中國儲能網(wǎng)訊：未來新一代的動力電池將采用何種電化學體系？電池系統(tǒng)如何準確估計純電動汽車的續(xù)駛里程？中國的燃料電池汽車應該如何發(fā)展？這些問題，都在8月17日國際電動汽車學術研討會暨中美清潔汽車聯(lián)盟2015技術年會上有所解答。為期兩天的會議，來自清華大學、汽車安全與節(jié)能國家重點實驗室、美國密西根大學、美國能源部阿貢國家實驗室等諸多專家學者濟濟一堂，悉心探討前沿技術，共謀新能源汽車發(fā)展。
■電動汽車是產(chǎn)業(yè)升級突破口
中國電動汽車百人會理事長陳清泰在會上表示，中國把電動汽車上升到國家戰(zhàn)略，主要出于三種考慮：首先是國家能源安全。2014年中國石油對外依存度已逼近60%，在未來較長時間中國人均汽車保有量還處于上升期，這就使我國能源安全面臨有史以來最大規(guī)模、最為嚴峻的挑戰(zhàn)。新能源革命為我國提供了新的思路、新的途徑，電動車的廣泛使用將提高國家能源的安全性，使13億中國人的汽車夢更多地依托新能源汽車來實現(xiàn)。
其次是降低大氣污染和溫室氣體排放。近年來大范圍、重度、持續(xù)的霧霾已經(jīng)威脅居民的健康和正常生活，汽車排放已經(jīng)成為社會關注的一個焦點。電動車另辟蹊徑，可以從根本上解決汽車自身排放的難題，實現(xiàn)政府對居民和國際社會減排的承諾。
最后，電動汽車是迎接第三次工業(yè)革命標志性產(chǎn)品，是步入互聯(lián)網(wǎng)時代重要的智能終端，也是中國產(chǎn)業(yè)升級的一個突破口。百年來汽車動力技術最重大的變革，為中國制造業(yè)升級提供了戰(zhàn)略機遇。但是，陳清泰承認，與技術上幾乎完美的燃油車相比，電動汽車對企業(yè)和消費者來說，減排、能源安全等都屬于外部性效益，近期還明顯地“不經(jīng)濟”、“不方便”、“不放心”。在這種情況下，中國政府成了電動汽車的第一推動力。
湖南南車時代電動汽車股份有限公司負責人表示，在官產(chǎn)學研的合作努力下，情況正在改變，越來越多的企業(yè)把電動車當作了自己的發(fā)展戰(zhàn)略，有越來越多的傳統(tǒng)汽車之外的企業(yè)，包括互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)高調(diào)介入，為電動汽車發(fā)展注入了活力；消費者對電動汽車的認可程度也在較快地上升，有人說2014年是中國電動汽車的元年。中國電動汽車正在走出產(chǎn)業(yè)化初期出現(xiàn)的技術成熟度與市場規(guī)模、用戶普及程度與基礎設施建設、產(chǎn)業(yè)規(guī)模與生產(chǎn)成本之間“先有雞－先有蛋”的困境。
■電池材料的創(chuàng)新與發(fā)展
“材料是基礎，先進的材料是先進制造業(yè)的基礎，先進的鋰離子電池材料是先進鋰電池的基礎?！敝袊こ淘涸菏筷惲⑷嬖V記者?！豆?jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》明確指出，到2015年，動力電池模塊比能量達到150瓦時/公斤以上，成本降低至2元/瓦時，循環(huán)壽命穩(wěn)定達2000次或10年以上。到2020年動力電池模塊比能量達到300瓦時/公斤以上，成本降低至1.5元/瓦時以下。為了完成上述任務，陳立泉表示在未來五年中立足于哪些材料或電化學體系,我們必須有前瞻性的戰(zhàn)略眼光，必須作出正確選擇。
目前，含鈷、鎳基氧化物、三元材料、尖晶石錳酸鋰和層狀錳系正極材料以及高電位正極材料;高容量硅碳復合負極材料;寬電化學窗口、高安全性新型電解質(zhì)體系（包括聚合物為主的固體電解質(zhì))等都是研究的重點。著眼2020年的300瓦時/公斤，陳立泉表示應深入開展下一代新型動力電池材料的創(chuàng)新研究。例如，開展多電子反應材料和自由基聚合物材料的基礎研究，以及鋰空氣電池、鋰硫電池等新的電化學體系探索研究，為電動汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展進行技術儲備，確立我國下一代車用動力電池的主導技術路線。
陳立泉表示，下一代鋰電池應是全固態(tài)鋰電池。因為固態(tài)電池性能穩(wěn)定，安全性高，是電動汽車可靠的動力來源。目前我國鋰電池已經(jīng)初具規(guī)模，固態(tài)電池可以借力現(xiàn)有的鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈，從材料研究、生產(chǎn)到應用,再到電芯設計、制造以及設備全產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化，縮短研發(fā)周期，預計5年可實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
■電池系統(tǒng)的優(yōu)化管理
根據(jù)2015年美國華盛頓中心指導委員會達成的共識，中美CVC2.0將更加注重車用動力電池從材料到系統(tǒng)的理論創(chuàng)新以及安全可靠性的集成技術研究。由于技術及制造工藝的限制，設計制造出適合純電動汽車使用的單體電池較為困難?！蹦壳凹夹g較為成熟的純電動汽車供電方式是由若干個、幾十個甚至幾百個單體電池通過串并聯(lián)而成的電池組供電。這樣的供電方式需要采集的電池信息量大，很難用集中式數(shù)據(jù)采集與管理方式實現(xiàn)，故采用分布式的電池管理系統(tǒng)實現(xiàn)電池的管理?！皩幍聲r代新能源科技有限公司董事長曾毓群對記者表示。
清華大學教授、中美CVC2.0中方主任歐陽明高表示，現(xiàn)在電池管理系統(tǒng)（簡稱BMS）研究的核心問題是安全性、耐久性和動力性。在安全性方面，電動汽車發(fā)生事故一般是由電池熱失控造成，原因有三：電池過熱、電池過充導致內(nèi)部短路和車輛碰撞。在提高耐久性方面，現(xiàn)在主要研究具有更高活性的電池電極材料，增加離子循環(huán)次數(shù)和恢復可逆容量；在動力性研究中，主要關注電池的輸出、輸入功率，并通過對電壓、電流的實時監(jiān)控，計算電池剩余電量（SOC），以達到準確估算電動汽車續(xù)駛里程的目的。
電池管理系統(tǒng)（BMS）是純電動汽車的重要組成部分，其對純電動汽車的安全行駛起著重要作用。歐陽明高表示，純電動汽車整車的安全性能受電池管理系統(tǒng)具備的多項功能的影響是不盡相同的，尤其是安全問題，一直受到人們的廣泛關注。通過電池系統(tǒng)的優(yōu)化管理，可以有效降低電池組成本，提高電動汽車續(xù)駛里程。作為電動汽車三大基礎性組成之一，設計制造更高性能的電池管理系統(tǒng)，十分重大。
