我国动力电动化的发展前景有哪些？

中国动力电动化发展前景预测与技术路线图展望

1.动力电池与纯电动汽车

锂离子动力电池应用于电动汽车以来能量密度不断提升。国际上主流动力电池和新能源汽车企业的共同目标是2020年前实现单体电池比能量达到300瓦时/公斤，使电动汽车达到与燃油汽车大体相当的续驶里程。目前，国内企业宁德时代等已经成功开发出了300瓦时/公斤的大容量软包型锂离子电池产品，计划2020年前在全球率先投放市场。从车用角度看，体积能量密度显得更为重要，其它高比能量电池如锂硫电池难以车用的主要原因是因为体积比能量低。而这方面锂离子电池具有优势。正如国际著名电池专家JeffDahn所言：锂离子电池很难在体积能量密度上被击败。从这个角度看，锂离子电池具有成为动力电池主流技术的潜质和前景。但是高比能量锂离子电池的安全性始终是一个瓶颈。解决这一难题一方面要靠热-机-电系统技术抑制电池热失控的诱发与蔓延；另一方面要从长计议，从改善电池本征安全性出发，发展新型固态电池技术。近年来国际上在无机硫化物固体电解质方面取得重要突破。但受制于固/固界面稳定性问题，固态电池发展可能要经历从液态→半固态→固液混合→固态，最后到全固态过渡的发展阶段。基于对国内动力电池技术和产业基础的分析，以及对标国际动力电池发展技术水平和目标，十三五国家重点研发计划《新能源汽车》总体专家组于2017年底提出我国动力电池技术发展技术路线

2.燃料电池与燃料电池汽车

根据奔驰、丰田、现代等在燃料电池领域具有技术优势的国际大公司预测分析，面向2025年锂离子电池电动汽车与氢燃料电池汽车的成本优势对比，燃料电池汽车在长途重载大型交通运载工具中具有优势。总体而言，锂离子电池动力系统更适合取代汽油机，而燃料电池动力系统更适合取代柴油机。在燃料电池早期发展阶段，曾试图发展纯燃料电池动力系统。但经过多年探索，尤其是我国在2000年-2005年的研发贡献，目前燃料电池与动力电池的混合动力已经成为燃料电池动力系统的主流技术路线。我国燃料电池汽车的产业化是以纯电动和插电式混合动力为基础平台的。因此，商业化初期均采用了小功率燃料电池与动力电池的深度混合动力构型，使成本降低，耐久性提高。从全球看，燃料电池汽车相比纯电动汽车的产业化进程约晚10年左右。预计2020年将是燃料电池汽车技术在部分车型和局部市场率先突破，并取得竞争优势的关键年份。2025年前燃料电池汽车技术将逐步成熟，但还将面临制氢、运氢、加氢、储氢等氢能技术效率偏低和成本偏高的问题。预测在2025年-2030年间将取得氢能技术新一轮突破，从而实现氢能与燃料电池技术的全面成熟以及在交通与能源领域大规模全方位市场渗透。中国燃料电池技术与国际先进水平的差距主要表现在以膜电极为代表的基础技术和以高速无油空压机为代表的总成技术上。此外，与动力电池相比，燃料电池的产业链还很薄弱。但是目前中国燃料电池产业化态势全球最佳，已经吸引了全球相关资源的深度参与和全面聚集，预计在今后5-10年有可能达到与目前中国锂离子电池国际地位相当的水平。

3.内燃机混合动力汽车

发展混合动力有两条宏观技术路径：一是从内燃机动力往上发展，一条是从纯电驱动平台往下兼容，如图3所示。日本属于前者，以常规混合动力为特色；中国主要选择了后者，以插电式混合动力为特色。宏观技术路径往往对具体技术路线有很大影响。