欧阳明高：新能源汽车技术发展年度总结

12月16日，在中国电动汽车百人会论坛媒体吹风会上,中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高院士结合《“十三五”新能源汽车重点专项》年度总结，介绍了有关今年新能源汽车技术的发展情况。

动力电池：2020年能量密度达300Wh/kg

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，全球比较，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。

驱动电机：碳化硅取代IGBT

驱动电机方面，首先是电机控制器，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。这块我们国内也开发出自主的控制器，国内的产业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，这样做的第一个优势是驱动效率会提高几个百分点，第二个优势是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。

纯电动汽车新进展与存在的问题

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。

另外，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，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。现在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。

燃料电池的战略性技术地位

燃料电池汽车方面，今年燃料电池几乎每个月都有论坛，非常热门。一方面是克强总理访问日本丰田之后，丰田做了个宣传，舆论导向非常有效，同时，大家也认识到了燃料电池的战略性技术地位。燃料电池的战略性不仅仅体现汽车上，燃料电池作为氢能燃料电池的整体，是能源革命的前沿技术，不仅是用在汽车上，更多的可能要用在商用车、火车、轮船、军舰、发电等各个方面。

另外，集中式可再生能源要把能量储存起来，最好的方式是把它变成氢气，再通过天然气管道运走，这也是它的战略意义。

从车载的角度来看，燃料电池一个核心的问题、永恒的主题就是降低铂载量。

燃油车也用催化剂，比如国4排放、国5排放、国6排放，催化剂用量大概为0.1克/千瓦，这是燃油车的最高标准用的铂的载体，所以这也是燃料电池的目标。美国能源部的目标是每千瓦0.1克。已经在做产品的丰田燃料电池系统是每千瓦0.2克，国内现在做的燃料电池大概也在这个水平。

中国燃料电池的核心是产业链不够健全，一个方面是要自主研发，另外一个方面就是要把全球的产业链吸引到中国来。现在凡是跟电动汽车相关的这些零部件都到了中国。

所以，现在关键是要把产业链建起来，产业链建起来需要大企业的进入。一汽集团、东风集团已经开始在燃料电池方面发力，从投入情况来看，他们已经认识到了燃料电池的重要性。

总的来看，我国的燃料电池跟国外还是有一些差距的。在技术方面有差距，例如催化剂。催化剂上面是有膜、有碳纸，催化剂的膜和碳纸合起来是膜电极。中国现在有催化剂，但是跟国外还是有一些差距，国产占有率大概百分之三四十，还有一部分是从国外来的。膜只有山东东岳一家，催化剂也只有几家，所以膜电极还是需要进一步突破的。另外，在发动机层次上，我国的高转速空压机，还需要进一步来降低成本。储氢瓶也要大幅度降低成本，储氢瓶目前成本仍旧偏高。

插电式混合动力有优势

混合动力方面，中国有优势的是插电式混合动力，插电混合动力的纯电里程在50公里以上，将来要达到70公里，最后要达到90公里。因为中国的车一般都是在城里开，有了50—70公里的纯电动，油的用量就很少了，这样可以省80%的油。

 另外，在成本方面，省了80%的油也相当于节省了部分成本。但是，如果整车动力系统的成本比它高很多也是不行的。现在中国有一个新的技术，就是不用双电机，只用一个电机，并联混合动力。国外的混合动力都是两个电机，像普锐斯就是双电极，我们用一个电机一个控制器。另外，我们现在插电混合动力单离合即可满足要求，与国外的双电机双离合器系统相比节省八九千元成本，节省下来的成本可以增加10度容量的电池，达到与国外先进混合动力成本相当的水平。

智能化技术理性回归

最后一个方面是关于智能化。智能化是新能源汽车的一个关键且非常热门的技术。但是，在升温的过程中出现了一些回调，所以智能化技术正经历一个理性回归的过程。这也符合新技术出现的规律，开始起来泡沫很大，泡沫冲上去一般就会过度，过度之后会再回调，回调可能又会过度，之后可能又会上行，经两三次调整才会到达正常的发展状态。互联网当初也是如此，刚开始说互联网泡沫，结果最后互联网发展起来了，这是一个过程。三起三落，电动车也一样，任何新技术都要经历这个过程，智能化、人工智能也不能例外。技术发展的规律就是如此，智能化现在就正处于快要理性回归的阶段。

国产辅助驾驶系统已经开始量产，主要是恒润科技，总销量已经到5万台以上。另外核心技术就是激光雷达，激光雷达是最核心、也是成本最高的一个技术。

未来，我们还需要进一步提高的主要是以下几个方面。纯电动车的电耗要进一步下降，混合动力的发动机能效要进一步提高，燃料电池的深层次核心器件，包括膜电极、空压机、氢瓶还需要进一步突破，动力电池的安全性也要继续突破。随着比能量的提高，我们需要更加先进的安全技术加以保障。

最近，国内在固态电池方面也有一些进展，虽然是一些初步的结果，但也显示出来我们这方面正在向前推进。另外，一体化电驱动系统的减速器，高减速比的减速器也是我们需要不断向前推进的。智能化所需要的核心芯片，尤其是计算芯片，还需要再进一步突破。

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