欧阳明高：动力电池低成本安全续航1000公里不可能！

近来，在我国电动轿车百人会2021年度媒体交流会上，我国科学院院士、我国电动轿车百人会副理事长欧阳明高以《推进新动力轿车可持续添加》为题，对当时新动力轿车热点话题进行重点答疑并宣布见地。储能头条将欧阳院士就新动力轿车技能趋势、电池技能趋势及充换电趋势三个主题的首要观念编录在此：

2021年新动力轿车技能与商场亮点及中长期趋势

本年新动力轿车商场爆发原因应该说是技能进步、产品丰富、方针给力的成果。技能方面，电动车电池技能持续改进和成本下降，电池体系的结构规划持续立异，比方刀片电池、C2P等大规划使用，磷酸铁锂电池大规划装备轿车。

本年1-10月全球广义新动力乘用车销量到达702万台。我国新动力乘用车世界比例占比51%。根据S型添加曲线的经验判别，全球轿车电动化已打破临界点，进入陡峭添加期。我估量下一年我国新动力轿车销量会持续添加到500万台，这仍是受限于电池供给、芯片供给和产能。假如没有这些限制，完全看需求或许比这个更高。现在有些大厂现已遭到了产能的限制，求过于供，交货都要四五个月。下一年的商场占有率，全年看肯定在20%以上。

关于未来整车技能趋势，咱们关怀两件事情，一是千公里续航，二是滑板底盘。

咱们或许会关怀我年头说的一千公里续航问题，我不是说一千公里不或许，而是说一千公里续航一起还在几分钟充满电，还安全、成本低，这不或许。我不对立一千公里续航，只需商场有需求，技能上是完全能够做到的。从豪华电动车视点这个或许是一个趋势，但毕竟一千公里续航需求的成本是比较高的，只能是豪华SUV这种层次的，有装电池的空间，客户乐意买单等等，这首要是商场驱动的产品开发。当然对技能的要求也会相应提高，例如，一般会选用800伏高压电气构架，高比能量高镍三元锂离子电池，部分厂家还或许测验固液混合的高镍三元锂离子电池，并且安全技能的要求也会更高。

另外一个咱们很重视的技能是智能滑板底盘。最近美国有一家叫Rivian的公司由于推出智能滑板底盘备受追捧。其实滑板底盘这个技能，在好几年前的百人会我就讲过。这个概念很早就有，比方通用轿车推出的滑板轿车概念车大约是在2002年，是一个燃料电池的滑板车。特斯拉也有相似的概念，也有一个平板的底盘，可是它的车身仍是半承载式车身。由于电池体系通常是一个扁平化的结构，所以凡是纯电动车专用渠道，都跟传统的燃油车渠道差别较大，都带有扁平化的滑板的基本概念。

电动化整车渠道可分为三种：一种便是现在基本上学习燃油车的渠道概念，并没有一个完整的底盘，选用的仍是承载式车身。第二种便是特斯拉推出的ModelS，有一个扁平式底盘，但选用的是半承载式车身。第三种便是Rivian推出的是完全的滑板底盘，能够接受碰撞，选用非承载式车身，车身能够做得很轻，选用各种轻量化资料。底盘不变，能够方便地做成各种车型。这是技能多年演化的成果，代表了技能开展趋势。尤其是电池体系做得越来越扁平，电机比功率越来越高，电机/逆变器/驱动轴三合一用得越来越多，能够完结真正的滑板式底盘渠道。再合作智能化主动避撞，将来碰撞越来越少，车身能够做得越来越轻，乃至用塑料或者布做都是能够的，车型开发周期就能够十分短，把戏能够无限多，个性化十分强，这会给轿车的规划制作带来一场革新。

根据咱们团队的核算分析和综合判别，我对我国电动轿车商场有一个总体的猜测。估量在2025年我国新动力轿车销量会在700万到900万之间。2030年，大致是在1700万到1900万。从保有量的情况看，2025年会超越3000万辆，2030年大约挨近1亿辆，2035年大约挨近2亿辆，2040年挨近3亿辆。

未来工业格式演化，我以为各合资企业会在明后年团体发力，2023年中外品牌新动力轿车的竞赛将进入剧烈期。

从中心技能看，国产品牌是有实力的。首要是电池技能，电池占到电动轿车技能含量的60%，现在这一代电池技能我国是占主导地位的。当然现在日本等国在大力开展下一代全固态电池，这方面咱们仍是有差距的。可是全固态电池技能工业化并对商场格式发生重要影响估量还要10年左右，我国电池范畴研制队伍规划在全球遥遥领先，年轻人才济济，只需不断努力，我相信最终我国是能够走在前头的。至于电驱动这一块，还有电力电子，跟国外比，总体看不相上下。尤其是以比亚迪为代表的全技能链贯通的企业，技能实力在全球也是排在前面的。

从供给链看，我国动力电池工业链完整，全球70%的电池产能在我国，产品供给全球。尽管美国和欧洲正在竭尽全力打造电池工业链，并且我国电池进入美国商场或许也会遭到必定障碍。但总体而言，我国动力电池的工业竞赛力在适当时间内难以撼动。当然，近期芯片供给成为了卡脖子问题。其实轿车芯片只占全部芯片的大约10%，现在首要仍是周期性供需失衡问题。并且轿车对芯片集成度要求低于手机等产品，从中期看，我国自主技能不难处理新动力轿车芯片问题。

动力电池可持续开展技能路线图

跟着电动轿车爆发式添加，咱们对动力电池可持续开展十分重视，提出了许多问题。比方动力电池全生命周期的碳排放与资料收回；未来电池资料体系的中长期开展路线图；动力电池全链条的智能化与智能电池技能等。

首要说说动力电池的装机量。我国动力电池装机量跟着电动轿车的快速添加而添加。2021年1-9月份共装车0.92亿千瓦时电池，全年估量1.5亿千瓦时左右。估量2025年在6亿千瓦时左右，2030年在15~20亿千瓦时之间。国外机构根据2030年全球5500万辆电动轿车年销量的急进猜测，给出的全球2030年轿车动力电池的年装车量成果是50亿千瓦时，而保存的猜测成果是30亿千瓦时。

根据电动轿车保有量能够猜测我国车载电池的总保有量，估量2025年就会超越20亿千瓦时，2030年会超越70亿千瓦时，2035年会超越150亿千瓦时。

由于电动轿车商场火爆影响上游电池工业快速扩产。据统计我国动力电池规划产能2023年达10亿千瓦时，2025年挨近25亿千瓦时。当然规划产能会大于动力电池的年产值，一起年产值中除了新动力轿车电池外还有储能电池等一系列其它用途，咱们估量2025年电池总出货量在10亿千瓦时左右。

电池产值的快速膨胀会影响上游资料周期性涨价。一起也会引起公众对资料资源短缺的忧虑。从潜力看，全球锂资源经济可采储量为2100万吨，假如按三元811电池资料体系算，能够出产电池2000亿千瓦时。按平均一辆车100千瓦时算，能够制作20亿辆电动轿车。当然不能全部用于轿车电池，好多其他当地也要用。但这是经济可采储量，总勘探储量是8600万吨。并且由于总勘探储量近年还在不断添加，好像问题不是很大。可是钴的资源就没有那么达观了，经济可发掘储量也就710万吨。依照这个算，就只能做950亿千瓦时。至于锰就没有问题了，十分充裕。问题是，资源散布是不均匀的，锂矿的3/4在澳大利亚、智利、阿根廷。钴矿的2/3是依赖于非洲的刚果金。镍矿的一半依赖于印尼和俄罗斯。资源散布是极不均匀。所以，资源的压力仍是有的，咱们不能掉以轻心。

咱们还要考虑一个问题，不是说咱们把这个资源做了电池就耗费掉了。它不是石油，石油是烧了就没有了，资料是能够循环的，并不是耗费完了就不能再做车了，那些资源还在，咱们需求循环，咱们不会等到资源用光了才去循环，我国现已开端进行电池资源收回了。所以，现在咱们很重视电池资料的循环。假如循环使用做得好，支撑开展问题不会很大。

但咱们仍是会忧虑，资料循环要耗能、要排放，电池出产也会耗能和排放，可持续开展也是个重大问题，也便是电池全生命周期的碳排放是一个问题。以三元高镍811锂离子电池而言，每千瓦时全生命周期碳排放大约是87公斤。三元电池相对碳排放是比较高的。首要原因在正极资料，包含它的前躯体和正极资料制备的碳排放就占了总排放的一半。磷酸铁锂电池全生命周期碳排放相比三元NCM811化学体系约下降三分之一。至于钠离子电池，碳排放就更低了。

怎样处理碳排放问题？第一，电能清洁化，现在电池工业链要尽或许往西部搬运，现在四川、贵州、云南、青海是十分适宜的当地，比方四川的电池产能现在大约在5亿千瓦时，宜宾一个当地就有1.6亿千瓦时，这是全球单个最大的电池基地。总之往西部搬运，使用可再生动力和当地资源优势，这是一个根本途径。第二，电池收回使用再生制作。第三，全工业链出产工艺的改进、提高关键环节的能效。

从收回的视点看，2025年我国需求收回和梯次使用的电池总量就将到达1.25亿千瓦时。国家十分重视电池收回使用，国务院、发改委、工信部、发了许多的文件，社会各界也十分的重视，现在满意新动力轿车废旧动力蓄电池综合使用行业标准条件有14家收回使用企业，将来还会持续扩大。

首要的收回手法现在有三种，干法、湿法和物理收回。干法便是烧，能耗偏大，环保问题仍是有的。湿法便是出产效率偏低一点，设备比较复杂，也有一些腐蚀性的溶剂。现在最推重的是要进行物理收回、电池修复和资料再生的科技立异，比方英国政府有专门搞电池收回的科技专项，也发明晰一些新的办法，比方大功率超声波收回办法等。电动轿车退役电池要经过准确的电池剩下电量测试，进行分选。然后分门别类进行修复、梯次使用和资料收回再生。

从电池全生命周期减排的潜力看，在现有电力结构下，物理收回减排超越50%；湿法收回减排32%；火法收回减排3.5%。跟着绿电比例的提高，2030电力结构背景下碳排放再下降12%；2050电网深度脱碳背景下，碳排放再下降75%；100%绿电能够完结电池出产制作全生命周期近零排放。

咱们还会重视，莫非一向用锂电池吗？会不会有其他电池取代现在的锂电池，这便是动力电池技能可持续开展问题。首要，锂离子电池还会用很久。当时这一代锂离子电池的比能量上限大约是每公斤300瓦时左右，新式锂离子电池能够到达每公斤350瓦时到400瓦时之间。2025年会呈现与现有液态电解质锂离子电池比能量大体适当的第一代全固态电池。2030年后呈现第二代选用新式正负极资料的全固态电池，比能量会提高到每公斤500瓦时，还会有高比能量锂-硫电池、金属空气电池。

纳离子电池现在现已呈现了，可是各方面功能还不能满意高功能轿车使用要求。估量到2035年，钠离子电池、钾离子电池功能会大幅提高，比能量会到达每公斤300瓦时左右。与现在的高比能量锂离子电池适当。从电池工业可持续开展视点看，估量现有的锂离子电池，包含固液混合的锂离子电池，2030年之前仍是绝对主导地位。

第一代全固态电池工业化，占商场比例挨近1%的时间点或许在2030年左右。2035年之后，新一代固态电池，钾、镁、钠、锂-硫等各类电池会进入商场。到2050年，液态锂离子电池有或许削减到大约20%。这是参阅国外资料加上咱们的了解做了一些改进做出的长周期大略猜测。以便让咱们对电池的可持续开展充满信心。

最终还要讲一个趋势便是电池的全链条智能化。上面说到资料要收回，一起还要开发新的资料体系。还有便是现有资料怎样发掘功能潜力。每一种电池资料比容量都有一个理论值，但实践上做出来的电池产品是很难到达这个理论值的。这是由于咱们现在的资料组成与电池规划还首要选用“试错法”。

经过智能化手法能够使咱们的规划进一步优化，比方资料基因组，根据人工智能的资料筛选和规划，咱们能够使用仿真规划，再使用智能制作，使用进程中的智能电池办理，最终到达使用寿命后智能收回，完结全进程智能化。这是欧盟的2030年电池计划的中心思维。便是经过智能规划，使电池实践功能与理论值之间差距削减一半；智能收回最终使收回原资料的使用率挨近100%；全生命周期的碳脚印削减1/2。科技的潜力是十分大的，动力电池的可持续开展是有保证的。

快充快换、车网互动及电动轿车才智动力

超快充电问题。咱们对电动轿车仍然不太满意的是充电不如加油快。本年十一长假，许多用户抱怨电动车变成了“电动爹”。其实高功率型动力电池是能够像加油相同超快充电的，但其比能量低，无法满意长续航要求。现在长续航的电动轿车越来越多，装的都是强调高比能量的能量型动力电池，要想超快充电就不太容易了。比方350千瓦超快充电，5分钟充挨近30度电。要处理的问题不少。充电倍率太大，电池受不了。充电电流太大，车受不了。充电功率太大，电网受不了。为此，电池自身要具有快充能力，即比较高的峰值充电倍率。车载电气体系的电压要提高，如添加到800伏以便在超大功率充电时减小总充电电流。最好选用储能电池放电以到达350千瓦的高功率以减轻电网负荷。这样才干便于超快充电。

这中心最难的仍是动力电池自身快充潜力的发挥。咱们知道充电进程是最容易发生安全事故的，首要原因是快充导致锂枝晶构成内短路。为此，需求开发无析锂的快充技能外，还要挑选超快充电区间和幅度，研究表明比较适宜的是在电量低到一半以下，5分钟充1/3的电量，而不是充满，充满会遇到许多问题，安全问题、寿命问题、发热问题等等，因小失大。

超快充电应当首要用在高速公路应急补电。比方现在五六百公里的车，5分钟充1/3电量便是200公里，这是比较科学合理的。除了处理这个中心问题外还要考虑全气候，比方冬天和夏天，冬天要加热，夏天要散热。所以，有必要还要装备快速加热、快速冷却。快速加热现在能够做到每分钟最高升温7℃，或者挨近8℃。夏天还要加大强制冷却的功率。咱们团队现已开宣布满意上述要求的超快技能。现在我国电力联合会拟定的超级快充标准现已开端揭露征求意见了。我的团队与壳牌合作在加油站现已建造了几个超快充电演示站进行试验查核。

根据储能电池放电的超级快充其储能电池从哪儿来？有两种办法，一，直接带储能的充电站，但成本偏高。二，跟换电结合。由于换电自身就有许多电池是备用的，备用电池就能够做储能电池。商用车快速换电这个趋势现已十分明显了。工信部现已在全国进行换电试点，我的团队也在宜宾等几个城市做换电。总的来看，现在高出勤率、重型载荷、短途运输的货车搞换电是最火的，比方矿区、修建工地、钢铁厂、港口等等，这是首要要进行的，将来逐渐扩展到城市和高速公路。

咱们以为，快速充电和快速换电相结合，货车快换轿车快充，换电备用电池给轿车快充，将是一个优势互补资源共享的处理方案。并且这种快充快换站的使用与原先燃油车加油的习惯和频率、及位置很挨近。大动力企业十分适合在加油站建造快充、快换耦合站。一起，快换的电池施行租赁，动力企业开电池银行。

对大动力企业来讲，这也是转型的一个十分好的方向。由于在燃油车的时分，动力便是柴油汽油，燃油车是一种动力耗费型的交通工具，电动车是一种资料循环型交通工具。关于资料循环最好的方法是具有电池，石油公司具有了电池就具有了资料循环，也就具有了资料，跟具有石油是完全相似的。长期看，这是一种比较合理的商业模式，我相信会有极大的远景，并且大动力企业必定会介入。现在的充电企业会面临新的竞赛压力。

慢充与车网互动。据统计现在家用电动轿车充电量的75%是经过慢充获得的。而慢充首要是在家里慢充。跟着电动车数量快速添加，慢充会给电力负荷带来很大压力。北京现在现已快40万辆电动轿车了，并且使用频率大大高于燃油车。现在每天上下班车流里至少有20%的电动轿车了，很快就会30%、40%。咱们下班回家都充电，电力体系受不了。现在深圳等地现已呈现这个问题了。

所以，无序充电的年代即将完毕。之后就会进入有序充电阶段，会有后台来办理充电，经过电价机制把充电调整到电力负荷低谷区间。现在深圳现已开端做演示了。办理充电的信息网会智能调度电网的充电能量，动力互联网的雏形就呈现了，这是一件十分十分大的事情。有序充电仍是单向的能量流动，控制一下什么时分充。

再进一步开展便是双向的，电动轿车电池会既充电又放电。比方，电动轿车与修建或者房子连接构成一个动力体系，也便是电动车作为一个储能设备，能够给修建供电。地下车库都停着咱们的电动私家车，将来晚上的电价跟白日电价差别会比较大，比方阶梯电价差1块钱，就会有收益。跟着向可再生动力转型，风电光伏发电动摇大，电多的时分先储贮存一部分，没电的时分再放出，这样一来储能的作用会很大，电价差也会越来越大，电动轿车作为储能设备的价值就会发挥出来。

前面说到，2025年电池轿车车上的电池容量就超越20亿千瓦时了，到2040年3亿辆电动车，一辆车平均65度电，便是差不多200亿度电，便是我国今日全社会一天消费的总电量。

总之，电动轿车储能的潜力极大，会是一个巨大的蓝海商场。现在，各级政府都在面向双碳目标大搞碳减排。其中最重要的途径之一便是根据电动轿车的才智动力，包含光伏、电动车电池、充放电设备、家用电器连成网，一个小区、一个单位、一个社区能够构成一个一个微电网，一个行政区有许多微电网联起来变成区域电网。最终构成整个城市的才智动力，成为绿色才智城市的重要组成部分。

咱们或许会疑问，电动轿车是分散的、移动的、随机使用的、充电设备也不是到处都有的，这种抱负的成果怎么完结？

首要，慢充设施要大遍及。慢充往后的规划是每辆车至少有一个充电桩，最好有两个，便是工作单位和家里各一个。最终抱负的状态是车停下来就会接入电网，这样才干构成储能和电网互动这种功能的完结。完结的手法许多，比方使用车载双向充电机，车下只是需求一个智能插座就能够了，智能插座其实是处理结算问题，就像咱们骑共享单车，只需骑了就能够结算。现在能够充电的当地其实仍是许多的，220伏插座许多当地都有。但问题是，不是你家的电，是不能随便充的。可是假如有了智能插座，结算问题处理了，这个问题就方便的解决了，这从技能视点看只需有标准标准，安满是有保证的。关键是怎么施行。

新的推进力量便是各级城市都要创建低碳城市。需求推行电动轿车，推行光伏、推行储能，这个时分政府会大搞新基建。每个城市每年都有碳减排目标，是有必要完结的。假如碳目标降不下来，新的出资就无法上马。这就像曾经各个城市竞赛GDP相同，现在要竞赛碳减排。全国各大动力企业也都在各个当地出资，整县整市推进可再生动力与才智动力。以电动轿车为中心的电池储能和光、储、充一体化的才智动力体系很快就会在全国逐渐打开。我估量这个进度，在2025年之前首要是有序充电，2025年到2030年会开展出跟修建和微网互动。2030年之后会与配电网互动。

从体系分级看，底层是充放电的硬件设施，中层会是很多的电动轿车储能和微网聚合商，上层是政府介入的调度办理渠道，有区一级的、城市级的，省级的和国家级的国家电网总调度。相关的技能问题并不是十分难，我的团队现在也开端进行这方面的工作，咱们正在与合作伙伴一起挑选中等城市来做演示。以可再生动力为主体的电力体系的特征将会是散布式、商场化为主。国家电力革新基本方针是两头铺开，管住中心，即只管电网，把用户端和发电端铺开，建造全国统一的电力商场。咱们电动轿车充放电也会是一个商场，充电、放电就跟股票的买入和卖出相同，适当于建了一个电动车的股市，电价低就充，电价高就卖。经过经济鼓励手法完结对动摇性风电与光伏等可再生动力的自动调理与平衡。至于对咱们个人而言只用手机APP就能够搞定，这是未来绿色智能城市的一个美好愿景。

最终做一个小结：咱们正在重新动力轿车商场的需求缺乏过渡到求过于供；从政府驱动开端经过商场与政府双驱动阶段，转型到商场驱动为主导的阶段；从培育期、成长期到现在现已进入高速添加期；从演示到商业化现在现已到规划工业化；从乘用车的电动化开展到了商用车的电动化；从电池技能打破的上个十年即将进入燃料电池技能打破的下一个十年；重新动力轿车的突变即将引发轿车整个工业的突变；从轿车电动化即将开展到交通全面电动化，包含电动飞机、电动轮船等；重新动力轿车开展到新动力革新，电化学储能商场在爆发，光伏制氢本年也是元年。世界动力署本年5月份声称这种大规划工业转型标志着从燃料密集型耗费功动力体系向资料密集型、循环功动力体系的一次大转型。所以，往后二三十年，我以为，轿车工业将引领动力电动化、动力低碳化、体系智能化三大革新，并推进我国工业和经济的全面升级。

来源：中关村储能工业技能联盟

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