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同济大学魏学哲:能源视角下电动汽车关键技术及其趋势
2019-05-16 10:25  环球能源网    我要评论(0)

   4月24-26日,由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会主办的第九届中国国际储能大会在浙江省杭州市洲际酒店召开。在4月25日下午的“电动汽车与电网互联”专场,同济大学新能源汽车工程中心的主任魏学哲在会上分享了主题报告《能源视角下电动汽车关键技术及其趋势》,以下为演讲实录:


  魏学哲:各位专家各位同行大家下午好!感谢组委会的邀请,我从事的是电动汽车行业,对于今天会议的主题“储能”实际上我们一直在思考一个问题:作为能源的消费者和提供者,电动汽车和电网之间是什么样的关系?


  首先我们想回答一个问题,汽车为什么会在我们的生活中这么重要?对于人来讲,汽车是一个必需的要求,我们会看到在汽车在出行自由度和出行速度这两个维度上面都处于中间的位置,也就是它兼具了很好的出行速度和很好的自由度。另外我们从全球的汽车保有量上来看,现在全球大概有13多亿辆车,也就是全球70亿人口中大概五个人有一辆车,在中国差不多也是这样的比例。


  接下来回顾一下汽车一百多年的发展史,我们知道从卡尔本茨获得第一台汽车的专利,到1908年福特建立了流水线,汽车作为一个大的工业类别正式出现了。汽车虽然最早是在德国出现,但是它的工业化实际上最早出现在美国,二战之后,欧洲特别是德国和日本的汽车工业先后崛起,21世纪之后中国的汽车工业又崛起了。


  我们再看另外一个行业:石油行业。从1858年打出第一口油井算起,也是100多年的时间。当初把石油挖出来不知道干什么用,最开始的时候是炼出煤油用来照明,汽车出来之后才发现石油还可以有更重要的用途。1911年汽油的销售量超过煤油成为了最重要的石油产品,所以从某种程度上讲,我们搞汽车的是给石油行业打工的,赚钱的活是他们的,干脏活累活的是我们。这两个行业结伴走了一百多年,现在也碰到了一些问题,包括能耗问题、国家政策、污染问题、国际趋势等等。这两个行业相互之间的联系也出现了问题,就像我们开始讲的,人类自由出行的需求是不会变的,汽车保有量还是在增加的,但是碳排放要求封顶,对污染物排放的要求越来越高,还有化石能源是不可再生的,汽车和石化这两个全世界最大行业联姻的解体这是我们需要面对的问题。


  告别了化石能源,我们自然会谈到汽车的电动化。汽车电动化依赖的能源基础就是电能,再来看一下电动汽车和电力行业有没有可能再有一个百年的联姻。大概在20年前,我们国家做了这个三纵三横的技术发展路线,这三条路线的能源基础分别是汽油,电能和氢能。20年前做这个技术路线的时候,其实是一个三边下注的方案,一方面是过去还依赖石油,另外一方面我们看到了一些新的能源载体,一个是电能,另外一个就是氢能。经过二十年的发展在2017年全球的电动汽车保有量是200万辆,中国超过100万辆,这个数据这几年中国一直占全球的50%以上。


  再往深层看就是电池,如今普遍使用的电池里,碳酸锂电池是进步很大的,特别是最近的几年,成本下降最明显,同时三元材料在能量密度之类的技术性指标上是进步最快的。目前电动汽车的发展主要依赖于这两类的电池体系,当然除了电池本身还有相关技术的进步,在电池模型、电池监测,以及基于模型监测进行的管理上都有。除了锂离子电池,燃料电池的热度在2015年丰田发布了Mirai之后形成一个小的高峰,之后又回落了。日本发布的这些燃料电池系统,对我们冲击是什么?那就是从用户端感受到的性能而言,它们是可以和传统汽车的性能相媲美的。


  日韩推出的燃料电池汽车主要是轿车,这里还有客车和重卡的应用,特斯拉的Semi就想靠锂电池解决一切问题,无论大车小车都用锂电池。当然也有人不服,加氢的时间能控制在15分钟,这点对于锂电池的充电时间,是有明显的优势的。另外我们来看客车,一个美国的燃料电池客车,充能时间可以控制在20分钟左右,里程相比于我们国家的电动客车也可以大大增加。所以我们看到燃料电池技术在大功率,长距离的场景下还是有明显的优势。


  看过了车的情况,再看电网。电网的发展也是一百多年的历史,从1875年巴黎的第一座火电厂、第一批的水电企业,到2016年全球发电量达到24.8万亿千瓦时,这其中中国的电力增长速度是非常快的。


责任编辑:杨虞波


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