歐陽明高講解純電動、燃料電池、混合動力三個技術(shù)路線

　　7月19日，中國電動汽車百人會在湖南株洲舉辦第四期新能源汽車熱點問題系列研討會，本期研討會關(guān)注新能源汽車電力電子技術(shù)。研討會上，中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高就純電動、燃料電池、混合動力三個技術(shù)路線問題發(fā)表演講。 

　　精彩觀點如下： 

　　這些年最大的成就是發(fā)展出了中國具有全球競爭力的電池產(chǎn)業(yè)。 

　　我們現(xiàn)在正逐步提升電池能量密度，到2020年可以達到300瓦時/公斤，每升大概接近600瓦時，就可以極大的解決問題。 

　　到2020年綜合成本可以跟燃油車競爭。純電動商用車的總體水平在全球處于領(lǐng)先地位。 

　　國外的大客車是純?nèi)剂想姵仳?qū)動，轎車是全部燃料電池，燃料電池搞的很大。中國的是燃料電池跟動力電池的深度混合大客車，燃料電池做輔助動力的增程式燃料電池轎車，這是中國的技術(shù)路線。 

　　一直以來豐田的功率分流在業(yè)內(nèi)被奉為神圣，但是現(xiàn)在應(yīng)該走下神壇，最低油耗是誰呢？不是豐田的功率分流，而是起亞的P2，而它的價格比豐田普銳斯還低。 

　　今天我講汽車動力電氣化的技術(shù)路線問題。 

　　先回顧一下新能源汽車的技術(shù)路線，汽車動力電氣化幾起幾落、多元探索。從行業(yè)的視角看，汽車行業(yè)一般認為是混合動力、插電、燃料電池的發(fā)展路徑。信息行業(yè)是純電動、信息化共享、智能化共享。能源行業(yè)，尤其是電網(wǎng)，以前是純電動、換電池、電池租賃、智能電網(wǎng)?，F(xiàn)在慢慢的三個行業(yè)三股力量在競爭融合。以前的戰(zhàn)略取向在汽車行業(yè)里有兩種，一種是發(fā)動機路線戰(zhàn)略，就是把技術(shù)門檻越做越高，另外一個戰(zhàn)略就是純電動戰(zhàn)略。外行進入汽車行業(yè)的時候基本上都采用這個戰(zhàn)略，因為門檻相對比較低一點。 

　　中國該怎么選擇一直有很多爭論，也有很多搖擺，當(dāng)然最終確立純電驅(qū)動戰(zhàn)略應(yīng)該是2012年。 

　　特斯拉-典型的純電動戰(zhàn)略，從豪華電動車，最后到家用的電動車-Model 3。豐田，正好是代表汽車行業(yè)非常典型的，就是發(fā)動機路線戰(zhàn)略，也叫高門檻戰(zhàn)略。從燃油車，到普銳斯，到燃料電池，是這條路線。中國的純電驅(qū)動的路徑跟豐田是剛好相反的。發(fā)動機戰(zhàn)略是先做一個混合動力的平臺，比方說豐田的普銳斯，然后再基于這個平臺做各種車型，插電式就是在普銳斯基礎(chǔ)上電池加一點點就可以了，燃料電池也是在普銳斯基礎(chǔ)上把發(fā)動機換成燃料電池。 

　　中國模式，基本上是新能源汽車先做純電動，做純電動的基礎(chǔ)上做插電式和深度混合的燃料電池，最終在比較多的電池插電式基礎(chǔ)上再減少電池，再做一般的混合動力，在燃料電池深度混合的基礎(chǔ)上再減少電池，加大難度，再做全功率燃料電池。我們是一種從易到難的做法，豐田是逐步加大技術(shù)難度的做法，是不一樣的。 

　　我們是先發(fā)展電池核心技術(shù)，并形成具有競爭力的市場最大規(guī)模電池產(chǎn)業(yè)。這些年最大的成就就是發(fā)展出了中國具有全球競爭力的電池產(chǎn)業(yè)。所有今天取得的成就最大的成就就是這個，有了這個才有突破，如果沒有它我們寸步難行。我們以純電動力為突破口和基礎(chǔ)平臺，帶動混合動力汽車、燃料電池汽車全方位發(fā)展，形成新能源汽車總體競爭優(yōu)勢。確立這個戰(zhàn)略是2012年3月份《電動汽車科技發(fā)展規(guī)劃》，“全面推動純電驅(qū)動技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略”，這也是專家組最先提出，《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃》也再次強調(diào)了這一點。在“十五”、“十一五”兩個五年全面探索之后，在純電驅(qū)動和常規(guī)混合動力選擇了以純電驅(qū)動發(fā)展為新能源汽車率先推進的占突破口，是在2012年正式確立的。 

　　確立了這個戰(zhàn)略之后，中國新能源汽車進入了快速發(fā)展的軌道，大家可以看到，2011年—2016年從不足5千輛發(fā)展到51萬輛，保有量從1萬輛提升到100萬輛，100倍的增長，同時這兩個都占全球的一半，處于領(lǐng)先地位。所以到2016年，我們看到了一個全球純電驅(qū)動技術(shù)轉(zhuǎn)型的標志年。 

　　電動汽車曾經(jīng)幾起幾落多元探索，鋰離子電池后來居上，技術(shù)進步超出預(yù)期。關(guān)鍵的核心是鋰離子電池后來居上，技術(shù)進步超出預(yù)期，前面有鉛酸電池，有鎳氫電池，都不盡如人意，阻擋了發(fā)展，進入了鋰電池之后就開始快速發(fā)展。中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)率先發(fā)力，從產(chǎn)品導(dǎo)入期進入產(chǎn)業(yè)成長期，全球純電驅(qū)動汽車發(fā)展不可逆轉(zhuǎn)，全球的工業(yè)汽車強國開始轉(zhuǎn)型。 

　　下面我分別說一下純電動、燃料電池、混合動力三個技術(shù)路線。 

　　首先是純電動。 

　　電池的能量密度不斷提升，成本持續(xù)下降。五年之間，單體比能量提升了1倍，現(xiàn)在已經(jīng)達到200瓦時/公斤，以前預(yù)測今年系統(tǒng)成本大概是1.7元，實際現(xiàn)在已經(jīng)低于這個數(shù)，應(yīng)該在1.5元、1.4元，大大超出預(yù)期。而且這個數(shù)，電池廠的純利潤還在10%以上，原先預(yù)測2020年也是偏高的，后來也把它改了，估計是在1元以內(nèi)。 

　　純電動汽車的引入，我們叫“兩頭擠”，大客車和微型電動轎車逐步向中級家用轎車發(fā)展，兩頭往中間擠，這個局面也已經(jīng)完全形成了。當(dāng)初大家對純電動產(chǎn)品的里程都是100多公里，現(xiàn)在300公里以上的車已經(jīng)非常多了。 

　　純電動商用車的總體水平在全球處于領(lǐng)先地位，產(chǎn)品的規(guī)模出口，中車時代的電動車也開始出口了。充電基礎(chǔ)設(shè)施也在去年開始出現(xiàn)拐點，前面發(fā)展基本上都是平的，到了去年就開始出現(xiàn)拐點了，到去年是15萬個充電樁。從去年年底開始，現(xiàn)在每個月大概在1萬多個，所以今年年底就會到達30萬個。這是公共的，私人買車是自帶充電樁的。由于電動車進入市場之后，整個充電樁產(chǎn)業(yè)也開始快速發(fā)展了，出現(xiàn)拐點。 

　　下一步目標是家用主流轎車的性價比車型技術(shù)形成競爭力，當(dāng)然這中間關(guān)鍵取決于電池，純電動汽車的性價比就是里程跟成本的比值，因為多100公里續(xù)駛里程就得多裝100公里的電池，電池成本是比較高的。 

　　我們做的事情包括幾個方面：有電池成本的下降，當(dāng)然也有整車電耗的下降，這就靠今天討論的驅(qū)動系統(tǒng)，另外就是充電設(shè)施的便利。還有一個是安全管理。最后希望達到的目標是在A級車、A0級車百公里電耗降到10度，續(xù)駛里程達到300公里左右的小型電動車取消補貼，到2020年綜合成本可以跟燃油車競爭。全球也都在朝這個方向努力，比如說通用、特斯拉Model 3也是這樣的。 

　　究竟多少續(xù)駛里程是合適的呢？跟車型有密切的關(guān)系，比如一個2.5米長的微型電動汽車，續(xù)駛150公里足夠了。奔馳Smart沒有必要搞500公里，也裝不了那么多電池，因為體積就那么小。A00級，像QQ這么大的，200公里是合理的。到A0級車，家用轎車像伊蘭特這么大的，300公里是合適的。到A級車，比方說捷達那么大的車，400公里是合理的。B級、C級中高檔轎車可能要500公里。從調(diào)查看，日本消費者對續(xù)駛里程300公里的車接受度70%，在歐洲要500公里，因為歐洲開車速度非常高，行駛里程也相對長，所以各個地方市場是不一樣的，而且沒有特別小的車。 

　　另外，要不要超快速充電，比方說350千瓦，15分鐘充電跑500公里，這是歐洲的提法。日本就認為這個指標是過度的，這是歐洲部分車企針對部分車型的策略，什么車型的策略呢？B級、C級豪華車這個范圍是需要的，顯然（B級以下）都是不需要的。而且隨著充電基礎(chǔ)設(shè)施的高速發(fā)展和普及，反而大家會降低對里程的要求，如果充電非常方便是沒有必要的。另外，中國要實現(xiàn)的雙積分管理，對過高的里程沒有優(yōu)惠，350公里是上限，350公里拿5分，再高也是5分，所以估計未來350公里可能會是大家比較用得多的一個里程，也就是超過350公里，比方說360公里，這樣的車會比較多，因為它有政策引導(dǎo)，同時它也是比較合理的一個范圍。 

　　另外，為了提高里程，電池的體積必須降下來，如果你電池體積很大，你想裝也裝不上去。一般一個家用轎車的體積多少呢？220L，比如3噸重的SUV它裝電池的體積400L，這個標準定了。電池的體積是多大呢？體積能量密度，每升多少能量，跟重量能量密度是對應(yīng)的。比方說250瓦時/公斤，大概是每升500瓦時。所以不同的能量密度也決定了里程的長短，比如SUV要做500、600、700、800都是可能的，但是轎車體積有限制，如果說QQ那么大的車，非要它跑500公里，不現(xiàn)實，沒有體積，裝不了。 

　　電池是可以裝上去，但把體積也提上去怎么辦呢？現(xiàn)在是在逐步的提升電池能量密度，到2020年可以達到300瓦時/公斤，每升大概接近600瓦時，就可以極大的解決這個問題。這個技術(shù)路線已經(jīng)完全確立，也就是說從現(xiàn)在的200瓦時/公斤提到300瓦時/公斤是沒有問題的，而且有些產(chǎn)品已經(jīng)做出來了，比方說貝特瑞的材料已經(jīng)用在松下的電池上了。 

　　另還有一個是成本問題，裝那么多電池成本怎么辦？成本要全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)力重點環(huán)節(jié)突破。首先，最為薄弱的環(huán)節(jié)是原材料，百人會剛在青海做了一個電池材料的研討會。電池材料主要在青海那邊，一噸碳酸鋰成本1萬—2萬，賣15萬—17萬，這是高額利潤。合理的價格在多少呢？3萬—5萬，如果到達這個價格電池成本還有可能大幅下降。另外一個就是生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)降成本，電池良品率還不夠高，一致性還不夠好。 

　　第三個，材料回收和再循環(huán)利用，鈷是非常稀有的材料，全球就那么七八萬噸總的儲量，所以必須回收?，F(xiàn)在一輛特斯拉還要用十幾公斤鈷，是很大的數(shù)。到了2020年，鎳的比例提高、鈷的比例會下降，但是5公斤是要的，所以必須要回收。 

　　總之，材料的成本是最關(guān)鍵的，而且材料的漲價也是最不容易控制的，因為材料是資源問題。 

　　究竟降到多少才算低呢？可以按照內(nèi)燃機動力系統(tǒng)的價格來反算純電動力系統(tǒng)的價格，反算一下，比方說這邊是發(fā)動機、變速器、油箱等等，這邊DC/DC、逆變器、電機其加起來電池用60千瓦時，能走多遠？到2020年可以走400公里一點問題沒有，這樣算出來價格要等價的話，電池必須每千瓦時102美元，就是100美元，六七百人民幣一度電就可以跟內(nèi)燃機等價。這個價格什么時候能達到呢？我個人估計2020年每千瓦時大概在1000人民幣，100美元之間，但是很難做到100美元，可能有的企業(yè)做到，有的企業(yè)做不到，平均做不到。2025年大概在100歐元跟100美元之間，就是2025年是可以做到的，所以估計是在2020年—2025年做到這個價格。 

　　一旦做到這個價格，就是拐點全方位出現(xiàn)，所以估計純電動汽車推廣的進程大概是這樣的：第一階段，2010—2015年，示范考核公共領(lǐng)域政府“第一推動。第二階段，2014—2017年，政府補貼+政府限購老百姓被動“吃螃蟹”。第三階段，2017—2020年，充電設(shè)施后來居上破解“雞與蛋”的關(guān)系，現(xiàn)在拐點已經(jīng)出現(xiàn)。第四階段，2019—2025年，雙積分政策，現(xiàn)在進入市場的電動車反饋還是不錯的，沒有太多人抱怨電動車，所以會形成市場和政策雙輪驅(qū)動。真正純電動車突破性價比在2025年左右會實現(xiàn)大發(fā)展，這就是純電動的技術(shù)路線。 

　　有一個問題要特別提醒注意，剛才說的都是好事，但是有一件事不太好，高比能量動力電池安全性挑戰(zhàn)，比能量越大，安全性越差。 

　　這就是動力電池會熱失控，溫度上來，連鎖反應(yīng)，溫度到達1000度就會燃燒爆炸，尤其是一個單體燃燒之后像放鞭炮一樣，電池一般都有幾百只到上千只，大客車是幾千只，如果讓它在整個系統(tǒng)里面蔓延出去，那大事故就來了。大家知道，100節(jié)電池的能量就是50公斤TNT，所以這是要解決的。為此清華大學(xué)團隊做什么呢？全方位做安全。建立安全實驗室，包括電池碰撞，也包括電池的化學(xué)，還有電池的集成?，F(xiàn)在不僅僅是國內(nèi)的廠家關(guān)注這個問題，全球頂尖級的廠家都在跟我們合作，奔馳、寶馬、日產(chǎn)，其實最開始引入我們進入安全領(lǐng)域的是寶馬?，F(xiàn)在保持要我們給它轉(zhuǎn)讓知識產(chǎn)權(quán)，說明這塊中國做的并不慢，因為出的問題最早，當(dāng)然做的也就最早，所以什么事情都有一個先發(fā)優(yōu)勢，后發(fā)優(yōu)勢是很難形成的，先發(fā)優(yōu)勢還是可以的，所以現(xiàn)在他們來找我們要轉(zhuǎn)讓知識產(chǎn)權(quán)。 

　　比方說熱失控的擴展，我們可以防止它，一個熱失控了，第二個、第三個等等后續(xù)一個一個接著來，系統(tǒng)可以控制住，不能熱失控。以前說大客車，200瓦時/公斤的不可能上去的，現(xiàn)在200瓦時/公斤的三元電池，系統(tǒng)是150瓦時/公斤的，這個已經(jīng)比例非常高了，已經(jīng)做出來了。以前大客車基本上用磷酸鐵鋰，三元根本就不敢上，三元150瓦時/公斤都不敢上，現(xiàn)在我們200瓦時/公斤都可以。 

　　第二方面，燃料電池技術(shù)路線。 

　　中國燃料電池的技術(shù)路線跟國外不一樣，覺得也還是有一定優(yōu)勢的，國外的大客車是純?nèi)剂想姵仳?qū)動，轎車是全部燃料電池，燃料電池搞的很大。中國的是燃料電池跟動力電池的深度混合大客車，燃料電池做輔助動力的增程式燃料電池轎車，這是中國的技術(shù)路線。這么做的好處是成本降低，因為目前燃料電池比電池要貴，最重要的是耐久性的提高，燃料電池最大的問題是耐久性，但現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)做出了燃料電池發(fā)動機。去年是一個啟動年，今年有可能成為中國燃料電池汽車全方位商業(yè)化的元年。 

　　這中間一個核心問題是怎么突破燃料電池，現(xiàn)在燃料電池混合動力大家都會做，因為常規(guī)混合動力都會做，都不是問題。但是燃料電池還是根本的，雖然混合動力解決了一堆問題，但是燃料電池本身還是很重要的。經(jīng)歷了很多年的研發(fā)，燃料電池的技術(shù)路線是從底向下，做催化劑、再做膜、再做極板、再做堆、再做發(fā)動機，一般搞電化學(xué)催化劑的的人在做，再做發(fā)動機，再做車，這種模式走了十多年，說明產(chǎn)業(yè)化走這條路是有問題的，所以技術(shù)路線是從上至下，先做動力系統(tǒng)，這個已經(jīng)實現(xiàn)了。 

　　第二步，研發(fā)燃料電池發(fā)動機電堆外協(xié)，這已經(jīng)完成了，現(xiàn)在研發(fā)燃料電池膜電極外協(xié)?，F(xiàn)在搞電驅(qū)動，IGBT是最難的，技術(shù)是長期積累的結(jié)果，膜電極相當(dāng)于芯片，所以在我們的技術(shù)路線中，芯片是最后在攻克?，F(xiàn)在已經(jīng)做到第三步，現(xiàn)在在籌劃第四步，靠什么？靠人。沒有人怎么辦？引進國外最高端的人才，現(xiàn)在人才已經(jīng)搞定了，下一步朝這個方向發(fā)展。這就是燃料電池的混合動力系統(tǒng)，電池、燃料電池、控制，這里頭的控制器是株洲所的，現(xiàn)在已經(jīng)換成了輪邊電機，DC/DC我們自己開發(fā)了。經(jīng)歷了2008年示范、新加坡示范、燃料電池有軌客車，最后到燃料電池發(fā)動機，去年是100臺的銷售?，F(xiàn)在電池客車5個公告，其中有4個是億華通的燃料電池發(fā)動機。 

　　未來的走向，說燃料電池不能局限在汽車領(lǐng)域里頭，燃料電池是能源前沿技術(shù)，不僅僅是汽車的前沿技術(shù)，如果局限在汽車里，這件事情是很難成功的，應(yīng)該是是全方位的。燃料電池有點像我們的柴油發(fā)動機，不是汽油機，汽油機可以由電池完全取代，但是柴油機用途非常廣，不光是汽車，坦克、飛機、船舶、發(fā)電全都有柴油機，所以燃料電池定位在一個通用型的動力機械，這是發(fā)改委能源革命創(chuàng)新行動計劃關(guān)于燃料電池的一個路線圖。 

　　我去年稍稍比較保守，為什么比較保守呢？因為國內(nèi)這個產(chǎn)業(yè)太熱了。比較理想和正常的應(yīng)該是2020年1萬輛、2025年10萬輛、2030年100萬輛，這是未來要形成的。 

　　最近中國燃料電池代表團剛剛訪問日本回來，觀感有幾點，第一，日本仍然還是比較緩慢的，基礎(chǔ)設(shè)施還是比規(guī)定進展的要遲緩。另外，他們挑戰(zhàn)了技術(shù)難度過高的乘用車，現(xiàn)在每天大概生產(chǎn)13臺。他們公交車公司又太小，沒辦法來更換新能源車，這是他們的弱點。美國應(yīng)該說今年的預(yù)算，2018年的預(yù)算，明年的預(yù)算比今年還要有所下降，因為特朗普上臺之后對所有的預(yù)算都在往下減。中國活躍，資本市場運作興盛。我們有一個最好的，就是以公交車、物流車、出租車為突破口，我們完全有希望后來居上，我相信2020年之前燃料電池車也會在全球第一。 

　　第三點，混合動力技術(shù)路線。 

　　混合動力技術(shù)路線相對來說是最復(fù)雜的，為什么呢？因為這里頭很多東西只有內(nèi)行看得明白。 

　　經(jīng)過十幾年的發(fā)展，中國典型混合動力構(gòu)型已經(jīng)出現(xiàn)了，比方說比亞迪后并聯(lián)，上汽、廣汽的雙電機串并聯(lián)，還有比亞迪四驅(qū)電橋構(gòu)型，還有科力遠的功率分流。 

　　一直以來豐田的功率分流在業(yè)內(nèi)被奉為神圣，但是現(xiàn)在應(yīng)該走下神壇，為什么？ 

　　首先，豐田的功率分流，為什么能夠省油呢？發(fā)動機總在最高效率點，不管你在哪兒我都給你弄過來，怎么弄過來的呢？我們有兩個電機、一個發(fā)動機，接了三個輪子，太陽輪、行星輪、齒輪架，要調(diào)節(jié)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速靠什么呢？靠發(fā)電機，這叫ECVT，就是電的CVT，普銳斯是津津樂道被大家崇拜的?，F(xiàn)在出現(xiàn)了什么呢？比方說本田的串并聯(lián)，照樣也可以來優(yōu)化這個點，不管在哪里，都可以把你做到最佳點，照樣可以，不是說只有普銳斯可以。 

　　還有，現(xiàn)在最簡單的一種并聯(lián)式P2構(gòu)型，所謂P2構(gòu)型就是說發(fā)動機、離合器、電機接著變速器，但是接在變速器前面，剛才那個是后并聯(lián)接在變速器后面，這是一個DCT雙離合器變速器，它也可以來優(yōu)化，怎么優(yōu)化呢？用變速器橫縱調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)到這個點，再用電機調(diào)節(jié)，再把它可以縱向調(diào)，橫向、縱向也可以調(diào)，不是只有普銳斯能調(diào)。但是這種結(jié)構(gòu)就非常簡單，傳統(tǒng)車稍稍改一下就可以了，模塊化非常好，不需要重新來。 

　　這是剛才P2構(gòu)型起亞的，這些豐田的，這是燃油車的，茫茫一片。最低油耗是誰呢？不是豐田的功率分流，而是起亞的P2，而它的價格比豐田普銳斯還低。 

　　還有一個，大家以前看不起的串聯(lián)，說串聯(lián)油耗太高，經(jīng)常出現(xiàn)爭議。那時候為什么油耗高呢？電池不好，鉛酸電池，鎳氫電；電機不好，都不好當(dāng)然就不好了?，F(xiàn)在電池好了，發(fā)動機油耗也低了，可以達到多少呢？37.2公里/升，在日本一上市就是暢銷車型，超過普銳斯，所以普銳斯不是神話，現(xiàn)在串聯(lián)、并聯(lián)都可以達到。 

　　所以比較不同混合動力的特性，發(fā)動機工作點優(yōu)化、動態(tài)轉(zhuǎn)矩協(xié)調(diào)、全工況適應(yīng)性、安裝適應(yīng)性、動力性、經(jīng)濟性兼顧等等，都有辦法，不是功率分流一家。但是有一個共同的點，就是高效發(fā)動機是必須的，沒有這個其他都免談。 

　　新能源汽車的平臺化和模塊化，我個人認為只有兩個平臺是最好的，要實現(xiàn)模塊化。第一，從內(nèi)燃機、雙離合器、多檔變速器動力系統(tǒng)，然后接著機電耦合P2構(gòu)型混合動力，一般是縱置，橫置減檔。另外就是插電式混合動力。另外純電驅(qū)動平臺，動力電池純電動力系統(tǒng)，然后串聯(lián)增程式/插電式，然后串聯(lián)式混合動力，然后到燃料電池串聯(lián)混合動力。 

　　燃油車是一個平臺，純電動是另一個平臺，中間兩者再結(jié)合。所以只要走兩個平臺在中間的斜線，就可以把汽車所有的動力系統(tǒng)連成一片，不需要搞十樣、二十樣。大家知道，當(dāng)初搞客車的時候，一年改一個樣子，每年都變化，現(xiàn)在怎么樣？都過去了，電池好了，沒必要了。所以減少中國發(fā)展的彎路，我認為最終的平臺就是這兩個，這樣能實現(xiàn)模塊化、平臺化、成本最低、可持續(xù)發(fā)展。