2018年,我國新能源汽車行業繼續保持高速發展。中國汽車工業協會數據顯示,2018年,新能源汽車產銷分別完成127萬輛和125.6萬輛,同比分別增長59.9%和61.7%。產銷量高速增長的背后,我國新能源汽車技術究竟取得了哪些進展?
《節能與新能源汽車技術路線圖》發布以來,對推動行業技術進步和支撐產業健康發展起到了重要的引領和支撐作用,眾多企業依托技術路線圖編制了企業發展規劃及技術路線,部分領先企業已逐步達成技術路線圖2020年設置的階段性目標。面向2020年技術目標,部分領域技術目標仍存在一定挑戰。
產業化技術成熟
推廣應用規模擴大加速產業化技術成熟。截至2018年1-10月,我國新能源汽車保有量超過200萬輛,在全球新能源汽車保有量中占比達到48%。不斷擴大的應用規模,加速了新能源汽車產業化技術的成熟。
產業化技術成熟助推全球汽車產業電動化轉型。全球主要汽車企業發布了電動化轉型戰略并加大電動化研發布局。我國完全成熟的純電驅動產業化技術,基本具備的市場化條件,以及巨大市場規模,推動全球汽車產業電動化轉型加速。
研發體系完善助力技術迭代升級加速。在傳統燃料汽車研發體系的基礎上,快速搭建了新能源汽車的研發體系。在研發體系的助力下,產品研發效率提升、知識沉淀、技術集聚、資產積累、流程規范,研發能力穩步提升,推動產業化技術的迭代升級加速。
智能化與電動化的融合加速。純電驅動為人工智能與互聯網技術的加速應用提供了絕佳的平臺,智能化配置逐步增多,整車產品科技感日益增強,并成為吸引消費者購買的亮點,促進了產品的推進和普及,加速了智能化與電動化融合。
布局燃料電池產業
我國氫燃料電池汽車產量超千輛,多地開展示范運行。燃料電池產業布局有所提升,國外零部件啟動國產化。電電混合動力系統技術,適合燃料電池技術特點,也適應我國技術和產業特點。多個城市發布氫燃料電池汽車規劃,推動區域氫能一體化發展。
乘用車啟動技術示范驗證。上汽推出乘用車產品榮威950。通過該款產品研發和初步產業化,自主掌握了燃料電池動力系統、整車集成的關鍵技術,拉動形成了氫燃料電池汽車產業鏈雛形。
我國燃料電池商用車加速商業化,宇通、福田、中通等已經開發了多款燃料電池客車,并啟動了千輛級的示范運行。
除上汽外,一汽、東風、長城等多家企業紛紛開始燃料電池乘用車領域的產品布局。燃料電池商用車與2015年相比,續駛里程、燃料經濟性、壽命等有所提升,成本還有較大差距。
國外氫燃料乘用車動力系統功率均在100 kW以上,作為主要動力源,匹配動力電池能量在1kWh左右;車載儲氫系統多采用70 MPa。國內僅有上汽推出一款乘用車產品榮威950。燃料電池電堆額定功率達到43 kW,比功率達到2 kW/L,系統質量比功率達到500 W/kg,壽命達到5000 h,實現-20℃的低溫存儲和啟動;儲氫系統采用70 MPa 碳纖維纏繞鋁內膽儲氫瓶,質量儲氫比達到3.5%,體積儲氫密度達到25 g/L。
氫燃料商用車方面,國外已有覆蓋輕型、中型、重型等各級別的商用客車和貨車開展示范運行。國內商用車的燃料電池商用車已從客車領域擴展至貨車領域。
上汽大通燃料電池輕客車FCV80正式上市,并已陸續交付100臺進行商業化運行。宇通客車、福田客車共有超過70輛公交車運行;東風物流車也已啟動上路示范運行。
氫燃料商用車整車技術方面,國內在續駛里程、燃料經濟性、壽命等大部分技術指標已達到國外先進水平。在燃料電池動力系統技術上,2018年,國內燃料電池發動機的額定功率可達到60kW,系統最高效率可達53%,冷啟動溫度達到-20 ℃,壽命預期可達到10000小時。
高比能電池是熱點
動力電池方面,我國已開發的基于高鎳三元正極(NCM或NCA,鎳含量≥0.8)、石墨+Si/C混合負極的高比能量鋰離子電池是當前動力電池發展的熱點。實驗室開發出比能量300Wh/kg的軟包鋰離子電池單體。
開發出新一代高比功率長壽命快充電池單體,可實現6C快充,循環壽命達到3000@95%。研制出高比能量新型鋰離子電池(400Wh/kg)、鋰硫電池(500Wh/kg)和鋰空氣電池樣品(700Wh/kg)。然而,對于300Wh/kg鋰離子動力電池,由于采用熱不穩定的高鎳三元材料為正極,電池的安全性問題更突出。
對標技術路線圖2020年目標,EV用動力電池比能量和循環壽命距2020年路線圖目標還有較大差距;PHEV用動力電池的技術指標基本達到了2020年路線圖目標,部分電池企業的PHEV用動力電池的性能已經超過了2020年路線圖目標,PHEV用動力電池的價格需要進一步下降。