中國儲能網(wǎng)訊：9月23日，清華大學教授、博士生導師，清華大學汽車研究所所長、汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室副主任陳全世先生在“2016中國新能源汽車動力電池產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展高峰論壇暨車企與動力電池企業(yè)技術交流會”（以下簡稱“動力電池交流會”）發(fā)表了題為“我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策驅(qū)動及前景展望”的演講。
在上篇中，電動汽車資源網(wǎng)整理了陳全世關于我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策的分析解讀，下篇主要是關于新能源汽車的發(fā)展瓶頸與技術創(chuàng)新和新能源汽車產(chǎn)業(yè)領域的創(chuàng)新熱點的探討。
三、新能源汽車的發(fā)展瓶頸與技術創(chuàng)新
1、新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的問題和挑戰(zhàn)
2016年預計新能源商用車的銷量將較2015年有輕微增長，如果國家補貼調(diào)整和地方補貼大幅度減少(地方力不足)，銷量不排除出現(xiàn)下降的局面。尤其是是6-8米的純電動客車和以物流車為代表的專用車，相關的政策的影響較大。
2014-2015年動力電池企業(yè)新增產(chǎn)能主要集中在磷酸鐵鋰領域，主要應用于商用車。2016年隨著各家產(chǎn)能集中釋放，將導致磷酸鐵鋰電池在下半年出現(xiàn)全行業(yè)過剩。一些沒有技術儲備，研發(fā)實力弱的磷酸鐵鋰電池企業(yè)，將面臨很大的風險！
2015年三元電芯在乘用車中的市場份額大幅增長，據(jù)統(tǒng)計已超過30%，總量在1-2GWh。2016年，在中央補貼和地方補貼的雙重刺激，以及各地對新能源乘用車實行不搖號不限行的優(yōu)惠政策，新能源乘用車市場將必將保持高速增長。乘用車將全面轉(zhuǎn)向三元電芯，加上部分混合動力商用車和純電動商用車采用三元電芯，預計市場總需求將超過5GWh。三元電芯，尤其是高比能量、高可靠性、高安全性、高一致性的三元電芯將會暢銷。
2、 新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展中的問題和挑戰(zhàn)
從新能源汽車產(chǎn)業(yè)全生命周期的產(chǎn)業(yè)鏈，即生產(chǎn)、銷售、運行、售后服務、回收再利用等延伸下去，將是另一個非常龐大的市場。2014年以來，有大量的運營公司誕生，在運營環(huán)節(jié)做非常多的有益嘗試，并產(chǎn)生了許多新的商業(yè)模式，如微公交，分時租賃，專車等，拓展了新能源汽車的市場應用，加快了普及速度。有力推動了前端制造企業(yè)的發(fā)展。
隨著越來越多的電動汽車上路運行，以及一些產(chǎn)品本身的不成熟和用戶對于車輛的濫用等，產(chǎn)品的質(zhì)量瑕疵，尤其是，安全性、可靠性、維修保養(yǎng)的專業(yè)性等，后端市場對于售后服務和回收利用的需求日益強烈。
由于電動汽車的特殊性，尤其是，動力電池系統(tǒng)非常復雜，安全風險高，一般意義上的4S店和維修店是不能承擔電動汽車，尤其是動力電池系統(tǒng)的維護、保養(yǎng)和安全性能檢測保障工作的。如何以創(chuàng)新的思維、市場化的運作模式破解這個棘手的問題，關系到新能源汽車產(chǎn)業(yè)的命運。
如何破解新能源汽車全產(chǎn)業(yè)鏈的健康發(fā)展這個難題，許多地方的政府、專家和企業(yè)家進行了具有創(chuàng)新性、前瞻性、市場化運作模式的有益嘗試，并在取得部分地方政府的支持、協(xié)調(diào)和志同道合的一些企業(yè)的協(xié)同下，成立了以骨干企業(yè)為龍頭的新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈。把制造企業(yè)、材料、零部件生產(chǎn)企業(yè)、整車生產(chǎn)、市場應用、融資租賃、保姆式、全生命周期服務等一體化的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，試圖破解這個困局。
3、鋰離子動力電池研發(fā)進展
在2016中國電動汽車百人會上國家工信部裝備司張相木司長關于鋰離子電池的講話：組織實施鋰電池升級工程。為充分挖掘鋰離子動力電池發(fā)展?jié)摿涂臻g，突破關鍵材料和關鍵技術，進一步提升動力蓄電池產(chǎn)品性能、質(zhì)量和安全性，我們考慮推動實施鋰電池升級工程，發(fā)揮行業(yè)協(xié)同創(chuàng)新平臺的作用，組織上下游優(yōu)勢資源，大幅度提升蓄電池產(chǎn)品性能和安全性。2020年實現(xiàn)比能量 300 Wh /kg 的電池單體和250Wh/kg 的電池系統(tǒng)。
這是考慮新一代鋰電池產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化和整車的應用。同時，還將著眼于電池未來技術的發(fā)展。按照生產(chǎn)一代、研發(fā)一代、布局一代的思路，加強新體系動力蓄電池的研究，建立形成可持續(xù)發(fā)展的技術支撐體系。
關于電池安全的問題，目前媒體反映較多的三元鋰問題。鋰離子電池，本身包括磷酸鐵鋰、三元鋰、碳酸鋰、鎳酸鋰等多種類型，我們鼓勵多種技術路線共同發(fā)展，三元鋰電池比能量高，循環(huán)性能好，是未來鋰電池一個重要的發(fā)展方向，但是在這個領域我國起步晚，用于客車的安全性開發(fā)和驗證還不夠，我們正在考慮進一步提高新能源汽車產(chǎn)品安全技術門檻，組織開展對三元鋰電池客車等車型在現(xiàn)行安全標準體系下的風險評估。在評估完成前，暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應用推薦車型目錄。
4、新能源汽車安全隱患問題
針對去年頻繁發(fā)生的起火事故，2015年8月6日，工信部發(fā)布《關于開展節(jié)能與新能源汽車推廣應用安全隱患排查治理工作的通知》，通知顯示，近期個別地區(qū)出現(xiàn)純電動客車、混合動力客車自燃事故。為吸取教訓，預防類似事故再次發(fā)生，在各節(jié)能與新能源汽車推廣應用城市、節(jié)能與新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)開展安全隱患排查治理工作。通知要求，各示范城市要對自2009年以來推廣應用的節(jié)能汽車、新能源汽車，對充電基礎設施，對公共領域推廣應用的節(jié)能汽車、新能源汽車，對節(jié)能汽車、新能源汽車停放及電池箱的存放場地及配套管理措施進行調(diào)查。
誰來做？工信部的《通知》中提出：各節(jié)能與新能源汽車推廣應用城市、節(jié)能與新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)開展安全隱患排查治理工作。
新能源汽車的檢測評估：
執(zhí)行中的問題：按照什么樣的標準或者操作規(guī)范進行？時間節(jié)點如何確定？誰來監(jiān)督和檢查？目前進行的怎么樣了？這些可能并沒有落實在行動上。
建議和行動：
1.制定檢測標準、規(guī)范或者統(tǒng)稱技術文件：采取從上到下與從下到上相結合的方法：即由國家新能源汽車推廣應用管理部門：工信部和科技部牽頭，組織專家及國家汽車標準化委員會電動汽車分委會等部門，編制相關技術文件；或者由新能源汽車的主要生產(chǎn)廠商—即行業(yè)龍頭企業(yè)牽頭組織業(yè)內(nèi)專家、學者編寫。目前建議以出廠安全檢查規(guī)范為基礎進行改編。
2.購置必要的檢測設備：主要是動力電源系統(tǒng)（高壓電系統(tǒng)）的檢測設備。
3.組織和培訓專業(yè)技術人員：對于從事動力電源系統(tǒng)的技術人員要具備從事高電壓工作的資質(zhì)和必要的安全操作培訓。
四、 新能源汽車產(chǎn)業(yè)領域的創(chuàng)新熱點
1、未來汽車生活將會有什么變革？
國際著名科技領域的戰(zhàn)略分析師--比尼迪克森?艾文的分析和預測：在未來的幾十年中，我們已經(jīng)非常熟悉的汽車將會迎來天翻地覆的變化。首先，電力將會成為汽車驅(qū)動的主要方式；其次，汽車上將會使用更多的電控系統(tǒng)，這意味著我們平日所使用的交通工具將會擁有更多的功能。
（1） 從燃油內(nèi)燃機向電力驅(qū)動的轉(zhuǎn)變，會大大減少汽車內(nèi)部機械部件的復雜性。
（2） 分享經(jīng)濟--按需租車或?qū)⒏淖冧N售和汽車配置。
（3） 自動無人駕駛汽車將普及。
（4） 汽車功能會像智能手機那樣升級、進化。
汽車制造將轉(zhuǎn)向綠色智能、網(wǎng)絡制造與服務，汽車產(chǎn)品將轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色智慧的網(wǎng)聯(lián)汽車。將從工廠化、規(guī)?；?、自動化的生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)向數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化為支撐的個性化、定制式的全球網(wǎng)絡智能制造服務方式。設計制造、營銷服務網(wǎng)絡的協(xié)同創(chuàng)新將成為主流，汽車產(chǎn)品的形態(tài)也將集智慧硬件和軟件為一體，將聚合和融合智慧終端與云技術的優(yōu)勢。汽車將成為人們在家庭和辦公室之外的生存發(fā)展“第三空間”，成為重要的智慧網(wǎng)聯(lián)終端和新的交互平臺。
2、充電系統(tǒng)的未來與發(fā)展前景展望
美國布魯金斯學會網(wǎng)站4月21日發(fā)表題為《可能改變世界的10項創(chuàng)新》的報道稱，2001年以來，美國麻省理工學院《技術評論》雜志每年均以改變世界的潛力作為評選標準，公布當年最重要的十項技術創(chuàng)新名單。2016年的技術創(chuàng)新名單一樣令人興奮。其中的兩項技術創(chuàng)新包括：
特斯拉自動駕駛儀：2014年以來，這家電動汽車制造商就一直在生產(chǎn)使用超聲傳感器、攝像頭、前端雷達和數(shù)字控制剎車的汽車。2015年，特斯拉為6萬輛具備這些特性的車輛更新了軟件，實現(xiàn)了自動駕駛。這種車輛可以自行控制速度、方向、變道和停車。自動駕駛儀可通過觸摸屏激活或關閉，也可以通過按壓制動踏板而關閉或停車。這可以限制每天因人為失誤而引起的汽車撞毀的數(shù)量。
空中取電：無線裝置可以通過附近的無線電信號（如無線局域網(wǎng)）進行供電并通信。這樣一來，電池或電源線可能就不再需要了。通過無線局域網(wǎng)或其他無線信號供電的互聯(lián)網(wǎng)裝置可以擴大小型計算機和傳感器的使用率。未來，監(jiān)控攝像頭、溫控傳感器和煙霧報警器可能再也不需要更換電池了。
無線充電技術:三種方式
首先是電磁感應
電磁感應—初級線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應在次級線圈鐘產(chǎn)生一定的電流，從而將能量從傳輸端轉(zhuǎn)移到接收端。
其次是無線電波式
基本原理—于早期使用的礦石收音機，主要有微波發(fā)射裝置和微波接收裝置組成，接收電路，可以捕捉到從墻壁彈回的無線電波能量，在隨負載作出調(diào)整的同時保持穩(wěn)定的直流電壓。
最后是磁場共振
原理—由能量發(fā)送裝置，和能量接收裝置組成，當兩個裝置調(diào)整到相同頻率，或者說在一個特定的頻率上共振，它們就可以交換彼此的能量。
無線充電技術大規(guī)模運用的瓶頸
當前，阻礙無線感應式充電技術大規(guī)模運用的瓶頸主要是對于輻射的擔憂—安全性，因為無線充電會產(chǎn)生強大的磁場。當人或動物位于電動車和充電裝置之間時，有可能帶來電磁傷害。另外，缺乏統(tǒng)一標準、系統(tǒng)復雜、價格昂貴和傳輸效率問題也是阻礙其發(fā)展的瓶頸。
但是無線充電市場空間廣闊，普及程度或比肩wifi。雖然如此龐大體量的市場是無法在短時間內(nèi)實現(xiàn)完全替代的，但是正如同當年無線網(wǎng)絡替代有線，手機替代固話，觸屏替代按鍵一樣，科技的進步是無法阻擋的。隨著時間的推移，五年、十年，甚至更長的時間內(nèi)，無線充電技術必然會在生活中如影隨形、無處不在。尤其是在智能無人駕駛電動汽車中，無線充電技術必須是標配。
3、電池材料的新方向
石墨烯的基本知識簡介
石墨烯的問世引起了全世界的研究熱潮。它是已知材料中最薄的一種，質(zhì)料非常牢固堅硬，在室溫狀況，傳遞電子的速度比已知導體都快。
低成本石墨烯電池或?qū)崿F(xiàn)“快速充電”：據(jù)了解，美國俄亥俄州Nanotek儀器公司的研究人員，利用鋰離子可在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運動的特性，開發(fā)出一種新型儲能設備，可以把充電時間從過去的數(shù)小時之久縮短到幾分鐘。該研究成果發(fā)表在《納米快報》上。
石墨烯具有高導電性和良好的柔韌性，是柔性儲能器件的理想候選材料之一。利用該材料作為高導電的柔性集流體，設計并制備出可快速充放電的柔性鋰離子電池。把磷酸鐵鋰/石墨烯和鈦酸鋰/石墨烯復合材料分別作為正負極，采用柔性硅膠為封裝體，組裝了具有很好柔性的鋰離子全電池。該柔性鋰離子電池在彎曲時，其充放電特性保持不變，并可在6分鐘內(nèi)完成充電(達到初始容量的90%)，在100次循環(huán)之后容量保持率在96%。
作為導電性、機械性能都很優(yōu)異的材料，素來有“黑金子”稱的石墨烯由于尚未產(chǎn)業(yè)化，從實驗室研制的量非常少，在市場上的價格近10倍于黃金，超過2000元/克。大規(guī)模的應用為時尚早。
氫燃料電池的優(yōu)點
（1）效率高，燃料電池的化學反應不受卡諾循環(huán)的限制，理論上能量效率可接近80％，實際效率已達50~70%。
（2）清潔無污染，氫/氧燃料電池的產(chǎn)物只有水，屬于零排放或接近零排放（考慮到燃料重整時）。
（3）效率隨輸出功率變化的特性好，燃料電池的效率在額定功率附近可達60％，部分功率下運行時效率會高于額定功率下的效率，可達約70%，過載功率下運行時效率略低于額定功率下的效率，可達50～55％。燃料電池的效率隨輸出功率變化的特性比內(nèi)燃機更適合于汽車的實際運行。
（4）過載能力強，燃料電池的短時過載能力可達200％的額定功率， 更適合于汽車的加速、爬坡等工況。
燃料電池汽車的主要技術難關
研究人員還未找到可以替代稀有貴金屬鉑的催化劑（據(jù)日本學者的統(tǒng)計，一輛小型燃料電池汽車需要用幾十克Pt；一輛大型車需要大約150gPt.全球一年產(chǎn)量約為200噸。
質(zhì)子交換膜和極板由于技術不成熟尚未大批量工業(yè)化生產(chǎn)；
燃料電池發(fā)動機管理系統(tǒng)（即，電堆的熱管理系統(tǒng)）尚處于實驗室階段；
氫燃料（純度要達到99.99%以上）的制備、存儲和運輸?shù)幕A設施投資巨大。
成本問題（包括制造、加氫基礎設施建設以及燃料-高純度氫氣）依然是目前制約PEMFC發(fā)展和應用的最大障礙。
由于以上技術和成本問題尚未得到解決，因此，燃料電池及燃料電池汽車當前應該在實驗室以技術攻關好試驗示范為主，在短期（10年左右）內(nèi)尚難于實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的目標!
最后，陳全世總結道，新能源汽車是我國汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級一個突破口，“發(fā)展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路”。新能源汽車已成為國家發(fā)展戰(zhàn)略。
要從節(jié)能環(huán)保的高度，從全球和中國社會和經(jīng)濟發(fā)展的全局出發(fā)觀察和考量當前新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及前景，把新能源汽車與智能駕駛、工業(yè)革命的聯(lián)系起來，創(chuàng)新商業(yè)模式，瞄準確定的消費者，發(fā)揮“官-產(chǎn)-學-研-用-金”各領域的積極性，全面、綜合解決充電設施建設和服務系統(tǒng)，解決人們對電動汽車的后顧之憂和認可度，才可能為新能源汽車的推廣應用奠定扎實的基礎。
技術和思維創(chuàng)新是新能源汽車發(fā)展的靈魂，在當前新能源汽車產(chǎn)業(yè)的技術、機制與國外尚有差距且市場尚未成熟之際，要堅持自主創(chuàng)新精神，要以開放、合作共贏的思維，廣泛開展國內(nèi)外合作交流，推動新能源汽車這個戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
