中国新能源汽车出现爆发式增长,该行业这些年来的变革发展是怎样的?
根据官方所发布的汽车产销量数据显示,我国新能源汽车在2021年的产量超过350万辆,并且预计在2022年的产量会超过500万辆,这简直是爆发式的增长。这也反映了新能源汽车行业在这些年所取得的巨大成果与良好的发展前景,我国新能源汽车实现了从起步到逐渐成熟的重大突破。
新能源汽车之所以会出现爆发式的增长,国家政策是主要的支持原因之一。机动型汽车以石油为主要燃料,石油的燃烧时会产生大量的二氧化碳,二氧化碳的过量排放会造成地球的温室效应,从而严重破坏地球的生态环境,而新能源汽车走使用电力作为能源,在使用时并不会产生二氧化碳,能够起到保护生态环境的作用,具有节能环保的优点。因此国家出台了一系列政策来支持新能源汽车行业的发展,比如加大对购买新能源汽车的用户的补贴力度,这使得有越来越多的用户选择购买新能源汽车作为交通工具。
新能源汽车的爆发式增长也是汽车开发商不断开发新技术,努力创新的结果。传统的机动型汽车发展已经比较成熟,留给汽车开发商的创造性空间比较小,所以汽车生产商们也致力于开发其他类型的汽车,致力于实现汽车的智能化与电动化。我国也在这方面取得了不错的成果,新能源汽车的产销量稳居世界第一。
我国的新能源汽车产业具有完整的生产链,可以说已经是一个相当成熟的产业了。新能源汽车的生产商一直致力于掌握新能源汽车的核心技术,独立开发新能源汽车的电池,形成完整的供应链,使得国产品牌在新能源汽车行业中占有重要的一席之地。
近日,我国十四五规划和2035年远景目标全文出台,战略方针已定。在全文中,“绿色”被提及19次,“能源”“新能源”被提及11次,能源结构体系优化是中国能源战略改革的方向,十四五规划明确提出要推进“能源革命”与“提倡绿色生产生活方式”。正因如此,电动 汽车 产业作为绿色新能源的重要组成部分,迎来了未来五年最大发展机遇。
众所周知,电动 汽车 、新能源 汽车 一直是老生常谈的话题。从2001年国家出台一系列关于新能源 汽车 方面的战略规划和政策指导开始,我国新能源 汽车 行业已经经历了二十年坚定不移的创新转型工程。
而作为国内最早的现代化乘用车合资企业之一,一汽-大众在近30年的发展中建立了行业领先的生产、研发、质保、采购和服务等全方位的强大体系能力,并成为国内乘用车合资企业的典范。如今,面对新能源浩大变革中的机遇和挑战,一汽-大众在今年迈出了电动化发展中坚实的一步:“基于MEB平台打造的ID.4CROZZ亮相”“基于MLB evo平台打造的奥迪e-tron投产”让大众和奥迪双品牌电动化战略得以全面落地。
在一汽-大众持续落地精品产品间,行业也在频频发问,为何一汽-大众能够在短时间缔造如此成果?为何一汽-大众能够成为新能源变革中的佼佼者?对于以上“灵魂拷问”,一汽-大众在此前于佛山举办的“电动化、数字化”高峰论坛给出了完美解答。论坛上,一汽-大众从技术到产品,从制造到绿色生产,从未来布局到体系构建,针对电动化布局进行了全维度解析,为中国新能源 汽车 发展,提供了一整套值得借鉴的行业范本。
自ID.4CROZZ正式与市场见面,消费者在最容易接触品牌的产品端首次体会到一汽-大众在电动化上的硕果。作为MEB平台下的电动化产物,ID.4CROZZ充分展示了MEB平台具备的真实续航、长轴距短前悬带来的大空间等绝对优势。更为重要的是,根据规划,未来三年一汽-大众将推出四款MEB车型,这似乎传递出一个信号:一旦一汽-大众开始在电动赛道上全速冲刺,大量新能源精品将在短时间内占领各大细分市场。而在一汽-大众奥迪这一边,MLB evo平台下的当头炮——奥迪e-tron已成为豪华品牌中实力最为突出的纯电车型。
两款里程碑式产品的亮相与投产,标志了一汽-大众双品牌在电动化发展中势如破竹的姿态,而除了产品端,一汽-大众自2017年开始着力布局新能源领域后,其打造的摩斯智联和摩捷出行双“摩”并进,车联网自主研发进展顺利;与华为、阿里、宁德时代等合作伙伴一起,共同开发创新技术解决方案,构建NEV生态系统。这些领先行业多个身位的动作让外界看到了一个前所未有的一汽-大众,一个将电动化真正融入品牌发展脉络的一汽-大众。
据了解,预计到2021年底,超充桩规模将超过3000个,超过6000个车位。覆盖25个城市,并饱和覆盖7个电动车核心城市,实现5公里内必有一个超充站。在应急充电方面,用户可通过一汽-大众超级APP进行一键加电操作,实现上门充电或者上门取送车充电,满足用户应急充电需求。
从这些成果和规划中不难看出,如果说以特斯拉为首的新造车企业是当下金融市场对标电动化时代的风向标,那一汽-大众无疑是 汽车 工业在电动化,数字化转型中的压舱石,一场真正发源于传统 汽车 强企内部的革新与布局,才可能从根本上重塑中国 汽车 工业电动化蓝图的主线,作为全面贯彻电动化战略的合资巨擘,一汽-大众无疑是自我变革最为彻底的劲旅。
在电动化制造方面,随着华南基地佛山MEB智慧工厂以及长春基地MLB evo平台的投产,一汽-大众建成了具备国际竞争力和行业领导力的电动化制造体系。
其中,MEB平台是德国大众面向未来开发的,专门用于生产智能化、网联化、纯电动 汽车 的模块化平台,整合了大众 汽车 的所有先进生产技术,旨在为用户创造全新的用车体验。作为一汽-大众全国五大基地“智慧工厂”担当,华南基地率先引进了MEB平台,从精益工艺、智能制造、严苛检测三个角度打造全新的MEB工厂。
在高度智慧化的基础上,佛山MEB工厂对生产技术与工艺进行了革新升级,其中,新能源车间是佛山MEB智慧工厂领先全行业的亮点。
据悉,该车间包含壳体焊装线与电池装配线,采用IVTAC 高速冲铆、免对比在线测量、视觉引导系统等先进技术,确保电池包的安全性与可靠性。其焊装线是基于VASS 06最新标准设计的高智能化自动生产线,整线自动化率达到85%。大量采用高精尖新技术,真正实现了高水准的自动化、智能化、数字化;而装配线是按照康采恩集团最新标准规划的高自动化、高智能化、高柔性化生产线,自动化率达到80%;电池车间采用机器视觉系统,获取图像并进行数字化分析,其高精度测量确保了产品高质量的稳定性。
作为一汽-大众电动 汽车 战略样板工厂,佛山MEB智慧工厂目前年产能超过60万辆。到2024年,佛山MEB智慧工厂的生产能力将达到77万辆。结合一汽大众未来三年四款MEB车型的发展规划,强大的制造能力将成为高速推新的有力保障,而也正是因为有佛山MEB智慧工厂作为背书,一汽-大众的电动化产品攻势才能真正与其他企业拉开差距,成为拉动中国 汽车 电动化变革的引擎。
从现有的 汽车 行业生态圈到未来新能源 汽车 生态圈,对行业中每一个利益相关方来说都是一场巨大的变革。传统 汽车 主机厂必须决定其是否要从一个以固定资产、产品一次性销售的商业模式中跳脱,转型成为向消费者提供“零死角”新能源服务的服务商。
而当一汽-大众迈入电动化时代后,其考虑的不仅仅是“进入”电动化领域中来,更是“拓宽”电动化领域的更多可能,这也是一汽-大众再次与其他传统车企拉开差距的关键点。
为了构建全维度的新能源 汽车 生态圈,一汽-大众从研发体系、生产管理、质量管理、营销体系等多个维度发力,持续完善NEV生态系统,促进传统能源向新能源转型这一发展目标的实现。
在研发体系上,除了佛山MEB工厂外,一汽-大众还规划了占地总面积9500平方米的新能源中心,并且已经逐渐形成覆盖整车特性各个领域的研发能力体系,具备了整车本地化开发的能力,这也帮助一汽-大众能够打造超越中国用户期待的高品质新能源产品。
值得注意的是,一汽-大众建立了“全员全过程”的质保体系,组建了超过2000人的质量保证团队,以强大的体系力和深入血液的质量意识,确保新能源产品的高品质。这就是说,消费者所购买到的一汽-大众新能源产品不光强于产品力上,更稳于产品质量的保障上。
更重要的是,针对新能源产品,一汽-大众对营销体系进行了全面升级。近年来,一汽-大众通过渠道下沉、销售网络深耕细作等方式,建立起新型战略伙伴关系,与合作伙伴实现发展、合作、共赢。并且,通过开发精细灵活的网络模式、打造整合的线上数字化营销平台等方式,一汽-大众覆盖全国的营销网络不断进化。在推出年轻化、个性化的产品,丰富品牌内涵的同时,一汽-大众还借助文化、 体育 等多领域跨界营销展现出品牌亲和力。这为一汽-大众新能源产品获得销售、服务高满意度奠定了坚实基础。
由此可见,一汽-大众所构建的NEV生态是融合新能源 汽车 各支链的集大成者,此举在目前合资品牌市场中,是绝对鲜有的。从生产端到营销端再到服务端,一汽-大众的革新在中国 汽车 向新能源领域转型的路上
全体系的迸发成就了一汽-大众在新能源变革中的领先性,而作为一家深耕中国车市多年的车市领航者,一汽-大众在创领变革的同时,依旧将“绿色制造”定为发展第一准则。
可以看到,为了进一步减少碳排放,一汽-大众发布全新的新能源战略“goTOzero”,聚焦气候变化、资源、空气质量和环境合规四大行动领域。基于此项战略,一汽-大众开展 汽车 行业规模最大的减碳计划, 汽车 、工厂、经销商、办公室和供应商网络,都将达到100%的绿色环保。
一汽-大众(技术)副总经理迪亚德在“电动化、数字化”高峰论坛上对外宣布,一汽-大众将制定一个明确的规划,所有工厂2030年前实现二氧化碳排放量减少30%的目标。这一点在一汽-大众佛山MEB工厂中就有明显体现,其是国内 汽车 行业首个获得中国绿色建筑委员会授予的“绿色工业建筑”三星认证工厂。在建筑的全生命周期内,一汽-大众最大限度地节能、节水、节材,保护环境和减少污染。目前,佛山MEB工厂已实现了绿色能源转换,所使用的电能都来自清洁能源。
结语: “创新”二字,各主机厂在当下中国新能源 汽车 领域皆在不断提及,的确,唯有创新才能应对飞速变革的市场,才能踩准国家发展的节奏。但“创领”对于很多主机厂而言,是望尘莫及的,想做到对市场的引领,并推动市场进入新能源时代,需要的并不仅仅是一款高续航的车型,或单单一个技术平台,更应该是一套全维度的发展架构,而能够构建如此架构的,有且仅有一汽-大众。
一方面,一汽-大众是当下车市的领头羊;而另一方面,在近三十年的发展中,一汽-大众不光在发展,更成为了车市的观察者,其更懂得如何能帮助行业转型,这也正是一汽-大众不遗余力打造智慧工厂、建设NEV生态的原因所在。
今年是一汽-大众的“创变”之年,更是而立之时前的关键蓄力,其在电动化上所埋下的伏笔以及打下的坚实基础也在即将迎来的“十四五”中得到全面释放。市场有理由相信,这家在燃油车领域的引领者将以新的面貌去撬动中国新能源车市的新一轮高质量发展。
中国新能源行业依旧处于初级发展状态。
随着新能源的发展变得越来越快之后,很多人都觉得中国已经成为了新能源大国,但是在我看来,中国在新能源领域还并没有取得太辉煌的成就。
一、中国新能源行业依旧处于初级发展阶段。由于已经意识到了新能源会给中国的未来发展带来新的契机,这使得新能源行业已经得到了官方的大力支持。只不过从目前来看,新能源行业的发展还没有达到成熟的水平,由于新能源行业目前还处于初级阶段,所以导致新能源行业存在着乱象丛生的现象。
二、中国新能源产业处于初级阶段,是因为还没有形成统一的发展模式。当越来越多人看好新能源产业的发展之后,很多人都想要进入新能源领域发展,这导致新能源产业目前处于粗制滥放的阶段。虽然这样的发展模式会给新能源的发展带来很多的机会,但是同样会产生很多的弊端,在没有形成统一发展模式之前,国内的新能源产业并不可能取得太多的效果。
三、中国新能源产业处于初级阶段,是因为发展势头并不一致。由于很多新能源企业在发展过程中并不会选择与其他企业进行合作,这使得每个新能源企业的发展步调都有着很大的区别。而如果继续保持单打独斗的模式,那么必然会导致中国新能源产业的发展受到严重的影响,只有各方共同努力展开全面的合作,才能够解决发展势头不一致的问题。
在看到国内的新能源产业取得如此出色的发展之后,我当然感到非常的高兴,只不过我还是希望中国新能源产业能够实现快速升级的目的,因为只有实现快速升级,中国新能源产业才能够提升自身的竞争力。
随着电动汽车动力电池技术的快速发展,动力电池系统能量密度从最初的不到100wh/kg已经发展到目前的180wh/kg。而据动力电池业内人士表示,2020年动力电池单体能量密度超过300wh/kg,系统能量密度达到240wh/kg已无悬念。如果对240wh/kg这个数字没有什么概念的话,那如果说一台紧凑级纯电动汽车充满一次电能够行驶超过800km,就能够清楚的知道这个系统能量密度240wh/kg是什么意思了。
电动汽车可以跑的更远的同时,一个重要问题出来了:
充电效率跟续航里程一样,制约着电动汽车的发展和普及。随着三电系统电压的提升,原本400伏电压平台将逐渐的被摒弃,而以保时捷Taycan为代表车型的800伏电压平台,以及比亚迪为代表的600伏电压平台,将逐渐取代老旧的400伏电压平台。
除了系统成本降低、效率提升之外,高电压系统最大的好处就是让电动汽车的充电效率大幅提升。以保时捷taycan为例,保时捷taycan的充电功率最高达到了250千瓦,充电5分钟可行驶100公里。而目前市场上销售的绝大部分车型的最高充电功率仅仅维持在60-80千瓦左右。而以国家电网为主导的360千瓦快充标准及整车应用,也将合适时机与北汽新能源联合推出。
可以想象,2020年及以后的2年内,电动汽车单次续航里程以及充电效率将基本上解决。一台单次充电续航800公里、充电时间只有20分钟左右的电动汽车,已经基本上具备了颠覆传统燃油汽车的能力。
冬季电动汽车续航里程缩水,又一个重要问题出来了:
在气温低至-20℃的冬季室外使用手机,续航能力将大大降低,基本上10分钟左右手机就会直接关机。这是锂离子电池的特性,低温环境下电池活性会迅速降低导致。
同理,一台电动汽车在冬季的低温环境下正负极之间的离子移动将变得困难,对应的电池的活性也将大大的降低。所以,很多电动汽车车主在冬季使用车辆的时候发现,续航里程往往只能达到其他季节的一半左右的表现,同时充电的效率也大大的降低,甚至于在较为极端的环境下根本充不进去电。
似乎动力电池热管理已经成为业内的最大难题。如果没有好的解决方案,电动汽车在高纬度地区的普及将大大受阻。这个问题如何解决似乎已经成为业内的最大痛点。
如何解决动力电池极端气候充放电效率不足,另一个重要问题出来了:
现在,已经有很多的车厂或动力电池厂商,通过物理保温的方式给电池系统加上隔热性能较好的保温材料。这样一来,动力电池总成在冬季低温环境下的确可以获得较好的保温效果。通过物理隔热可以缓解冬季低温环境动力电池活性降低、续航里程严重缩水的问题。但是夏季高温环境下,动力电池散热弊端又显现出来。
目前三元动力电池普遍都有热稳定性差,动力电池温度超过200℃就会造成热失控,并导致电池起火甚至爆炸的危险。相交于冬季续航里程严重缩水,夏季动力电池热失控起火爆炸的危害似乎更甚。所以最近两年采用物理隔热的方式的还较少。没有办法彻底解决高温环境下的热失控的问题,冬季低温环境的保温或者加热的需求似乎需要靠边站。而目前我们在市场上能够买到的电动汽车,更多的在高温热失控方面做足了功课,汽车厂商宁肯冒着冬季被广大的用户诅咒和谩骂,也不愿意冒着高温热失控导致车辆起火爆炸的风险,去解决冬季低温环境的续航严重缩水的问题。
难道真的就没有解决的办法了吗?
其实从今年开始,国内的部分动力电池厂及整车制造商,已经开始在这方面持续的探索、测试并取得了一定的成绩(装车验证)。
首先,在动力电池包结构方面,明后两年原本异形结构的动力电池技术将逐渐的变成平板动力电池技术。原本在后座椅下面凸起或者做成“土”字形的动力电池总成将被逐渐淘汰。而纯平面的超薄方形电池技术和成品将逐渐普及并装车全面应用。
其次,动力电池总成的厚度也将控制在10-15mm左右,而容纳电芯的模组结构也将取消,取而代之的是电芯单体直接成组的结构(也就是宁德时代所宣传单CTP cell to pack结构)。随着动力电池总成结构的改变,热管理系统技术和控制策略也将发生根本的改变。
动力电池总成内部的电芯(单体)被侧向设定,电极一面将布置在电池总成的外侧并放置导热槽结构,确保一旦发生热失控的时候,能量流将通过导热槽的预设渠道释放至动力电池总成外部。同时,在电池单体之间通过气凝胶隔热(保温),避免或减缓电芯热失控后对旁边电芯影响,延长电池总成能量释放的时间,给乘员提供更长的逃生时间。
在高温热管理方面,除通过BMS(电池管理系统)多点监控电池温度的变化之外,平板式的“口琴管”结构将铺满整个动力电池总成上下表面,“口琴管”结构中间流通的冷却液通过主动式循环将多余的“热量”迅速的循环并由水冷板模组接入电动压缩机带来的“冷量”进行交换式主动冷却降温。
在低温热管理方面,除通过PTC模组加热冷却液(不超过35℃)让电池迅速升温之外,在热循环结构之上也同时采用了隔热性能良好的保温材料进行包覆。确保在极端低温环境之下尽量保持动力电池内部电芯的温度处于15摄氏度以上。而保温材料下层的“口尽管”结构也能够在夏季高温工况拥有迅速释放“热量”的能力,避免热失控的发生。
笔者有话说:
新能源情报分析网早在2006年开始追踪新能源技术军用化和民用化发展。由于在2014年之前,中国新能源未能形成完整、成熟且低成本的全产业链,以至于制约新能源车发展的动力电池技术不能很好地“通过市场手段”推广。2014年之后,中国开启新能源核心技术、整车应用及全产业链作为重要政策全速发展的新时期。
今天,通过各大动力电池厂及少数整车制造商的持续努力,在未来的两年之中,电动汽车不论是在续航里程还是在充电效率、亦或是冬季低温环境下性能保持等方面,将有发生非常巨大的变化。而在这些性能短板全部补齐之后,电动汽车与燃油汽车全面竞争的时代也将正式的拉开序幕。
至此,电动汽车目前的售价远比同级别的燃油汽车价格贵很多,凭什么跟燃油汽车直接竞争?关于这一点,笔者想说的是,全面竞争的开始一定是从高品牌附加值(比如说保时捷Taycan、特斯拉、奔驰、宝马、奥迪等等高溢价产品开始)开始与燃油汽车直接竞争,至于低价格的普及型产品要么集中在营运性质车型上,要么需要等到新能源汽车产业规模足够大,整体成本能够与燃油汽车抗衡的时候才会出现大面积替代的发生。
文/新能源情报网
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水电行业主要上市公司:长江电力(600900)、国投电力(600866)、三峡水利(600116)、桂冠电力(600236)、湖南发展(000722)、黔源电力(002039)、岷江水电(600131)等等。
本文核心数据:全球水电装机规模,全球水电发电量预测等
1、水电发电量居各类低碳技术之首
当前,水电是低碳发电的支柱,向全世界提供了近一半的电力。根据IEA公布的数据显示,2020年,各类低碳技术发电量中,水电的贡献比核能高55%,也大于所有其他可再生能源(包括风能、太阳能光伏、生物能源和地热能)的总和。
2、全球水电装机规模稳步增长
随着“碳中和”以上升为全球议题,水电作为重要的可再生能源,其装机规模额不断扩大。2020年,全球水电累计装机规模达1330GW,同比增加22GW。
3、中国稳居全球水电装机规模“第一”
从不同地区的装机规模来看,截至2020年末,中国的水电装机规模稳居全球首位,达370.2GW,占比达41%:
同时,从新增装机量来看,2020年,全球新增的22GW水电装机量中,有13.76GW是来源于中国:
4、2021-2030年全球水电将新增发电量近850TWh
在全球范围内,大约一半的水电经济潜力尚未开发,尤其是新兴经济体和发展中经济体的潜力特别大。据IEA预测,2021-2030年,全球水电发电总量预计将增加近850TWh,其中,仅中国就占这一增长的42%以上,而印度、印度尼西亚、巴基斯坦、越南和巴西共同贡献了21%。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国水力发电行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
现在新能源是当前比较火热的专业,就业方向也是比较宽的。
1、太阳能太阳能(000591)具有环保,效率高无枯竭危险的特性,在使用上对地理位置要求较低,因此我国光伏发电市场发展快速。
2、生物质能生物质能源是近几年来发展快速的能源领域。其低污染性,分布广泛性,并且总量丰富,使得它具有广泛的应用性。生物质能源在利用上目前仍以直接燃烧为主。
3、风能风能由于受地理位置限制和对面积要求较高,其应用没有太阳能和生物质能广泛。但风能发电成本低,在条件优厚的地区风能发电成为当地发展新能源产业的一有利模式。
4、核能核能尽管不是可再生资源,但核能干净,无污染,几乎零排放的特征让核能发电在能量资源利用上颇受关注。目前我国正在运营的核电站13个,共22台机组。核电行业技术要求高,具备一级生产资质的企业少。
市场主流的新能源汽车类型:
1、新能源包括混合动力汽车:采用燃油和电作为驱动原料的混合动力。目前各大品牌基本都有此类车型,比如:奔驰S400、宝马5系等,这些混动车辆都会标有Hybrid字样。
2、纯电动汽车:此款车完全脱离了燃油,完全靠电作为驱动原料的混合动力。
3、燃料电池汽车:这款车也是电池车,是一种氢氧混合燃料电池,您可以快速将电池燃料灌满,无需充电等待。
4、氢能源动力汽车:此款车也完全脱离了燃油,利用氢能源替代了燃料。
5、太阳能汽车:这款车大家比较容易理解,通过太阳能电池板,转化成电能来驱动车辆。
新产品从出现到快速迭代发展,到技术瓶颈产生停滞,到被其他产品替代。
1、电脑主要功能是办公、 游戏 等,主要聚焦性能。
产品迭代方向主要是芯片的迭代,处理器性能不断提升,迭代新产品产生新消费市场。目前,随着技术进入瓶颈期,产品迭代速度比较慢,消费更换产品速度慢。
2、手机功能主要是移动购物、支付、手游、拍照、通话等,主要聚焦性能和体验(速度、续航、拍照、充电速度等)。
迭代方向主要是网速迭代、芯片、电池迭代,网络迅速从2g、3g、4g迭代到5g,芯片性能越来越强大,网络和芯片迭代交互,导致手机迭代速度非常快,技术进步刺激消费者更换手机速度很快。
随着芯片、网络技术迭代速度变缓,手机代差性能越来越小,4g和5g、5nm和7nm对普通消费者而言体验差别已经不大,手机如电脑一样,将很快进入技术瓶颈期,迭代周期变长,消费变缓。
3、传统 汽车 功能主要是代步,主要聚焦功能(越野、皮卡、家用等)、排量(油耗)、车型等。
迭代方向主要是车型(外观)、功能、发动机等,因价格较高原因,产品迭代速度相对较慢。
4、新能源 汽车 时代,电力驱动时代, 汽车 主要功能仍然是代步,主要聚焦续航、车型、充电、能耗、智能(辅助驾驶、远程操控、车载车机系统)。电池系统带来的类似电脑、手机功能的智能化将给 汽车 带来巨大变革。
未来新能源车辆将是 汽车 、电脑、手机结合体。
迭代方向:
车型迭代(类似传统燃油车)
电机、电池迭代,带来能耗的降低,续航里程的提升。
快充技术迭代。
辅助驾驶等智能车机控制系统迭代。
人机交互系统迭代,语音控制车辆行驶、远程控制、 汽车 屏显技术迭代等。
道路 汽车 之间相互沟通、链接通信技术迭代。
太阳能充电、防水性能、小型化等特殊性能的迭代
……………
同时,新能源车辆与网络的结合将产生巨量数据,未来车辆可能不需要牌照,使用类似手机入网的身份系统,自动识别。
交通部门建立智能道路车辆管理系统,对车辆实时定位,智能化管理管理违章违停,道路上不再有违章拍照系统,交警大量减少。
智能高速公路的建设,高速网络、道路 汽车 控制管理系统保障障车辆无人驾驶等。
乱写一通,看20年以后哪些能实现??
你能想到的有哪些?
欢迎批评指正!
新能源发展趋势:
1、全球新能源汽车发展已进入不可逆的快车道
全球汽车未来发展的方向是新能源化,或者说是电动化,已经成为全球各国和企业的共识。过去,很多国家对这点存在争议和摇摆,而中国的新能源汽车产业一直在增长,不断迈上新台阶。经过这几年的发展,新能源化这个不可逆的态势已基本形成。
2、中国将在较长时间内处于领跑地位
中国电动汽车百人会研究预测,2022年中国新能源汽车年销量将突破500万辆;2025年将达到至少700万辆,乐观估计为900万~1000万辆。从100万辆到1000万辆,也就几年时间,这个发展速度创造了全球新能源汽车行业之最。新能源汽车当前的保有量、增速以及所带动的产业规模,在过去难以想象。以动力电池为例,预计到2025年,中国电池装机量将达到600GWh。
3、中小城市与农村将成为新的市场增长点
过去,中小城市和农村消费者的第一辆车往往选择燃油车。进入电动化高速发展阶段,消费者的第一辆车很有可能是新能源车。因此,未来3~5年,继大型城市之后,中小城市和农村地区将成为中国新能源汽车市场的爆发点,并成为市场增量的重要组成部分,对碳减排、改善三四线城市和农村机动化出行发挥巨大作用。
4、中国电动汽车真正进入市场化竞争阶段
2021年是中国电动汽车产业的分水岭。从市场竞争格局来看,2022年财政补贴将全部退出,所有车企将处于同一政策起跑线,竞争会更加激烈。补贴退出后,新上市的车型也会扎堆出现,特别是外资品牌车型。2022~2025年,中国新能源汽车市场将进入新车型、新品牌扎堆涌现的阶段。
5、汽车电动化和智能化正式合二为一
过去10年,汽车产业变革的主题是电动化。下一阶段,变革的主题将是基于电动化的智能化。电动化的普及要靠智能化来拉动,单纯的电动汽车不会成为市场卖点,只有更加智能的汽车才是竞争焦点。反过来看,只有电动汽车才能更完整地嵌入智能化技术,智能化技术的最佳载体是电动化平台。因此,在电动化基础上会加速智能化,“两化”在汽车上将正式合体。
今后一二十年是新能源汽车关键机遇期
近年来,全球各发达国家和汽车强国纷纷转型电动化,将其作为抢占产业发展制高点的战略性选择。据不完全统计,全球已有12个国家、25个地区宣布或制定了禁售燃油车的时间表。我国也明确了以电动化作为新能源汽车发展的主要方向。
“新能源汽车基本上是零排放或者是超低排放,全寿命周期也可以做到低排放。”中国汽车工程学会常务副理事长兼秘书长张进华说,有关部门做过测算,如果按《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》的安排发展新能源汽车,交通领域应该在2028年就能够实现碳达峰。
从发展条件来看,我国在供应链体系、资源储备、市场份额等方面具有一定优势,有望通过新能源汽车实现汽车产业的“弯道超车”。
首先,我国电动汽车已形成了完整的产业链体系,积累了许多运营管理经验,具有“先发优势”。第二,我国有市场优势。2020年全球一共销售了约324万辆新能源汽车,中国市场约占41.27%,排名第二。第三,我国有自然资源优势。我国既是锂资源储备的世界第三大国,同时稀土储备量居世界首位。
“我们一定要抓住汽车产业从燃油车向电动化、智能化转变的非常关键的历史时期。‘弯道超车’的机会,就在今后一二十年,机遇期不可错过,非常关键。”电动汽车产业技术创新战略联盟技术专家委员会主任王秉刚说。
7月18日开始,河南郑州遭遇极端强降雨天气,这期间一则新闻引起了不少人的注意:那是一辆被水淹没了半个车身的新能源车,在水中犹如潜水艇一般前进。最终,车辆成功开出淹水区。
元素特性造就锂的火热
新能源车能够在深水区通行的原因,其实很好解释:因为其不需要像燃油车一样,从外界的空气中获取氧气,来作为释能反应所需的氧化剂。在新能源车电池包内部,离子在阴极和阳极之间穿梭,产生电流释放能量。因此,新能源车的“高压系统”可以做到和外界环境完全隔绝,普遍达到IP67的防水标准,即能够保证在1米的水深下30分钟不漏水。
但新能源车的“低压系统”往往不具备如此优秀的防水性能,在水中容易出现短路等问题,所以仍然不宜在没过轮胎的深水区域行驶。
新能源车以其相对于燃油车更优秀的涉水性能,在公众面前狠狠“秀”了一把。而正如行业中流传的一句名言“得电池者得天下”一样,动力电池这一占据了新能源车四成左右制造成本的核心部件,也正处在发生巨大变革的风口上。
这让连续4年拿到动力电池市占率全球冠军的宁德时代仍不敢有一丝松懈,其近期发布了最新研发的钠离子电池。那么,为何作为锂离子电池巨头的宁德时代,要在此时发布钠离子电池?它和传统的锂离子电池相比又具有哪些优势?动力电池的未来究竟在何方?
其实,科学界对于钠电池的研究,几乎是和锂电池同时起步的。两者都始于上世纪60年代末冷战与石油危机背景下,人们对于新型储能材料的迫切需要。
初代的锂电池属于锂金属电池,与现在的锂离子电池不同。其在充电过程中析晶效应极其严重,很容易造成内部短路,所以基本上都是不可充电的电池。
而离子电池的本质,是金属元素以离子态在正极与负极之间来回穿梭,在这个过程中得到和释放电子,从而形成电流。金属离子只是电子的“搬运工”,这就让正负极材料几乎没有损耗,实现非常高的循环寿命。这是现在充电电池的主要思路。
而一个理想的充电电池,需要达到尽可能小的体积和重量,并存储和搬运更多的能量。所以从元素周期表中来看,要想成为好的能量载体,原子的相对质量要小,得失电子能力要强,电子转移比例要高。地球上最轻的金属—锂就成为了制造电池最为理想的材料。
与此同时,锂的同族元素钠和钾也成为了研究的对象。但因为钠原子比锂原子多了8个电子,钠的原子半径比锂要大得多。这就使得它在正负极材料之间嵌入和脱出时,要占用更大的空间,需要用到比锂离子电池正负极嵌入孔位更大、且更为坚固的材料。
而且它比锂要重得多,这使得钠电池的储能密度比锂电池低。这一系列的问题,让钠离子电池在电池研究的浪潮中一度被人们遗忘。而锂电池则在1980年代末迎来了技术突破,以锂离子为基础的“摇椅电池”替代了此前的锂金属电池体系,在短短的几十年内彻底占领了消费电子市场,并成为了如今新能源车动力电池的主流解决方案。
“储能耗尽”担忧
但50年前第一批研究锂电池的科学家们大概不会想到,地球并不是一个锂资源丰富的行星。地壳中锂的含量仅占0.0065%,而且70%都在南美洲,存在分布不均的问题。
类似的问题是,锂离子电池阴极的另一种不可或缺的元素—钴的情况也不容乐观。其主要分布于刚果(金)(52%)和澳大利亚(17%),占地壳质量为0.001%。在全球范围内,锂电池的产量不断冲向新高、锂电池整体价格大幅下降的背景下,用于生产锂电池电极的原材料价格却反而快速飙升;“储量耗尽”正在成为很多业内人士真真切切的担忧。
锂离子电池面临着一个绝大多数的商品永远不会遇到的挑战:随着产量的提升,价格不仅无法持续下降,反而可能急剧升高。这样的局面,让造一台车就要用掉相当于数百个手机电池原料的新能源车企如坐针毡。
所以近年来,各大新能源车企在造车之外,干得最多的事大概就是降低电池包中锂和钴的含量,收购上游矿产开采企业的股份,并大力研发“锂”之外的下一代储能体系。
在这样的背景下,早年饱受冷落的钠离子电池,在2010年后一跃成为了研究热点。和储量稀少的锂不同,钠在地壳中的质量占比为2.75%,是锂的400倍。作为我们日常餐桌上食盐的主要成分,氯化钠的价格更是只有碳酸锂的1/10不到。
“钠锂混搭”
中国作为世界最大的新能源车市场,钠离子电池研究也处于世界领先地位。在宁德时代之前,中科院物理所旗下的中科海钠研究的钠离子电池在去年就已投入量产,只不过能量密度仍然较低,在145Wh/kg左右。
而宁德时代第一代钠离子电池的电芯单体能量密度达到了160Wh/kg。虽然160Wh/kg的能量密度在动辄300Wh/kg的三元锂电池面前实在算不上高,甚至比磷酸铁锂电池还要低一些,但这已经是全球范围内钠离子电池储能密度的最高水准。
另外,宁德时代的钠离子电池在常温下充电15分钟,电量可达80%以上;而且在-20摄氏度低温环境中,也拥有90%以上的放电保持率,远好于三元锂电池在这一条件下70%不到的水平。
钠离子电池同样能通过业界最为严苛的针刺测试,基本上可以看作是磷酸铁锂电池的“快充”和“低温性能增强”版本。辅以极高的安全性和成本优势,钠离子电池可以作为磷酸铁锂电池的替代品,广泛应用于低端电动车、商用电动公共 汽车 甚至两轮电瓶车等诸多领域。
而宁德时代在发布会上,也提出了钠离子电池与三元锂电以2 1比例混搭的技术方案,通过优秀的BMS(电池管理系统)逻辑,精准控制两种电池的放电水平曲线,使钠离子电池搭载在对续航要求更为严苛的高端电动车型上也成为可能。
多元技术方案浮现
根据国家提出的2030年碳排放达到峰值、2060年实现碳中和的构想,对西部太阳能、风能等清洁能源的需求也在进一步扩大。但清洁能源不像火电可以根据负载动态调节发电量,如果发出来的电没有及时用掉,就只能当作“弃电”处理。
据了解,2018年,我国弃光、弃风、弃水电量共计1022亿度,这实在是巨大的浪费。为了能将清洁能源发出来的电稳定接入电网,就必须建立大型的“储能电站”。
以前段时间在广东阳江建成的全国最大的抽水蓄能电站为例,其基本原理就是将城市用电波谷时段多余的电量用于抽水,将水抽到高处后,再在用电波峰时段将水放出发电。这可以看作是一个巨型的充电电池,在电网中承担调峰、填谷、紧急事故备用等任务。
而这样的任务交给成本低廉、能量密度相对较高且对环境温度不敏感的钠离子电池,同样可以完成。
那么,钠离子电池就是新能源车的未来了吗?其实,包括三元锂电池、磷酸铁锂电池在内,现在新能源车主流的动力电池方案都属于“液态电池”范畴,即需要液态的“电解液”作为离子在其中畅行无阻的介质。
而其实,动力电池还有另一种即将投入市场的“固态电池”方案,顾名思义,就是采用常温下处于固态的电解质作为介质传递离子。一般认为,液态电池的储能密度上限在350Wh/kg,而固态电池的能量密度有望达到1000Wh/kg。
固态电解质十分稳定,基本根除了热失控爆炸的风险,被业界认为是未来动力电池的发展方向。国内多家电池厂商也已经在此赛道布局多年。目前关于固态电池新型材料的理论研究论文,也是遍地开花的状态。相信固态电池的时代离我们已经不远了。
先前,新能源车业界曾有过一个大胆预测,即新能源车全面取代燃油车的拐点,将在动力电池能量密度达到400Wh/kg后到来。目前世界上许多国家也都宣布,以2030年作为燃油车全面禁售停产的时间节点。
我想用宁德时代创始人兼董事长曾毓群在钠离子电池发布会上的一句话作为文章的结尾:“我们认为,电化学的世界就像能量魔方,未知远远大于已知。”相信人类终将攻克动力电池研发路上的种种难关,让世界全面进入清洁能源的时代。
作者 | 马点秋
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