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欧阳明高:新能源汽车技术发展呈现新趋势

2018-12-25 10:19 来源: 汽车评价研究院

目前,汽车产业加速变革,产业链加速重构,整个产业正在往电动化、智能化、网联化、共享化的方向转型。迎接汽车革命需要跳出汽车产业,重新审视未来的产业发展,需要深度剖析变革对技术和产业的推动作用,评估催生出的新技术、新商业模式和新生态。中国电动汽车百人会论坛(2019)将于2019年1月11日-13日在北京钓鱼台国宾馆召开。在12月16日举办的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欧阳明高深入介绍了我国新能源汽车技术发展的新趋势。

欧阳明高:新能源汽车技术发展呈现新趋势

中国电动汽车百人会论坛(2019)媒体吹风会现场

电池能量密度突破300Wh/kg

在动力电池方面,我国的目标是到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。

从目前的情况看,我国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,孚能也拿到奔驰汽车的订单,充分说明我国产业方面是有优势的。

碳化硅即将取代IGBT

在驱动电机方面,首先是电机控制器,大家知道电机控制器价格贵,核心器件IGBT大多依靠进口,譬如英飞凌公司的产品。但是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,IGBT之后很快要取代它的是碳化硅。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70%-80%。国内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使用的控制器就是利用碳化硅材料,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,第二个体积会降低大约70%-80%。

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,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。

降低电耗是永恒主题

在纯电动汽车进展方面,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。

还有一个就是冬天车内取暖问题。尤其是在东北,零下30度的温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,车内则可以达到20度。

从国内外纯电动汽车发展来看,国内纯电动续航里程300公里以上的车的比例已经达到81%,电池系统的能量密度140Wh/kg已成为主流产品。现在我们的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,我们还要进一步的降低电耗,降低电耗是一个永恒的主题。

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