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新能源汽车靠技术创新“自给”

【机械网】讯

  “我国新能源汽车产量和保有量从2011年到2016年均提升了100倍。” 在近日召开的第二届动力电池应用国际峰会上,中国工程院院士吴锋提供的数据显示。近年来,伴随着系列利好政策的相继落实,新能源汽车的发展可谓突飞猛进。

  补贴是国内新能源汽车行业绕不开的话题。今年9月28日,国家工信部等五部委公布“双积分制”,业内普遍认为,这意味着政府主导培郑州哪家医院治幼儿癫痫病育市场的模式即将画上句号,新能源汽车开始进入企业主导培育市场的新阶段。党的十九大报告也指出,要“构建市场导向的绿色技术创新体系”。补贴“断奶”已成定局,在这种情况下,新能源汽车是否已经作好了告别政策依赖的准备?技术创新如何引领新能源汽车上下游产业链实现“自给”?

  升级增程式电动车技术

  “2020年之后,新能源汽车就不再补贴了。今后三年,企业在拿补贴的同时,既要切实满足积分要求,又要生产卖得掉的电动车。”中国工程院院士杨裕生说,“‘卖得掉’非常重要,车企必须依据市场来选择经营之道和技术路线,不要过分热衷于高积分,以免迷失方向。”

  补贴退坡开启电动汽车新格局,新能源汽车产业开始由市场和政策双轮驱动,通过技术创新引领市场走向成熟成为其发展的必由之路。就汽车本身的技术而言,杨裕生认为,增程式电动车是消除补贴退坡影响下的最佳技术路线,“是建设汽车强国的利器”。

  增程式电动汽车节能的关键是巧用电池和发动机。杨裕生介绍了它的发展路线,“第一代增程式电动车是在纯电动车上加装了增程器和汽油发电机,但由于车内电池和增程器的功率过大,导致其耗电更多,油耗也高。第二代增程式电动汽车优化了电力系统,减少了发动机功率,提高了能效,安全性能较好。”

  杨裕生直言,“电池用量少,补贴退坡和补贴取消的影响就小,这种车将来容易推销。”

  此外,这种“容易推销”的电动车还可以免建充电桩,支持远距离行驶,城市百公里油耗的节油率可以达到80%以上。杨裕生表示,燃油车生产的全功能集成为增程式电动车的发展提供了方便,“结束了纯电动汽车的里程焦虑、安全焦虑、充电焦虑、价格焦虑,避免了插电式混合动力车‘大马拉小车’的不节能问题”。

  不过,杨裕生也表示第二代增程式电动车尚存在不足,“首先,由于全部电流都要通过电池组,电池充、放电过程中产生能量损耗;其次,电池容量虽然比纯电动车少,但要满足最高车速的功率要求,电池用电量就比较高。电池始终处于满功率的运行状态,影响使用寿命。”

  针对这些不足,第三代增程式电动汽车生产已经提上日程。它克服了上一代汽车车重、电耗高的缺点。“而且成本进一步降低,算上高节油率,车辆全周期的总费用远远低于同级别的燃油车。而且该技术适用于各种车辆。”杨裕生说。

  创新动力电池关键材料

  补贴退坡的消息出炉后,有企业对外宣称“销量不降”,杨裕生对“这些企业有如此大的把握”表示怀疑。他认为,这实际上是要消费者来消化补贴的差额。

  “其实,在高补贴政策之下,电动汽车的利润率普遍高于传统燃油车,企业有不小的让利空间。”杨裕生建议,“车企应主动消化差额,治癫痫病大概多少钱不要将补贴退坡转嫁到电池厂。电池价格下降空间有限,汽车企业要充分理解电池行业的处境。”

  动力电池作为新能源汽车的核心零部件是新能源汽车发展的重点,杨裕生所言的电池境遇引起了吴锋的共鸣,“目前的国家规划,对动力电池能量密度的指标要求很高,有300Wh/kg的,也有350Wh/kg的。我们如何实现这些指标的同时兼顾其安全可靠性、循环性能、倍率性能?”

  吴锋表示,“就锂离子电池而言,提高电池的能量密度,材料要先行一步。”他说,高比能涉及到安全性问题,“首先需要安全性材料,包括温度敏感电极、陶瓷高强隔膜、电解质,这三者的协同配合可以显著提高电池的安全性。”

  吴锋介绍了其所在团队的研究项目,“我们正在研究新型异质结构的高比能、高倍率富锂锰基无钴氧化物正极材料,这种材料在纳米尖晶石包覆后获得性能改善,且降低成本有很大空间。”

  “到2045年,动力电池的需求量必然会产生爆发式增长。而原材料持续涨价,如何来应对?”吴锋表示,用轻元素、多电子、多离子反应实现电池能量密度的跨越式提升,打破单电子反应n=1的思维定式将是一种有效的方法。

  探索锂资源开发路径

  作为动力电池的核心材料,锂的制取是电池技术突破的关键,这要追溯到锂的来源问题。中国工程院院士郑绵平表示,“锂和它的化合物已经成为涉及国民经济安全的重要战略资源,锂资源主要包括地下卤水型和页岩型,其他类型也在不断发现。”

  “全球锂产品价格居高不下,需求量不断增加。”郑绵平说,目前,我国锂资源的对外依存度已经达到70%。国内锂生产主要依靠盐湖卤水,其他大部分靠进口锂辉石来生产。2014年锂辉石的进口价格大约为每吨380美元,到现在已经高达每吨450~500美元。如何大力开发高效绿色低成本的卤水型锂资源成为迫在眉武汉治癫痫到哪家医院较好睫的问题。”

  “我国盐湖资源比较丰富,青海盐湖有氯化锂约为1982万吨,西藏已经查明的储量有1740余万吨,”郑绵平表示,“中国正在面临突破的前夜。”

  郑绵平表示,中国盐湖资源的特点,一是富锂卤水的伴北京哪家治疗癫痫病生元素比较多,如硼、钾、硫等;二是碳酸盐型盐湖镁锂比高。“盐湖镁锂比在8以下的,可以开发,技术上已经解决了,8以上的,我们叫它高镁锂比,其开发问题比较难以解决。”

  盐湖卤水的主流提锂技术为沉淀法,郑绵平介绍道,“液体聚集到一定程度之后集中到沉淀池,产生三层效应。最上面一层是淡水,从上往下,浓度沿梯度不断增加,底下就是卤水。红外线照射下,下端是热的,上端是冷的,用这种办法把碳酸锂提取出来时蒸发很小。这叫作沉淀的正温度效应。”

  除了沉淀法,盐湖卤水提锂技术还包括离子交换吸附法、煅烧法、兑卤法等。郑绵平表示,目前,这些办法都在不同程度推进,实际上还处于试工业生产阶段。

  盐湖卤水锂资源是综合性宝贵资源,因此,郑绵平认为,在完善提锂工艺的同时,要切实落实综合利用共生资源的举措。“综合利用盐湖是必要的,因为盐湖是综合性矿产,不是单一的。盐湖中锂的含量比较少,目前得以主要开发提取无非是因为其价格高,但要是综合利用,效益就大不一样了。”


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