提升電動汽車續(xù)航 需先破能量密度和輕量化兩大難關

 近日，節(jié)能與新能源汽車技術路線圖正式發(fā)布，其中規(guī)劃了我國汽車產業(yè)技術未來15年的發(fā)展藍圖。其中，動力電池技術和輕量化技術路線圖就在主要框架之中。

10月31日，國軒高科動力能源股份公司總經理方建華向記者表示：“該路線圖的發(fā)布是基于眾多專家的產業(yè)研究，提出的目標也是按照新能源發(fā)展的要求。但是，目標終究不是指標，未來能否達到目標還需要看新能源汽車的發(fā)展情況。”

其他接受采訪的業(yè)內人士也認為，目前技術路線還存一些需要細化的地方，如對技術發(fā)展預期、資源供給情況、節(jié)能型能效性等多方面，沒有量上的比較。

事實上，續(xù)航里程作為消費者選擇新能源汽車重要考慮因素之一，目前還不能完全滿足消費者的日常需求，動力電池技術升級和輕量化技術能否取得新突破，成為關鍵所在。

技術路線圖近五年內的目標是，至2020年乘用車新車平均油耗5.0升/百公里，商用車新車油耗接近國際先進水平，新能源汽車銷量占汽車總體銷量的比例達到7%以上。而今年前三季度，汽車總體銷量為1936萬輛，新能源汽車銷量占總銷量的比例僅為1.5%。

電池能量密度競賽

今年1-9月新能源汽車生產30.2萬輛、銷售28.9萬輛，同比增長93.0%和100.6%。其中，純電動汽車產銷分別完成22.9萬輛和21.6萬輛，同比增長118.1%和128.4%。

新能源汽車銷量的提升為動力電池的發(fā)展提供契機。2015年，由于中央以及地方政府的政策扶持，動力電池技術整體發(fā)展較快。但隨著新能源汽車的發(fā)展及市場需求，對動力電池技術的要求不斷提高，技術升級也遇到諸多問題。

國內大多采用磷酸鐵鋰電池，同時三元電池的研發(fā)與應用也在逐步展開。由于三元鋰電池安全性較低，工信部2016年初要求暫停將三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣目錄中。日韓的動力鋰電池技術主要開發(fā)以改性錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰三元材料為正極的動力鋰電池。

方建華強調：“國內企業(yè)在電池核心技術上不分伯仲，目前主要欠缺的是電池的總體管理系統(tǒng)，這個需要國內企業(yè)重點去發(fā)展。同時，伴隨著電池技術發(fā)展，也需要國內向能量密度更高的鋰電池過渡。”

根據(jù)技術路線圖，到2020年動力電池滿足300km以上純電動EV應用需求。但是，目前國內采用的動力電池，無法達到這一要求。

如果電動汽車達到500km的續(xù)航里程，其動力電池系統(tǒng)的能量密度理論上至少應達到400wh/kg以上，然而，目前國內純電動汽車廣泛應用的是磷酸亞鐵鋰和錳酸鋰正極的鋰電池動力電池，其單體電池的比能量只有130wh/kg，組合成電池包后，電池系統(tǒng)能量密度不到90wh/kg，較低比能量的電池限制了電動汽車的續(xù)航里程。

大多數(shù)國內新能源車企此前堅持磷酸鐵鋰電池路線，而以特斯拉為代表的新能源車企則走三元鋰電池之路。不過，目前比亞迪在新能源車型“唐”上開始應用三元鋰電池，而包括北汽、江淮、奇瑞、上汽等更多的國內新能源車生產企業(yè)也相繼進入三元鋰電池領域。

業(yè)內專家表示，這并不意味著未來將是三元鋰電池統(tǒng)領天下，電池行業(yè)一向是一代材料一代技術，整個行業(yè)沒有停止對新材料和新技術的挖掘，更高的能量密度和更安全的性能永遠是企業(yè)試圖平衡的兩大命題。

新材料決定輕量化技術

早在2011年，我國工業(yè)和信息化部就曾發(fā)布《工業(yè)轉型升級投資指南》，其中就要求升級汽車輕量化技術。在今年的中國電動汽車百人會論壇上，萬鋼部長強調了“輕量化”是中國電動汽車的發(fā)展方向之一。

新發(fā)布的技術路線圖也提出，以鋁、鎂合金和碳纖維復合材料為重點，逐步掌握輕量化材料制造技術。可以看出，輕量化是目前汽車實現(xiàn)節(jié)能減排的措施之一。

目前，純電動汽車的電池技術尚未解決續(xù)航里程問題，輕量化對節(jié)能減排效果比較明顯。相關數(shù)據(jù)顯示，汽車的整體質量每降低10%，油耗可降低6%-8%，與此同時，汽車車重每減少50%，二氧化碳的排放量就會減少13%，并且汽車整備質量每減少100公斤，百公里油耗可降低0.3-0.6升。

對比傳統(tǒng)燃油汽車，純電動汽車更需要輕量化技術應用，電動汽車的動力電池系統(tǒng)通常占整車總質量的30%-40%。

相比傳統(tǒng)汽車，新能源汽車車身結構不一樣，高強度鋼、鋁合金、鎂合金在新能源汽車上應用較多。因此，新能源汽車的輕量化技術手段、電動汽車整車重量、續(xù)航能力與重量設計都需要重新研究。需根據(jù)不同車型，設計輕量化方案。

對此，長江汽車控股有限公司副董事長姜安寧10月31日在接受記者采訪時表示：“目前長江汽車對電動汽車都是整體設計和研發(fā)的，不是對現(xiàn)有車型進行改裝。雖然整車成本大大提高，但是新技術可以投入使用，安全性也相應提升。”

技術路線圖規(guī)劃，遠期重點發(fā)展鎂合金和碳纖維復合材料技術，實現(xiàn)碳纖維復合材料混合車身及碳纖維零部件的大范圍應用。

北京理工大學機械與車輛學院副教授孫立清也表示：“現(xiàn)在存在一個誤區(qū)，就是認為碳纖維材料很貴，其實目前需求還沒那么多，隨著新能源汽車產品的成熟，產銷量逐漸增多，成本也會隨之下降。”