中國新能源汽車與電池技術研發(fā)進展與重點部署

摘 要：隨著交通運行量的增加，對環(huán)境造成極大的負擔，環(huán)境問題逐漸引起人們的關注。汽車排放清潔化、能源多元化的控制模式成為當下主要研究目標。新能源汽車的發(fā)展逐漸引起重視。借助新能源汽車可是新高效節(jié)能減排的處理模式，對社會發(fā)展的積極影響不容忽視。電控內燃技術、電池技術的發(fā)展對新能源汽車的影響極大。文章對新能源汽車、電池技術的發(fā)展狀況進行了分析。

關鍵詞：新能源汽車；節(jié)能；動力系統(tǒng)；電氣驅動

引言

汽車產銷量逐漸增加，帶動了石油行業(yè)的發(fā)展，中國能源供應存在嚴重不足，對國外原油的依賴程度較大。加強新能源開發(fā)，避免過量二氧化碳排放引起的環(huán)境負面影響十分關鍵。針對當下汽車工業(yè)中，環(huán)境問題、能源問題的主要矛盾，加強新能源汽車行業(yè)的發(fā)展十分必要。作為世界新能源汽車的產銷大國，汽車零部件至關重要，汽車動力電池的研發(fā)對整體汽車的影響最為突出。作為重點研發(fā)問題，加強電池等相關資料的分析，縮短國內外水平差距是當下主要任務。

1 新能源汽車發(fā)展概述

1.1 動力系統(tǒng)發(fā)展概述

能源危機日益嚴重的今天，加強對汽車動力來源的合理控制十分必要?，F(xiàn)階段，世界范圍內的汽車保有量為8億，有關部門統(tǒng)計結果表明：預計到2020年全球石油耗費量中，將有65%以上屬于交通行業(yè)耗費。供求危機逐漸增加，導致油價等市場行情不斷發(fā)生變化。引起環(huán)境污染、溫室氣體排放等問題突出。為此，加強新能源汽車的開發(fā)十分必要。2013年11月，國家財政部、科技部、工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委等四部委共同確定了28個中國第一批新能源汽車推廣應用城市或區(qū)域的名單，其中包含23個城市和5個城市群。

1.2 新能源汽車產業(yè)相關政策

為了鼓勵國家新能源汽車的應用，政府提高了對應電池支持汽車的投入，出臺了一系列補貼政策。2012年7月，國務院正式發(fā)布《節(jié)能與新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，規(guī)劃了中國未來新能源汽車將以純電驅動為主要戰(zhàn)略發(fā)展方向，當前應重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產業(yè)化，這為中國新能源汽車的發(fā)展提供了路徑支持。國務院相關機構對相關行業(yè)標準、技術規(guī)范的落實提出對應新要求，為中國汽車行業(yè)的合理發(fā)展打下了良好基礎。國家針對消費者購買狀況，提出了對應新能源汽車的政策要求，充分體現(xiàn)了國家對新能源汽車的重視程度。

1.3 新能源動力系統(tǒng)的戰(zhàn)略

（1）目標定位，動力系統(tǒng)對汽車行業(yè)的發(fā)展影響巨大，是提高新能源動力系統(tǒng)合理性的關鍵。國家針對科技規(guī)劃領域的發(fā)展結果表明，在提高汽車保有量的前提下，對年油耗量的控制需要維持在每臺車1t左右，同比需要縮減成本30%左右。國內車輛的能源從傳統(tǒng)石油、天然氣逐漸向生物燃料方向發(fā)展。建立國有汽車新能源技術的長期發(fā)展是當下主要任務目標。

（2）戰(zhàn)略要求。為了實現(xiàn)上述目標，需要切實考慮能源動力的要求。對發(fā)動機進行電控、清潔方向的處理。針對二氧化碳排放量逐漸增長的狀況，加強電氣化、多元化的合理控制，是提高動力系統(tǒng)發(fā)展合理性的關鍵。為了推進節(jié)能、汽車行業(yè)的穩(wěn)定性，需要保證汽車朝著微型化、低油耗的方向發(fā)展，深入開展動力系統(tǒng)的核心技術。針對電機驅動系統(tǒng)內燃機系統(tǒng)進行深入調整，提高能源系統(tǒng)的合理控制化，實現(xiàn)自主研發(fā)的創(chuàng)新要求。

2 新能源動力系統(tǒng)研發(fā)進展

2.1 研發(fā)現(xiàn)狀

在單體電池新產品方面，我們的磷酸鐵鋰能量密度已經能夠做到120到140瓦時/公斤，容量為5安時的磷酸鐵鋰電池能量可達130瓦時/公斤。單體動力電池安全性都達到了國標的安全性要求，但是在錳酸鋰和三元體系等方面，對安全性的把握控制應該更為嚴格。國內的方形鋰離子電池比國外水平更先進，但是在軟包和18650電池的技術方面，能量密度上我們與國外相比還有比較大的差距。從整體分析角度出發(fā)，對應關鍵問題需要考慮鋰電池的要求，現(xiàn)階段，已經初步形成了完整的鋰電池體系，針對鋰電池動力系統(tǒng)的結構、工藝和生產技術的控制已逐漸形成了新模式。亞洲范圍內，鋰電池主要在中、韓、日三國的研發(fā)較多。世界范圍而言，美國的研發(fā)能力較強。中國動力電池的指標與國外先進技術已經明顯縮小了差距，但是在材料基礎方面仍有待提高。加強抑制效果、電池安全穩(wěn)定性是當下企業(yè)研發(fā)的主要方向。對國內電池制造廠家而言，其優(yōu)勢產能要求不容忽視。

2.2 存在問題

國內鋰電池發(fā)展中，存在問題較多，分析如下：第一、高端材料的應用有限，低端材料相對存在過剩的狀況。整體工藝加工有待提高、需要充分考慮材料穩(wěn)定性特點。第二、電池設計中無法實現(xiàn)基本要求的滿足，多組電池共同存在仍無法滿足要求。第三、電池回收規(guī)劃能力差，整體設備的發(fā)展水平偏低。電池在制造方面，受精度、性能、適應范圍等限制，與國外企業(yè)的發(fā)展狀況存在一定差距。第四、自主創(chuàng)新能力一般，國內電池企業(yè)無論工藝研發(fā)，還是設備制造等，均存在自主創(chuàng)新能力差的不足，限制了相關經驗、設備制造水平的發(fā)揮。再者，電池檢測功能有限，從數(shù)據(jù)采集方面而言，需要充分考慮熱管理、安全管理方面的要求，避免散熱、保護、使用等存在隱患問題。

2.3 未來研發(fā)重點

在動力電池研發(fā)規(guī)劃上，我們也提出了電池能量密度規(guī)劃，即到2020年達到300瓦時/公斤，成本降到0.8元/瓦時以下。在最新的規(guī)劃中，我們要求電池能量密度達到500瓦時/公斤以上，世界主要國家在這些規(guī)劃目標方面基本保持一致。

專家預計，2020年是國內動力電池發(fā)展的關鍵階段，對應鋰電池技術研發(fā)目標主要是針對新型鋰電池進行的開發(fā)，重點考慮能量密度的提升，加強動力系統(tǒng)的智能化研究。爭取到2025年，實現(xiàn)新型電池技術的的發(fā)展取得顯著成就，縮短與國際先進水平的差距。提高相關企業(yè)的整體競爭力。未來發(fā)展期間，高性能、低成本的鋰電池是主要目標，對新能源汽車動力行業(yè)而言優(yōu)勢極為突出，可充分實現(xiàn)便利度、安全性的提升。

2.4 節(jié)能減排效應分析

與傳統(tǒng)燃油汽車相比，能量轉化問題需要引起關注，對應轉化效率、能耗問題、綜合效率等均可實現(xiàn)優(yōu)化。在考慮電網輸電效率的基礎之上進行能耗分析，結果表明提高純電動汽車的優(yōu)化可充分實現(xiàn)汽車能耗比例的降低。純電動汽車、混合動力汽車的能耗需要充分加強能源結構的優(yōu)化，保證整體發(fā)電質量的提升，對電動汽車的合理發(fā)展具有積極影響。

新能源汽車的碳排放量下降明顯，根據(jù)其驅動狀況可實現(xiàn)對能源的高效利用?；旌蟿恿ζ嚪矫妫紤]燃油汽車的測算，可實現(xiàn)汽車排放量的合理控制。充分緩解中國以火力發(fā)電為主的能源結構形式，對電動汽車、混合動力汽車的長期合理發(fā)展具有積極影響。

3 結束語

從汽車能耗、環(huán)境發(fā)展角度出發(fā)，新能源汽車的發(fā)展已經成為當下主要任務。加強汽車節(jié)能減排理念的落實，提高電池技術的發(fā)展，對各個企業(yè)長期統(tǒng)籌規(guī)劃管理具有重大影響。合理考慮充換電設備設施的要求，提高電池技術的結構、材料、原理分析，對提高動力電池發(fā)展的合理建設具有不可低估的作用。加強資金、資本建設的合理控制是當下主要工作內容。通過對汽車能源的有效控制，可避免石油、天然氣等原料耗費比例過高，二氧化碳排放量過大的危害，發(fā)展前景十分廣闊。

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作者簡介：馬寧（1979.04-），男，回族，籍貫：北京市西城區(qū)，學歷：本科，職稱：工程師，單位：中國汽車技術研究中心，研究方向：新能源汽車。