美国“加快普及电动汽车”市场计划及其启示

美国“加速电动汽车普及”市场计划及其启示 2019年7月，美国联邦政府发表关于“加速电动汽车普及”计划的声明，旨在通过与美国政府之间的合作来推广电动汽车并加强充电。

政府和私营部门。

发展基础设施以应对气候变化、增加清洁能源的使用并减少对石油的依赖。

主要实施内容包括以下部分：能源部贷款项目办公室将为签约的46家单位提供高达45亿美元的贷款担保，支持和促进电动汽车充电基础设施创新。

能源部和交通部就2019年全国电动汽车快速充电站网络达成合作协议，共同推动电动汽车充电走廊的部署和建设，推动实施美国固定地面交通计划（快速地）。

联邦可持续发展办公室邀请地方政府将电动汽车和充电基础设施的购买和安装要求与联邦政府合并，以降低购买成本、扩大技术可用性并提高汽车制造商的需求确定性。

白宫科技政策办公室将举办“电动汽车黑客马拉松”，将科学研究和软件开发结合起来，推动电动汽车技术创新并增强数据访问；能源部和合作单位将联合开展电动汽车千瓦级和10分钟直流快速充电。

技术可行性研究（计划年底完成）；成立由能源部太平洋西北国家实验室牵头的“电池联盟”，旨在开发能量密度高达瓦时/公斤的电动汽车用锂电池。

发布了与电动汽车和充电站相关的联邦基金财政援助和技术援助指南。

35 个新机构签署了能源部的工作场所充电计划，并承诺为其员工提供电动汽车充电端口。

其中，在“电池联盟”项目中，美国能源部将在未来五年内每年为联盟提供1万美元的资助，资助三个重点研究方向：材料与界面、电极结构以及电池设计与制造。

一体化。

用20%的资金支持电池技术领域的小型“种子”研发项目。

该联盟的目标是通过开发新型高能量密度材料，将电动汽车用锂电池的重量能量密度提高到Wh/kg，并实现20次循环寿命，即减少电池的重量和体积。

电动汽车同时提高能量密度。

并且一次充电后的行驶里程可增加一倍，从而显着降低电动汽车的价格（低于美元/千瓦时）。

除了打造高效、价格实惠的电动汽车电池的实时目标外，联盟总监刘军预计联盟的研发成果将为智能电网的储能做出贡献。

此外，充电技术是电动汽车与充电设施之间的关键环节。

在“加速电动汽车普及”计划的签署方中，宝马、福特、大众、奔驰、日产和特斯拉均承诺增加电动汽车和电池的数量。

投入和研发力度，特别是直流快充技术，帮助合作伙伴在合适的地点安装电动汽车充电装置。

Hawaiian Electric还致力于与合作伙伴全力支持电动汽车项目，继续安装更多直流快速充电站，并研究更多电动汽车充电的管理和政策需求，以实现其实现10%可再生能源并网的目标到 2020 年。

.美国“加速电动汽车普及”计划的影响及技术发展预测 美国“加速电动汽车普及”计划将对整个新能源电动汽车行业产生重要影响。

从《加速电动汽车普及》计划中我们可以看出，美国政府高度重视三类技术方向的发展：高能量密度（≥Wh/kg）锂电池技术；电动汽车快速充电技术（kW，10分钟）；电池领域的全新原创创新技术（小型“种子”研发项目）。

高能量密度的要求将首先推动高能量密度电极材料系统和电池优化设计的研究。

例如，基于“试错法”的材料筛选模式将过渡到基于材料基本物理参数的合理设计阶段，材料的综合性能将得到提高。

通过高能量密度电池材料的开发、优化，过渡到3D结构设计、多维复合材料等多个研发阶段，从独立电池电抗器设计过渡到基于电池电化学反应建模的合理开发阶段等电池组装方式的创新，电池模组的高功率设计，使电池综合性能取得突破。

从技术角度看，“加速电动汽车普及”计划中的千瓦、10分钟直流快充电池技术，意味着充电系统可以在10分钟内为汽车充满一英里的电量，这将带来革命性的变化。

许多应用领域。

其影响，特别是与高倍率充电（50kW以上）相关的关键技术瓶颈的研发，将??大大增加全球电动汽车的使用。

此外，该计划对小型“种子”电池研发项目的大力支持，将有助于激励研究人员开发新的原始电池技术和探索新的电池理论，推动储能技术的原始创新研究。

未来，电动汽车的大规模推广将增加对锂资源开采和提纯技术的需求。

也可能导致锂资源短缺，这势必会对各国锂资源战略储备战略产生影响。

目前，全球锂矿产资源储量丰富，60%以上的锂矿产资源尚未勘探开发。

潜在资源巨大，分布高度集中。

从资源来看，全球59%的资源集中在“锂三角”国家，即智利、玻利维亚和阿根廷。

中国和美国的锂资源量分别占全球的13.3%和13.5%。

SQM、凯密特尔、FMC和泰利森是全球锂矿开采四大巨头公司，垄断了全球最优质的锂矿资源。

我国锂矿资源虽然丰富，但高品位锂矿少，低品位矿多。

从全球范围来看，我国锂矿企业不具备国际定价权，处于下游价格面临风险、上游被巨头打压的产业链薄弱环节。

锂资源储量及开采提纯技术需关注。

此外，为了避免电池材料对环境的污染，降低整个电池产业链的生产成本，动力锂电池的回收再利用必将成为行业关注的焦点。

根据欧盟电池指令No./66/EC，每年电池回收率要求达到45%。

根据一般电池类别，回收率应达到50%-75%。

然而，现有的锂电池通常采用高精度涂层技术来制作极片。

电池报废后，回收利用难度极大。

通常需要对电池进行拆解、机械破碎、湿法或火法冶金等，回收成本非常高。

因此，未来必须开发新型可回收动力电池和环保高效的回收处理技术。

几点启示与建议电动汽车和动力锂电池技术受到美国联邦政府的高度重视，美国在全球锂资源控制和技术投资方面做出了战略布局。

我国新能源汽车产业要获得国际竞争优势，需要高度重视以下三个技术方向并支撑突破：（一）基于可回收理念设计的新型锂电池技术。

锂电池回收技术的发展将有助于我国减少对锂资源的依赖，在新能源汽车产业的可持续发展中占据主动。

现在的动力锂电池是从手机电池等微型电池发展而来的。

动力电池的结构设计没有考虑回收过程，导致回收成本高、污染大。

这将对我国新能源汽车的可持续发展带来严重后果。

严峻的挑战。

因此，开发易于回收的新型动力电池技术具有重要的战略意义。

基于易回收理念设计的锂浆电池是近年来发展起来的低成本、大容量、长寿命的新型锂电池技术。

有望在电动汽车、电力储能等领域发挥重要作用。

目前正处于基础关键技术研究阶段。

浆料储能方式非常有利于锂电池的回收再加工，将是未来储能动力电池技术的重点发展方向。

（2）高能快充电池技术，解耦电池能量密度与功率密度之间的矛盾。

美国政府的“加速电动汽车普及”计划不仅高度重视高能量密度（≥Wh/kg）锂电池技术的研发，而且对电动汽车也高度重视。

汽车快速充电技术（千瓦，10 分钟）。

基于现有的电池结构和材料技术，业界普遍认为电池的高能量密度和高功率密度是一个不可调和的矛盾。

但技术上能否解耦电池能量密度与功率密度的矛盾，需要电池材料和结构技术的创新突破。

国外已经在重点发展高能快充电池技术，但我国相关技术研发和支持严重滞后于国际水平，需要高度重视。

未来，解耦电池能量密度与功率密度矛盾的高能快充电池技术将是新能源汽车动力电池发展的重要方向。

（3）电动汽车VEG模式供能系统 目前推广的新能源汽车充电站/充电桩充电模式难以满足电动汽车大规模快速充电需求。

未来，发展电动汽车VEG（车辆-能源站-电网）模式具有巨大的市场潜力。

VEG模式下，电动汽车配备动力电池，可以安全、快速地充电。

充电方式由用户选择——在能源站快速充电或在停车场或家庭车库慢速充电。

分布式能源站与现在的加油站类似。

能源站配备低成本、长寿命的MW级储能电池系统，从电网充储电能后可以为电动汽车快速充电。

同时，能源站可以与电网互动，用于电力调峰或调频。