可靠的新一代快充技术将会出现，创新空间很大。

（四）电动化路线展望

面向未来，我们对电动汽车市场化路线图可以做一个简单的展望。国内外研究显示，2025年电池系统的价格将会达到100美元/千瓦时左右，其实我国的磷酸铁锂会提前达到。基于全生命周期的成本，计算燃油汽车的价格和全生命周期的费用，燃油车和电动汽车将会持平，另外最严格的排放法规即将实施，燃油机的成本将会上升，拐点即将到来。我们认为在2025年左右，纯电动汽车性价比会实现大的突破。

三、混合动力技术展望

（一）混动技术路线解析

首先是常规混合动力，即不可充电的混合动力，日本的丰田、本田、日产分别开发了具有代表性的深混技术。去年以来，日产串联式的E-power的销量和油耗可以跟普瑞斯等功率分流型产品相媲美，这说明未来混合动力车型不一定要走功率分流的路线，对中国企业来讲串联混动相对简单。

另外就是可以外接充电的混合动力，我们叫插电式混合动力，纯电型混合动力既可以串联、并联，也可以混联。

根据中国对的增程式定义，实际上是串联的纯电型插电混合动力，是纯电插电混合动力中的一类。未来在中国市场可能主要是并联和串联两种，混联不会成为主流。

（二）如何实施混合动力技术路线

一是从燃油车升级转换后的节能汽车路线，常规混合动力到插电式混合动力。二是从纯电动汽车转换的混合动力路线，纯电动到增程式和纯电型插电混合动力。中国混合动力技术的特色和优势仍然是纯电驱动，当然纯电驱动包括纯电动，但不等于纯电动。

（三）混合动力发动机技术目标

目前国内用于混合动力发动机效率为35%-37%，国际水平为38%-41%，距离内燃机的极限效率：柴油机大概55%，汽油机45-50%，还有很大下降空间，还需要大力创新。

四、燃料电池展望

（一）燃料电池首先的效益定位

纯电动和燃料电池相比，当一次能源为天然气的时候，燃料电池效率高于纯电动，当一次能源为可再生能源的时候，燃料电池效率低于纯电动很多。另外只有基于可再生能源，才能实现近零碳排放。

（二）燃料电池和纯电动的成本平衡点

韩国现代分析燃料和纯电动乘用车的成本平衡点大概是续驶里程为500公里左右，商用车100公里左右。国内外的研究表明，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。从应用定位来看，燃料电池系统是卡车和公路客车的长途运载工具的最佳选择。从2009年到2018年，纯电动汽车的适合里程范围虽然扩大了，但燃料电池车型仍然定位在长途的商用车领域。

中国特色的技术路线是燃料电池、动力电池、混合型动力系统，中国开创了这条技术路线。

燃料电池是国际的主流技术路线，中国燃料电池商业化已经开始，经过多年的示范，我们2017年底累计运行千辆，2018年年产超过1500辆，全国投入运营的加氢站达到12座，另外也有在建的。我们相信在中国的北方寒冷地区，燃料电池也具有竞争力。

（三）燃料电池面临挑战

在燃料电池发动机层面主要是膜电机和空压机。另外氢能技术，尤其是车载储氢技术，比如说储氢的能量密度仍然是不高的。刚才我们看到锂离子电池的体积能量密度可以达到每升800瓦时，系统只能达到每升600瓦时，氢系统70兆帕的是每升800瓦时，必须发展新一代的每升1200千瓦时的高能量、低成本储氢系统。我们预计在2025年到2030年会有新一代的氢能技术的出现。

（四）燃料电池汽车节点目标

根据中国和全球氢能燃料电池技术的发展进程，我认为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。

五、电动化与新能源融合发展的展望

（一）电动车、新能源、人工智能三大革命

我们目前叫电动车革命，即将发生的是新能源革命和人工智能革命。

在整车智能化方面，我们更多是在谈驾驶智能化，共享出行，其实还有能源的智能化，能源互联网和车网的共享。如果从驾驶共享的角度看，车辆总数会降低，但是从能源共享的角度，家家都应该有电动汽车，在家里晚上充电、白天卖电，来赚取差价，这样所有车辆的总量不会降低，汽车产业的GDP也不会降低，所以这将是我们未来的出路。

（二）动力电动化之后的能源革命

电动车革命发展迅猛，中国首次在全球率先导入高科技领域，增长非常好。现在从孕育期、导入期进入成长期，还会到最后的高速成长期，我们认为在2020年之后，尤其是2025年之后，将会是突飞猛进的过程。根据中国汽车工程学会的预测，2030年是八千万到一亿辆，大家共同认为所有的销量指标都会提前到达，也就是说2025年，新能源车保有量就会达到五千万到八千万，这是极有可能的，我们必须提前做好准备，为能源革命做好准备。

（三）发挥光伏产业优势

光伏技术是中国的优势产业，分布式光伏引领发展。我们预计分布式光伏与电动汽车分布式储能的组合能源系统将构建未来能源交通信息，我们必须为电动车规模化之后的能源革命做好准备。分布式光伏、储能动力电池、氢燃料电池及电动汽车相互需要，形成“四位一体”的新能源系统。按照能源局的规划，2030年非化石能源发电比例为50%，新能源也是50%，电动汽车上的电池将是50亿度，再加上储能电池（比如50亿度），可以达到100亿度以上，中国每天消费的电也就是140亿度，电池电量就可以供应中国用电。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。

（四）转折点和三个阶段

总之，面向2025年，我们展望电动化技术将会全方位的成熟，不管是锂离子电池还是燃料电池都会全方位成熟。新能源、可再生能源也是价格性价比的拐点，电动车也是性价比的拐点，两个拐点都会在2020年到2025年之间实现。这两个是天然的绝配组合，智能化也会突飞猛进，所以2025年左右是全方位突破的关键转折点。