中國儲能網(wǎng)訊：9月23日，清華大學教授、博士生導(dǎo)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(shù)發(fā)展高峰論壇暨車企與動力電池企業(yè)技術(shù)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(guān)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(guān)于新能源汽車的發(fā)展瓶頸與技術(shù)創(chuàng)新和新能源汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)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(shù)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(yù)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(guān)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(lǐng)域，主要應(yīng)用于商用車。2016年隨著各家產(chǎn)能集中釋放，將導(dǎo)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(shù)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(yù)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(wù)、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(yīng)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(wù)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(fù)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(guān)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(yīng)用、融資租賃、保姆式、全生命周期服務(wù)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(guān)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(guān)鍵材料和關(guān)鍵技術(shù)，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(yīng)用。同時，還將著眼于電池未來技術(shù)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(shù)支撐體系。
關(guān)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(shù)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(lǐng)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(shù)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(yīng)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(guān)于開展節(jié)能與新能源汽車推廣應(yīng)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(xùn)，預(yù)防類似事故再次發(fā)生，在各節(jié)能與新能源汽車推廣應(yīng)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(yīng)用的節(jié)能汽車、新能源汽車，對充電基礎(chǔ)設(shè)施，對公共領(lǐng)域推廣應(yīng)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(yīng)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(shù)文件：采取從上到下與從下到上相結(jié)合的方法：即由國家新能源汽車推廣應(yīng)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(guān)技術(shù)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(chǔ)進行改編。
2.購置必要的檢測設(shè)備：主要是動力電源系統(tǒng)（高壓電系統(tǒng)）的檢測設(shè)備。
3.組織和培訓(xùn)專業(yè)技術(shù)人員：對于從事動力電源系統(tǒng)的技術(shù)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(xùn)。
四、 新能源汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)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(lǐng)域的戰(zhàn)略分析師--比尼迪克森?艾文的分析和預(yù)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(fù)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(luò)制造與服務(wù)，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(luò)化、智能化為支撐的個性化、定制式的全球網(wǎng)絡(luò)智能制造服務(wù)方式。設(shè)計制造、營銷服務(wù)網(wǎng)絡(luò)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(shù)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(shù)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(shù)創(chuàng)新名單。2016年的技術(shù)創(chuàng)新名單一樣令人興奮。其中的兩項技術(shù)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(guān)閉，也可以通過按壓制動踏板而關(guān)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(shù):三種方式
首先是電磁感應(yīng)
電磁感應(yīng)—初級線圈一定頻率的交流電，通過電磁感應(yīng)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(shù)大規(guī)模運用的瓶頸
當前，阻礙無線感應(yīng)式充電技術(shù)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(fù)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(luò)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(shù)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(shù)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(dǎo)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(shè)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(dǎo)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(dǎo)電的柔性集流體，設(shè)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(fù)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(dǎo)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(yīng)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(yīng)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(shù)難關(guān)
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(shù)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(chǔ)設(shè)施投資巨大。
成本問題（包括制造、加氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及燃料-高純度氫氣）依然是目前制約PEMFC發(fā)展和應(yīng)用的最大障礙。
由于以上技術(shù)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(yīng)該在實驗室以技術(shù)攻關(guān)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(jié)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(lǐng)域的積極性，全面、綜合解決充電設(shè)施建設(shè)和服務(wù)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(yīng)用奠定扎實的基礎(chǔ)。
技術(shù)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(shù)、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。
