專家稱燃油車或二十年内退出市場混動車型也會被取代嗎？

騰訊汽車

2024-05-13 11:20釋出于河北騰訊汽車官方賬号

文/騰訊汽車史曉龍

新能源動力技術路線之争始終備受關注。

純電領域的固态電池熱度不減，但争議不斷。東風、智己、蔚來以及日産紛紛高調宣布固态電池的技術突破以及規模上車時間，豐田首席技術官也表示于2027年實作固态電池量産。

補能與續航焦慮依然普遍存在的情況下，混動（增程）依然成為主流車企在新能源賽道發力的主流動力技術路線，比亞迪，理想，問界等通過混動（增程）車型在銷量上的成功，不得不讓其他品牌眼紅。

氫能源雖然一向被看好，但是以市場為導向的自主品牌的研發熱度卻一直沒有韓日車企高，在氫能源技術的研發上尚未能與現代豐田等國際品牌相匹敵。

那麼，氫能、插電混動和純電動誰才是未來新能源汽車終極動力技術路線？燃油車最終何時退出？固态電池是不是純電汽車的“終極技術”？混動技術最終也會被替代嗎？

林歆悠，博士、福州大學校聘教授，博士生導師，福州大學新能源汽車與智能控制團隊負責人，主要研究方向為“新能源電動汽車能量管理控制政策與自動駕駛車路協同控制”。重慶大學機械傳動國家重點實驗室獲工學博士學位，美國西弗吉尼亞大學（West Virginia University，WVU）發動機替代燃料及排放研究中心(Center for Alternative Fuel、Engine and Emissions，CAFEE)通路學者。

騰訊汽車“汽車智庫”系列本期獨家對話林歆悠博士，通過十個問題，全景解讀以及預測未來純電，混動（增程）以及氫能源三大新能源汽車動力技術路線的發展趨勢。

核心觀點

1、氫能、插電混動和純電動這三種技術路徑将根據各自的技術特性和市場适應性，在未來汽車市場中實作互補和共存。

2、混動和增程式車型仍将與純電動汽車長期并存，其獨特的續航能力在不依賴大規模充電基礎設施的情況下，将使它們繼續保持市場地位。

3、燃油車的退出時間将取決于多種因素，可以預見在未來二十到三十年内，随着替代技術的成熟和相關政策的推動，燃油車将逐漸退出市場。

4、固态電池技術因其在安全性、能量密度和充電速度上的顯著優勢而備受關注，與傳統锂離子電池相比，固态電池使用固态電解質，有望大幅提升電動汽車的續航和充電效率。

5、車企如廣汽和智己所宣稱的固态電池，實際上屬于半固态或準固态，技術上并不完全符合不含液态電解質的純固态電池定義。全固态電池研發難度仍較大，目前尚未大規模商業化，主要因為還存在技術挑戰和成本問題。

6、固态電池被一些聲音譽為電動汽車動力源的“終極技術”，但這種說法可能過于超前，固态電池的研發道路需要實驗室驗證技術、産品驗證工藝和商品驗證供應鍊。

7、相對于氫能源技術，中國車企更傾向于投資在目前市場接受度更高的純電動和混動技術上，以快速響應市場需求。燃料電池關鍵零部件研發和供給方面與國際先進水準存在差距，導緻中國車企在氫能源技術的研發上尚未能與豐田等國際品牌相匹敵。

以下為《十問新能源動力技術路線趨勢》對話全文：

騰訊汽車：近期為何主機廠和電池企業紛紛高調發力固态電池？

林歆悠博士：近期中國國内固态電池的發展及車企的相關動作呈現出顯著的活躍态勢。我認為，這些發展不僅受到了技術進步的推動，也與市場需求、政策支援和國際競争的背景密切相關。

中國在固态電池領域的技術進展顯著，尤其在于電解質材料的創新和電極結構的改進。如中科院在硫化物全固态電池疊層工藝方面的解決，廣汽集團在全固态電池全流程制造技術的關鍵技術突破，都标志着中國在固态電池研發領域邁出了重要的一步。

另外，2023年中國電動汽車的銷量持續領先全球，這種需求的增長直接推動了對高性能電池技術，尤其是固态電池的需求。其次，特斯拉等領先企業對市場的快速占領進一步提升了對高性能電池技術的需求，促使車企和電池制造商加大在固态電池技術上的研發投資。

從國際形勢來看，甯德時代去年在美國和歐洲的銷售額幾乎翻倍，和比亞迪生産的電池被特斯拉、寶馬、起亞等領先的汽車制造商所使用，推動新一代的電池技術如固态電池技術能幫助各大車企進一步搶占市場。

從政策上來看，如國家發展改革委和科技部聯合釋出的《新能源汽車産業發展規劃（2021-2035年）》明确提出要加快固态電池等前沿技術的突破。這些政策不僅提供了财政補貼，還包括稅收優惠、研發支援等措施，大幅降低了企業的研發成本，加速了技術的商業化程序。

從産業鍊來看，甯德時代、比亞迪等中國領先的電池制造商已經開始布局固态電池的産業化生産。如甯德時代計劃到2027年實作全固态電池的小批量生産。這些公司的産能擴張和技術更新，标志着固态電池技術在商業應用方面已達到新的高度。

在國際競争方面，中國的電池制造商正面臨來自日本、南韓等國家的激烈競争。為了在全球市場中保持技術領先和市場競争力，國内車企需要加大在固态電池領域的研發投資，同時通過國際合作和技術引進，加速技術的國際化布局。這種競争和合作推動了固态電池技術的快速進步和應用擴充。

除此之外，從使用者角度出發，目前純電車型在一些使用場景或者地區，例如低溫地區，長途出行等，車主依然會有續航以及補能的焦慮，而固态電池在安全性、能量密度和充電速度上會有顯著優勢，固态電池理論能量密度可超過500Wh/kg，高于現有锂離子電池的300Wh/kg。

同時，也是受到近兩年純電動汽車的技術也呈現向高性能發展的趨勢的影響，主要集中在兩個方面。一個方向是從原來的單電機系統或雙電機系統加簡單的主減速器構成的前驅或者後驅，演變為現階段的四電機四驅或高轉速驅動電機、高電壓系統（800V及以上），結合無人駕駛技術，從感覺、控制、執行三個次元對驅動系統進行全方位更新。

另外一個方向則是動力電池，從原來混合動力汽車上用的鎳氫電池，到現階段的锂離子電池，包括钴酸锂、三元锂以及磷酸鐵锂電池，再到現在受大家關注的半固态、固态電池。

騰訊汽車：廣汽，智己等車企宣傳固态電池上車，是嚴格意義上的全固态電池嗎？目前中國以及全球固态電池發展程度如何？

林歆悠博士：固态電池技術分為半固态、準固态和純固态，能量密度分别達到350Wh/kg、400Wh/kg和500Wh/kg以上。

車企如廣汽和智己所宣稱的固态電池，實際上屬于半固态或準固态，因為它們在采用固态電解質的同時，仍部分依賴液态電解質以增強離子傳導性。是以，這些電池雖然被宣傳為固态電池，但在技術上并不完全符合不含液态電解質的純固态電池定義。

目前，中國在半固态電池技術領域取得了顯著成就，能量密度已達到350Wh/kg至400Wh/kg的範圍，并且産業化程序正在加速。

例如，根據中國汽車動力電池産業創新聯盟釋出的資料，國内半固态電池出貨量在2023年已突破GWh級别，并計劃在2024年開啟規模化量産裝車；

國内領軍企業如甯德時代、比亞迪等已紛紛宣布固态電池量産計劃，如廣汽集團宣布計劃在2026年實作全固态電池裝車搭載，而長安汽車則計劃到2030年推出多款自研電芯，并形成不低于150GWh的電池産能。

而在國際領域，德國科研團隊宣布研發出能量密度高達1000Wh/kg的納硫固态電池，而日本在全固态電池的專利數量上占據全球一半，顯示了其在該技術領域的上司地位。

德國和日本在固态電池技術領域的領先地位主要得益于幾個關鍵因素，包括強大的研發基礎、長期的政策支援、以及深厚的工業合作基礎。

首先，德國和日本擁有深厚的材料科學和電化學研究基礎。這為固态電池的關鍵元件——固态電解質和電極材料的開發提供了技術基礎。而且德國憑借其強大的化學工業背景和精密制造技術，優化了電池的生産過程和品質控制。

其次，德國和日本政府長期以來都非常支援電動車和先進電池技術的發展。例如，日本政府通過提供研發資金、稅收優惠等政策措施，鼓勵本土企業和研究機構投入固态電池的研究。德國則在其《國家電動出行計劃》中明确了對新能源汽車技術的支援，包括電池技術的創新和産業化。

第三，德國和日本的車企、電池制造商與研究機構之間有着密切的合作關系。例如，Toyota和Panasonic的合作已經在固态電池領域取得了一系列的研發成果。德國的車企如BMW和Volkswagen也與當地的電池技術公司合作，共同推動固态電池技術的商業化。

騰訊汽車：固态電池實作大規模商業化的核心難點是什麼？

林歆悠博士：對于全固态電池路線，研發難度仍較大，盡管全固态電池技術具有巨大潛力，但目前尚未大規模商業化，主要因為還存在技術挑戰和成本問題。

首先，硫化物電解質的化學穩定性和批量生産難度。雖然硫化物電解質離子導電性及機械性能優異，但它們在與锂金屬負極接觸時化學穩定性差，易引起界面劣化，影響電池性能。此外，高溫易揮發性和濕度敏感性限制了其批量生産。

其次，矽碳負極的體積膨脹問題。矽碳負極因其高的理論容量（比傳統的石墨負極高近10倍）而受到關注，但充放電時顯著的體積膨脹（達300%）會導緻電極結構破裂，降低循環穩定性。

第三，锂金屬負極的不成熟。锂金屬負極具有極高的理論比容量，但在充電時容易形成锂枝晶，這可能穿透固态電解質層造成短路，增加安全風險。目前，研究的重點在于通過化學改性和界面工程技術提高硫化物電解質與锂金屬負極的相容性，同時利用複合材料和固态電解質技術來增強矽碳負極的結構穩定性和锂金屬負極的安全性能。

騰訊汽車：固态電池會是純電動汽車動力源的“終極技術”嗎？

林歆悠博士：固态電池被一些聲音譽為電動汽車動力源的“終極技術”，但這種說法可能過于超前，畢竟技術進步是一個不斷演進和多線發展的過程，與其他零部件的研發道路相同，固态電池的研發道路同樣需要實驗室驗證技術、産品驗證工藝和商品驗證供應鍊。

是以，盡管固态電池帶來了許多期望，它的實際推廣和應用仍需克服重重制實挑戰，而它是否能夠成為電動化的“終極解決方案”，還需時間來驗證。

騰訊汽車：随着固态電池等純電技術的不斷發展，混動（含增程）技術會被替代嗎？

林歆悠博士：随着電池技術的進步和充電基礎設施的完善，純電動車可能會逐漸減少混動車的市場空間。

但混動技術仍在不斷多路徑高水準進化和适應市場需求，新一代混動系統，如比亞迪的DM-i技術和長城汽車的檸檬DHT系統，展示了混動技術在燃油經濟性和動力性能方面的新進展，證明其在某些應用領域仍具有競争力。

混動和增程式車型仍将與純電動汽車長期并存，其獨特的續航能力在不依賴大規模充電基礎設施的情況下，将使它們繼續保持市場地位。

其中，混動專用高效發動機的創新是汽車節能化的重要驅動力。目前，研發重點在于電機和電控系統的更新，通過精準的部件優化，顯著提升了發動機的噪聲、振動和粗糙度（NVH）性能表現。

未來，混動發動機的研發正向更高內建化和子產品化發展，預示着新一代發動機将更加小巧、高效，同時保持卓越性能，為汽車節能化和電氣化貢獻關鍵動力。

同時，車聯網技術的發展為混動汽車提供了優化能量管理政策的新機遇。車對車，車對路以及車路雲一體化的不斷發展，使得能量管理政策能夠更好的利用行駛裡程的全局工況資訊與智能算法，實時性要求不斷滿足，使混動技術朝着智能化的方向發展。

騰訊汽車：随着固态電池等純電技術的不斷發展，氫燃料電池技術路線前景如何？還有哪些優勢可言？

林歆悠博士：氫能源動力相比目前的純電，混動甚至燃油車，都具有很大優勢，随着技術進步和成本降低，氫燃料電池汽車有望成為推動汽車産業綠色轉型的重要力量。氫燃料電池汽車優先可大緻總結成5點。

首先，工作效率高。内燃機汽車的效率為15％-20%左右，而氫燃料電池汽車效率可達到50％~70％左右，甲醇重整産生氫氣的燃料電池汽車效率可達到30％左右。

其次，補能&續航能力強。純電汽車充滿電最快也需半個小時，而氫能源汽車加注氫氣時間與加注燃油相當，且續航方面有很好表現。

第三，節能環保。燃料電池汽車使用能源主要是氫氣，排放的主要物質是水，對于環境問題日益突出的地球來說，燃料電池汽車是内燃機汽車的理想替代。

第四，結構簡單和運作平穩。由于燃料電池汽車能量轉換不涉及燃燒和熱機做功，是以所需零件少，結構簡單，振動和噪聲小。

最後，氫能源具有來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的特點，能夠幫助可再生能源大規模消納，實作電網大規模調峰和跨季節、跨地域儲能。

騰訊汽車：氫能源動力汽車的規模化應用難點是什麼？

林歆悠博士：要實作氫能源動力汽車的規模化應用，還需要解決一些核心技術難題，包括降低氫燃料電池的成本、提高系統穩定性，以及建立完善的加氫站網絡和氫能供應鍊。具體如下：

最關鍵的一點，燃料電池汽車對儲氫的要求高。目前，公路車輛上唯一實用的手段是将氫氣作為高壓氣體儲存在氣缸中。其他選擇，如低溫液态氫，有機化學氫載體或金屬氫化物，可能是不經濟的，至少短期内是這樣。

其次，氫洩漏，以及氫易燃易爆性，氫脆性存在的安全性問題還未完全解決。

同時，大電流的存在使得需要加強人體觸電防護，以及減少電磁波對周邊影響。盡管氫能源動力汽車在環保和效率上具有顯著優勢，但要實作廣泛的商業化應用，還需要克服成本、基礎設施和技術等方面的挑戰。随着技術的進步和政策的支援，氫燃料電池汽車有望在未來汽車市場中占據重要地位。

除了氫燃料電池，還有其他類型的燃料電池在不斷發展中，仍憑借其獨特優勢為能源轉型和汽車産業發展提供新的動力。

騰訊汽車：大陸氫能源動力技術發展如何？與日本美國相比劣勢在哪以及原因？

林歆悠博士：在全球範圍内，氫能源動力技術正逐漸成熟，但各國發展水準不一。日本和美國等國家在氫能技術的商業化應用方面已取得顯著進展，尤其是日本在燃料電池汽車和家用熱電聯供系統方面已實作大規模推廣。

相比之下，中國的氫能源技術雖然起步較晚，正通過積極的國家戰略和産業鍊布局迎頭趕上，但目前仍有存在一定差距：

例如，燃料電池關鍵零部件研發和供給方面與國際先進水準存在一定差距，這導緻中國車企在氫能源技術的研發上尚未能與豐田等國際品牌相匹敵。同時，雖然政策上對新能源汽車給予了支援，但氫能源汽車相較于純電動汽車在補貼和政策傾斜上可能不夠明顯。

當然，還有重要一點，就是中國車企可能更傾向于投資在目前市場接受度更高的純電動和混動技術上，以快速響應市場需求。

但是中國市場對氫燃料電池汽車的發展前景持樂觀态度，國家層面的支援力度不斷增強，預計到2030年氫能産業鍊的整體成本将顯著下降，氫燃料電池汽車的市場滲透率有望持續提升。

國内車企已經具備生産氫燃料電池乘用車的能力，一些企業已經在氫燃料電池系統發動機和整車方面實作了國産化，這為氫燃料電池汽車的商業化應用奠定了基礎。

騰訊汽車：未來汽車終極動力技術路線是什麼？

林歆悠博士：汽車動力技術的終極路線并非單一方向，而是一個多元化的發展趨勢。未來汽車市場預計将由氫能汽車、插電式混合動力汽車和純電動汽車三大技術路徑共同塑造。

随着電機電控和關鍵零部件不斷改進、混動系統的構型創新。混合動力技術将走向多樣化發展，以其智能化，內建化以及市場适應性與純電動汽車長期并存。

純電動技術，被廣泛視為減少城市污染和符合全球減排目标的關鍵技術。電池技術的不斷進步和成本降低預計将進一步推動純電動車的市場普及，将在城市通勤和短途出行中逐漸占據主導地位。

氫能動力，特别适合長途運輸和公共交通領域，提供了高能量密度和快速加注的優勢。不過，氫能的廣泛應用受限于氫氣的生産、儲存和運輸成本及技術挑戰。

是以，氫能、插電混動和純電動這三種技術路徑将根據各自的技術特性和市場适應性，在未來汽車市場中實作互補和共存。

騰訊汽車：燃油車最終會何時退場？

林歆悠博士：燃油車的退出時間将取決于多種因素，包括政府政策、替代技術的發展速度、油價和消費者偏好等。許多國家已經設定了2030至2040年之間停止銷售新的燃油車的目标。

是以，可以預見的是，在接下來的兩到三十年内，随着替代技術的成熟和相關政策的推動，燃油車将逐漸退出市場。但内燃機作為一種成熟可靠的驅動系統，仍然會有一定的市場空間，呈現多種驅動技術類型并存的局面。

檢視原圖 1.07M