欧阳明高院士:汽车强国靠“四化”电动化、智能化、低碳化与全球化

3月15日至17日,中国电动汽车百人会论坛(2024)在北京钓鱼台国宾馆召开,旨在坚定行业信心,助力企业认清竞争态势,积极应对挑战。中国电动汽车百人会副理事长、中国科学院院士欧阳明高在高层论坛上,针对当前社会上对新能源汽车的六大质疑做出了回应。……

欧阳明高:新能源革命的高潮正在到来

人物介绍欧阳明高新能源动力系统与交通电动化专家,中国科学院院士.深度参与了我国新能源汽车研发示范与产业化全过程,为我国新能源汽车跻身世界先进行列作出了重要贡献.现任清华大学车辆与运载学院教授、校学术委员会副主任.能源革命是推动工业革命和人类社会发展的重要力量。

2035:新能源汽车步入3.0时代--访中国科学院院士欧阳明高

《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》对我国新能源汽车产业发展起到了重要的统领作用。日前,相关部门已经启动面向2035年的新能源汽车产业发展规划编制工作。着手为我国新能源汽车未来发展进行顶层设计。未来新能源汽车产业路线图会如何演进?应如何看待当下产业的热点话题?本刊日前采访了中国科学院院士、中国电动汽车百人会执行副理事长欧阳明高,他认为,电动汽车产业大发展将在2025年前后来临,到2035年新能源汽车将与赣、交通、信息通信等深度融合发展。

高比能电池安全研究与高性能新型电池开发

电池技术的创新周期大约是30年,现在的锂离子电池在动力方面的应用始于2000年前后,按照这个创新周期计算,预计动力电池技术将在2030年产生一次全方位的革新。从2000年开始的第一个十年,我们主要解决动力化的安全问题,因为锂离子电池用于动力,其涉及的第一个隐患就是安全问题,目前还在继续解决。从2010年开始的第二个十年,手机电池已经实现了智能优化,如今的动力电池产业规模十分庞大,实现降本增效需通过智能化手段,推动动力电池全产业链的技术革新。

全固态电池的研发现状与产学研协同创新的前景

一、全球全固态电池的研发背景自20世纪70年代开始,国内外很多科学家在固态电解质研究方面做了大量基础工作。大概在1980年左右,固态电解质氮化锂形成研究热潮,但因氮化锂的稳定性较差,当时没有得到较好的发展。另外一个研究重点就是硫化物固态电解质,初期和二期的硫化物性能表现不是很好,真正爆发的是第三期硫化物。此外,还有如卤化物固态电解质、石榴石型氧化物也都在研究中。

我国新能源与新能源革命

背景我国温室气体排放在全球占比较大,其中能源活动占主体,达到95%以上。全球支撑碳减排的主要技术路径中,新能源占主体,其中包括25%的可再生能源、25%的能源效率、20%的电气化以及10%的氢能。现在的电气化只占终端能源30%,达到碳中和时要提升到70%,所以电气化很重要。同时,可再生能源主要用于发电,氢能也是与电互动,这都是新能源的核心内容。

技术革命时代与工科创新创业

20世纪初发生了以相对论与量子力学为核心的科学革命。直到现在并没有产生量级上与之相提并论的新的科学革命。后来发生的主要是以这次科学革命为基础的技术革命,包括20世纪40年代:原子能技术、火箭技术、晶体管技术及固态电子学、计算机技术;20世纪50年代:双螺旋结构DNA与分子生物学及生物技术、人工智能、光伏电池技术;20世纪60年代:集成电路技术、集成电路通用计算机、互联网技术;20世纪70年代:手机;20世纪80年代:个人电脑、扫描隧道显微镜、冷冻电镜、纳米技术;20世纪90年代:智能手机、锂离子电池;21世纪10年代:商用人工智能、商用火箭技术、商用移动互联网、各类电池大规模商用等。

“电池+电网”是必然出路——访中国科学院院士欧阳明高

新能源汽车与电网实时互动是未来的技术方向。汽车革命、新能源革命和电力革命联合起来,会改变化石能源体系和整个产业生态,为经济发展跃上新台阶增添新动能。现在更需聚焦能源《能源评论》:国务院办公厅日前印发的《新能源汽车产业发展规划(2021~2035年)》(简称新规划)对汽车、能源、交通和信息产业融合发展提出要求。请结合您的研究评价这一部署的意义。

基于降维机理模型的储能电池安全充电在线控制技术

大倍率充电会引起储能电池负极析锂,进一步可能会诱发电池热失控并导致安全事故。而析锂副反应与电池负极电位直接相关,通过模型精确预测负极电位,传输至储能电池管理系统调整充电工况,可以有效抑制负极析锂。因此,文中提出一种基于降维机理简化伪二维(simplified pseudo two-dimensional,SP2D)模型的储能电池安全充电在线控制技术。首先,对伪二维(pseudo two-dimensional,P2D)模型中部分偏微分方程进行降维简化,建立SP2D模型,同时采用不同的方法获取相应的模型参数。其次,使用实验数据的端电压和负极电位对模型进行验证,结果表明模型在不同倍率恒流工况下精度较高。再次,基于SP2D模型结合比例控制器开展电池无析锂安全充电的仿真工作,结果表明,电池经过1895 s充电即达到截止电压4.3 V,且充电过程中负极电位均处于无析锂安全电位区间。最后,对仿真得到的充电策略进行循环和拆解验证,结果表明提出的充电方法能够实现电池无析锂安全充电。

基于单片阻抗一致性吹扫的燃料电池低温冷启动策略研究

车用石墨板燃料电池低温冷启动能力弱,是影响燃料电池技术在北方寒冷地区大规模推广的重要瓶颈。饥饿自升温是一种常见的低温冷启动策略,其基本原理是通过降低反应物供应速率来增加过电势,短时间在电池内部产生大量热量从而实现快速升温。该方法原理简单,但对电堆单体初始含水量一致性要求高、且易出现单片反极和尾排氢浓度超标的情况,影响系统安全性和电堆耐久性。针对上述问题,课题组研制了单体多通道交流阻抗在线测试装置,提出了面向单片阻抗一致性的电堆优化吹扫策略,建立了基于定电压变流量泵氢控制的低温冷启动方法,实现了低温启动瞬态过程的高产热、高安全、高动态的电压、电流、进堆/旁通空气流量的多目标多参数的耦合协调控制。台架实验结果表明,采用优化吹扫策略后,单片阻抗间最大差值由0.7降低至0.2 mΩ以下;燃料电池发动机系统可实现124 s内-40℃下快速启动,且重复性好。相关技术在北京冬奥会燃料电池示范中获得了应用,验证了其有效性。

电控燃油喷射用高速电磁阀驱动方式研究

对柴油机电控系统脉冲电磁阀的快速响应性进行了分析,从电磁铁结构设计和电路驱动技术两个方面进行了对比,提出并设计了一种基于充电泵的升压驱动电路。实验结果表明,这种驱动电路可以大大缩短电磁阀的响应时间。

一种新型高压共轨喷油器高速电磁阀驱动模块研究与开发

开发设计了一种新型喷油器高速电磁阀驱动模块,并给出了软件控制策略。驱动模块具有两路完全独立的高压源,且电压峰值可调,交替工作实现多次喷射,可适应不同喷油器系统要求,驱动模块具有自诊断及故障保护功能。以驱动模块为核心的电控单元通过了电磁兼容性试验,最后给出了驱动模块充电时间及油泵台架试验结果。

高压共轨柴油机起动过程特点与优化方法的研究

提出了高压共轨柴油机起动过程中的共轨压力建立、转速升高过程和动态烟度三方面的特点,并以排气烟度为优化目标,提出了按转速进行分阶段考察和采用正交试验方法对起动过程喷油参数进行标定和优化的方法。试验是在一台6缸6HK1高压共轨柴油机上进行的。

电控柴油喷射系统用高速强力电磁阀的性能研究

介绍了PPVI型电控柴油喷射系统用高速强力电磁阀的功能与结构，研究了电磁阔的电磁与机液性能，总结了电磁阀的参数确定与匹配规律。大量试验结果表明，自主设计开发的高速强力电磁阀能够满足电控柴油喷射系统的工作要求。

高速强力电磁阀挤压油膜阻尼的研究

新型电控燃油喷射系统有利于降低柴油发动机的排放和油耗。高速强力电磁阀是决定电控燃油喷射系统性能的关键部件,其动态响应特性直接影响燃油喷射特性。在电磁阀的衔铁和电磁铁之间存在很薄的油膜,影响电磁阀的动态响应特性。运用层流基本理论进行理论简化分析,并在此基础上进行了仿真计算,结果与实际试验吻合良好,并探索出了各参数对衔铁阻尼特性的影响,为参数的匹配提供了依据。

高压共轨柴油机喷射控制策略研究

针对ECD-U2高压共轨系统,基于自主开发的电控单元,综合考虑柴油机的各种运行工况,利用软件编程设计了具体的共轨柴油机喷射控制策略,实现了稳定控制喷油压力和精确控制喷油量、喷油定时的目标,同时满足了柴油机快速起动和平稳运转的要求。台架试验验证了控制策略的可行性和可靠性,控制效果达到了预期要求。

柴油机高压喷射和喷油速率控制

本文介绍了柴油机高压喷射和喷油速率控制方面的最新发展情况，综述了喷油速率控制的技术方法，指出高压喷射、可变喷油定时及喷油达率柔性控制是柴油机燃油喷射系统的发展方向。

电控柴油喷射系统用高速强力电磁阀的工作特性研究

高速强力电磁阔是第2代电控柴油喷射系统的最重要部件。本文研究了PPVI型电控柴油喷射系统用高速强力电磁阔的工作特性，为电磁阔的设计制作提供定性的理论指导。

电控柴油喷射用高速强力电磁阀的结构设计与功率驱动

本文综述了柴油机直接数字式电控柴油喷射系统的控制执行元件——高速强力电磁阀的结构设计与功率驱动的技术现状和发展方向。

金属支撑型固体氧化物电解池的3D建模与性能分析

建立了一种铈基电解质的金属支撑型固体氧化物电解池的三维模型,通过多物理场耦合分析了其电化学工作性能.设计的3层电解质结构为10Sc1CeSZ|GDC|10Sc1CeSZ,以GDC为主电解质.针对连接体、流体域和多层单电池结构建立了三维模型,将质量、动量、能量控制方程与物质输运方程和电化学反应耦合建立多物理场分析模型.研究了设计的金属支撑型固体氧化物电解池的电化学工作性能,详细分析了电池内部的速度场、浓度场和温度场分布.结果表明,设计的金属支撑型固体氧化物电解池在650℃下,电流密度为2.4 A/cm^(2)时,电压损失为0.38 V,欧姆损失和极化损失分别占33.72%和66.28%.采用金属支撑对气体的输运仅有轻微的影响,但是整个电池内部的温度分布均匀性得到明显改善.