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ON2019-08-14文章来源 暑期产业实践新能源汽车课题组CATEGORY新闻

新能源汽车,是指动力来源或动力装置不同于传统能源汽车、具有新技术、新结构的汽车,主要包括:纯电动汽车、燃料电池汽车、氢燃料汽车等。目前,在全球变暖加剧、石油资源日渐紧缺的大背景下,各国开始将发力点从传统能源汽车转移到新能源汽车上,相关科技的同步突破也直接推动了新能源汽车的进步发展。新能源汽车消费也逐步为大众所接受。

此次暑期产业实践新能源汽车课题组所关注的重点,就是当下备受关注的两种新能源载体:氢能源和锂电池。

氢能源技术突破:将理想变为现实

初识氢能源产业:参观考察相关企业

电解水公式,想必是每个中学生在初识化学时接触到的第一个公式。大家对氢气的概念也是由此形成,但如何把“氢”当做清洁能源运用到新能源汽车的制造领域,可是一件“技术活儿”。 “易逸散、易爆炸”,这些都是氢气的理化特性。如何便捷低廉地获得氢,同时又如何在确保安全的前提下高效使用好氢,一直以来始终是氢能源汽车产业所要面临的最大难题。此次新能源汽车课题组氢能源小组参观考察了一批相关企业和科研单位。

法国液化空气集团,在氢气生产方面有着非常丰富的经验。公司氢能源事业部技术经理沈志宇表示,目前氢气主要通过天然气与水反应制得,但“电解水制氢”是公司未来的努力方向。基于电解水的方式,可以将人类原本无法利用、不稳定的“废电”有效利用起来,转化为便于储存和运输的氢能源。

中科院上海硅酸盐研究所长期致力于质子交换膜燃料电池的研发。相关技术人员表示,目前研发氢燃料电池的技术难关相对较少,主要围绕延长电池的使用寿命和降低制造成本两个方面开展。

重塑科技,是一家以“把氢能和燃料电池带入人类生活”为宗旨的企业。工作人员为同学们展示并讲解了氢燃料电池车的相关技术。比如,安全性方面:35兆帕的高压氢瓶可以在工作压力适用范围内最大限度地储氢;熔断装置则可以在检测到氢气泄漏时,快速熔断阀门使氢气快速排出,从而避免爆燃;利用率方面:氢能转化为电能的效率约为56%,远高于纯锂电池的能源利用率。

新微创源,是一家孵化器企业,对有技术的公司进行孵化,帮助企业对接,实现技术产业化。

国家政策扶持:促进产业蓬勃发展

氢能源汽车产业是一个长期收益的项目。因此,许多创业者为追求短期利益的最大化,一般不会选择该方向的创业项目。近年来,国内新能源汽车产业蓬勃发展,氢燃料电池车保有量出现了明显增长,这些变化都离不开国家政策的扶持。

氢能源小组的同学通过调研发现:一方面,国家给予新能源汽车产业链中的部分企业一定补贴,让这些企业在短期内也有可观的收益,得以可持续的健康发展;另一方面,政府出台了一系列相关政策。例如,燃油卡车上禁止在上海市区道路通行,但氢燃料车在路权上不在受限范围内,等等。此类政策无疑增强了氢能源汽车的市场竞争力,拓宽了氢能源汽车的消费市场。

展望未来:机遇与挑战

氢能源作为21世纪的终极能源,其开发利用有着广阔前景。近几年,虽然国内氢能源汽车领域发展迅速,但到目前为止,国内氢燃料电池车的保有量仍占极小比例,仅为千台级别。此外,受加氢站数量限制,目前已投用的氢燃料电池车多为大型货运车量,还未能在居家车辆中广泛使用。

未来,还需要通过不断的技术革新和技术转化,进一步扩大氢能源的应用领域和应用场景。

氢能源小组参观法液空

新能源汽车课题组参观新微创源


重塑科技技术人员讲解氢燃料电池车


如何用电追求速度——揭秘锂电池汽车产业链

初识锂电池产业:参观考察相关企业

    锂电池,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。最早由Gilbert N. Lewis1912年提出并研究。由于锂金属的化学特性非常活泼,锂电池的加工、保存、使用,对环境要求非常高,直到近年才成为研究热点。商用车载电池主要分为磷酸铁锂电池、NCA/NCM三元材料电池等等,性能上各有优劣。目前,锂电池亟需解决的问题在于两个方面:一是能量密度过低导致的续航时间不足,二是技术不成熟导致的安全问题。

尽管如此,由于电能属于清洁能源范畴,所以锂电池汽车作为新能源车的一种而被人们寄予厚望,现已成为新能源车发展的先锋队。此次新能源汽车课题组锂电池小组通过实地调研7家企业,发现了这些企业构成了一条完整的产业链。

FromThe Current Move of Lithium Ion Batteries Towards the Next Phase. Adv. Energy Mater. 2012,DOI: 10.1002/aenm.201200028

中国科学院上海硅酸盐研究所的嘉定园区,同学们参观学习了温兆银教授课题组的实验室,了解课题组现阶段对于电池研究的概况以及整个纽扣电池组装配测试的过程。

阪辉新能源科技公司,侧重于动力电动汽车场景的无接触充电技术研究开发,有益于整个行业呈现更为立体化的趋势。

新微创源,是一家孵化器企业,让同学们了解产业孵化器的运营理念和商业模式,如何帮助潜力技术走上产业化之路。

捷新动力电池系统有限公司,向同学们介绍了锂电池产品的制造流程和应用市场。在技术负责人的带领下,同学们分别参观了模组和电池包两个生产车间。模块化的生产流程、自动化的生产设备、实时上传的生产数据以及科学化的质量管理,给同学们留下了深刻印象。

上汽通用生产基地,同学们在工程师的带领下参观了电池组装车间,了解新能源汽车的核心电池组的基本生产组装工艺。在与企业技术专家的座谈交流中,同学们从传统汽车工业品牌的角度观察整个新能源汽车产业链以及目前的市场政策现状出发,与各位专家互动探讨、积极提问。

审视现状 梳理总结国家政策对行业发展的推动力

近年来,为了顺应能源转型的需要,政府大力推动新能源汽车产业,尤其是锂电池汽车的发展,出台了一系列的相关扶持政策和补贴措施。在这些利好政策的助力下,国内锂电池汽车行业得以高速发展,从实验室的锂电池研究,到成果的孵化、零配件的供给,再到电池组装直至最后的整车测试,一条完整的产业链应运而生,产业整体欣欣向荣。尽管在保有量和性能上依旧和传统能源汽车存在差距,但按照目前的发展趋势可以预见,不久的将来锂电池汽车会迅速在市场中占据一席之地。

通过实地走访和政策调研,同学们看到了以氢能源和锂电池为代表的新能源汽车产业所要面临的市场现实与挑战。随着新能源汽车逐步成为汽车制造业的主流方向,如何体现和发挥新能源、新技术的清洁性,已成为该产业后续关注的重要问题。只有实现全产业链的“清洁化、无害化”,新能源才能成为真正改变日益严重环境问题的终极良方。

同学们在硅酸盐研究所和研究员探讨问题

新能源汽车小组在新微创源认真听取公司介绍

锂电池汽车小组参观上汽捷星

锂电池汽车小组参观阪辉新能源

锂电池汽车小组在上汽通用参观学习

 同学们在中兴派能学习交流



指导老师:刘一凡 谢琎 郦光伟

研究生助教:张悦 马聪慧

氢能源组组员

曹炜杰 张怡宁 李昊 储智威 辜泳盛 辛宇丰

锂电池组组员:

张扬  周琪昌  龚天睿  林依澜  吕新裕  金鑫  朱澄宇  朱家骏  戴哲诚  臧润宣  高天一  张思萌  李昌颖  彭然  杨劭宇  夏悦然  吴一凡  曹宗宇  周琮泉  张志炜

参访企业(按时间顺序)

中科院上海硅酸盐研究所

新微创源孵化器

上海重塑能源科技有限公司

上汽捷新动力电池系统有限公司

上海阪辉新能源科技有限公司

上汽通用汽车有限公司

液化空气(中国)投资有限公司

上海中兴派能能源科技有限公司