2024.3.20長城工程科技論壇130

面向新質生產力的前沿科技展望：新能源歐陽明高.edu習主席指出：我國能源發展仍面臨需求壓力巨大、供給制約較多、綠色低碳轉型任務艱巨等一系列挑戰。應對這些挑戰，出路就是大力發展新能源。

我

們要順勢而為、乘勢而上，以更大力度推動我國新能源高質量發

展

，為中國式現代化建設提供安全可靠的能源保障，為

共建清潔美麗的世界作出更大貢獻。能源轉型歷程與中國新能源革命面向新質生產力的前沿科技展望：新能源◆新能源前沿基礎技術高比能鋰電池氫能燃料電池光伏疊層電池◆新能源系統集成技術電動汽車(全固態電池、全自動駕駛)車網互動(以車網互動為核心、房車能路云)綠色氫能(零碳能源系統)新型儲能(前面三個的集成：氫能、電池、車網互動)◆新能源革命前景展望高比能電池□

2022-2025年：高鎳三元等正極，

石墨和硅碳負極，發展新型電解液和添加劑，實現車規級單

體

350

Wh/kg的目標□

2025-2030年：

高鎳三元、富鋰

正極和高硅、金屬鋰負極，液態

電解質或固態電解質(二者其一

或二者都行),實現車規級400

Wh/kg

的目標口

2030-2035年：

高鎳三元和富鋰錳正極、鋰金屬負極和固態電解

質、金屬/空氣及鋰硫材料體系的成

功

應

用，

實

現車

規級500

Wh/kg

的目標低成本電池口磷酸鐵鋰、鎳錳酸鋰、磷酸錳鐵

鋰及其與三元摻混口低成本鈉離子電池、Zn/Al

電池和

其他金屬空氣電池體系等4■

中

國

動

力

電

池

材

料

體

系

研

發

與

產

業

化

發

展

趨

勢能量密度AWh·kg時間/年2023202520302035電池安全實驗室：學校本部●國內第一例電動汽車火災發生后成立電池安全實驗室；●2015年率先提出關注三元電池電動客車安全，促成工信部開展安全評估和暫停部分電池裝車；●為制定國家動力電池熱蔓延法規提供技術支撐，保護乘員安全。電池燃燒量熱電池充放電測試儀2005道材料合成與表征基于模型的電池設計小型電池試制線

電池熱分析聚態噴閥測試系統電池模組/系統熱分析加速絕熱量熱失控測試與表征2022年度(全球唯一)

IEEETransportationTechnologies

Award"ForthecontributionstobatterythermalmanagementIEEETransportationTechnologies

AwardMinggaoOuyangJhuleArtldeReductive

gas

manpulotion

at

earfy

self.heatngstogeersbiesconrolatlebatterythermal

lale8二Joule,2022,6(12):2810-2820.電池安全實驗室：研發概況2

0

1

1

年

以

來，與全球企業和研究機構開展動力電池安全技術研發與產業化，轉移及橫向項目金額超過1億元

◆2011年以來，發表電池安全SCl論文超過300篇，他引22906次，ESI高被引36篇，4位全球高被引科學家◆

2022年10月，應邀成為國家儲能電站安全監控平臺專家委員會主任單位，國防特種裝備電池安全測試與咨詢單位；H定到NatureEnergy,2022,7:808-817.Joule,2018,10(2):2047-2064.-=Criginand

regulationcfcaygen

redox

instabilityin

highvoltage

batterycathodes鑫凳…Joule,2020,4(4):743-770.Joule

odmhTherma

Runaway

of

L

thium-lon

Batter

eswthoutIntenalShon

CreutRefeMirgaingTherma

Runavay

of

Uthim-lonBalleriesomeJouleDTest0o100Lengthtime.800sSurtacetnnerSutace-BackHeight1000-90-20

0

0

80

電池熱失控過程電池安全技術動力產品開發數學建模特性分析

機理研究熱失控誘因熱失控發生熱失控蔓延—Cel

1—Cel

2—

Cel

3—

Cel

4—

Cel

5Cel

6主動安全與智能電池本征安全與固態電池被動安全與安全電池應用*模型機理rept

Tape

Tnpeo

0

00

00

Time/s機內短路不當充電瓶t0x

+001400Sutace-FrontTmnp,c電針利鵝athode剛

久A被動安全管理：電池系統先進熱管理設計——發明了電池系統分模式量化建模技術◆不同模式采用特定的物理方程，全面建立電池系統熱失控蔓延模型◆以特征f(T1,T2,T3)查表來簡化產熱運算，模型計算效率提升近20倍根據仿真，發現電池殼體有兩處是高危位置，660℃。·系統煙氣流動仿真：仿真結果eionTime

5.842的Solution

Time

5.842

(s)So/ution

Time

5.842

(s)olation

Time5.842N主動安全監控：研發電池領域首個面向電池時序數據的大規模預訓練模型PERB1.0PERB1.0基于50

GWh

數據訓練，參數量達1

億BatchesofMultiple

BatteryPERB1.0

#v

loss明

創|loss2最長預警時間EneodaDacserEmeedtdngSampledVeciwK

Neeeupdate'θ.updateManfUacanstnuctadDataTask1Meanlrput

DataAsmallamountof

battery

data技術

領先以

e.CopyFarameters健康狀態評估誤差率早期壽命預測誤差率Update

Parameters

のTask3Task2綜合故障識別率Fine-tuningv

lossupdate誤差率Semplet

Vecsr

K

NulseaoemeeDataleput

Datt=bsddngZthcader9主動安全監控：

基于大規模預訓練模型PERB,開發了AIBops(AlforBatteryOperationandService)系統

直接覆蓋超過2000種電池類型，實現大規模、多類型電池全周期安全運維和智能服務，已在全國大規模推廣應用全國30+城市實現業務落地80萬輛新能源汽車20000+充電樁器三

-A

些!

#e200MWh+

儲能平臺

規模電池安全預警次數電池服務規模電池檢測次數數據量10反應X:

正負極氣體之間

的串擾反應概豆

NOLC?Joule

2018

3反應W:

正負極固體物質

之間的交換hensT?反

應I:負極與電解液反

應生成還原性氣體RedicigGasGenerafiancmmeUoule2022本征安全機理：

揭示300瓦時/公斤高比能量高鎳三元811電池熱失控全過程機理反應V:

正極固相反應

CO?

,

固氣液反應O?

產生反應VI:

反應正極氧和

電解液反應產熱觸發于斤

FNano

Energy

2019NatureCom.20

2Joule2018T?T2主要性能性能提升原因潛在應用優勢高安全性采用無機不可燃電解質

熱穩定性好簡化系統安全防護設計減少電池系統布局約束高能量密度可以采用雙極板結構兼容金屬鋰等高容量正負極提升電池模組能量密度最大可提升2倍并有可能降低制造成本高功率特性固態電解質的離子跳躍輸運機制，離子電導率和鋰離子遷移數高提升快充性能匹配電動汽車需求好的應性-30~100~C寬，固態電解質不凝固不氣化簡化冷卻機構拓寬電動汽車應用場景材料選型范圍廣電壓窗口寬耐高電壓穩定性好減少界面副反應拓寬正負極材料選型范圍降低原料成本及資源緊缺風險■高比能鋰電池■

全固態電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池，具備安全性高、重量/體積能量密度高等優點■有望滿足動力電池發展過程中不斷提高且相互矛盾的技術要求，是動力電池的重要發展方向之一■全固態電池技術路線各有利弊，國際上多以硫化物全固態電池為主要技術路線放電

，4-

⊙充電正極電解液

隔膜

負極碰離子溶劑化結構陰離子放

電

…

⊙充電

◎-正極

因態電解質膜負

極………陰離子框架12參考資料：富士經濟報告《2020次世代電池関速技術·市場の全貌》傳統液態鋰離子電池穩態鋰離子亞穩態錘離子全固態電池。

材料層級：

硫化物電解質化學穩定性和空氣穩定性差，批量生產難；硅碳負極體積膨脹大、鋰負極不成熟等。

界面層級：電極材料-固態電解質的界面相容性，包括界面副反應、固-固界面機械接觸和體積變化需要加壓

。

電極層級：高面載復合電極動態應變條件下的電荷輸運緩慢、機械失效；高電流密度下鋰負極的循環穩定性

。

電芯層級：

環境控制成本高，等靜壓壓制方式的效率低，電芯做大做厚難，車載工況下電芯性能綜合評估等關鍵材料過波金屬溶出不可迎

相變正極：氧氣釋放，顆粒

開裂，不可逆相變■

全固態電池產業化科學技術難題研究格失度Lit-實發機械穩定性SEI負極：體積膨脹大，庫倫效率低電芯性能電壓倍率增加動力性固態電解質：空氣穩

定性差，電壓窗口窄電荷輸運動力學緩慢電極/電解質界面空間電荷層界面副反應復合電極HgHo中間相Cs,P機械失效網態電解安全性耐久性循環收SEaN/格壓

針

利藏粒磚裂4

量積誠里物/v數控破裂孔潤形成Cxn,ceMu-/u電

極內短路時間過熱15

Ah容量350

Wh/kg能量密度2025400

Wh/kg>

200

℃熱箱-40

℃~120

℃高性能全固態電池歐陽明高苑士工作站四川新能海汽車創新中心全固態鋰離子電池15

AhSEVC2028500Wh/kg2030600

Wh/kg寬作■高比能鋰電池■

2024年1月21日，歐陽明高院士牽頭，多名院士專家，多家領軍企業、知名高校、研究機構，以

及多個地方政府聯合發起，建立了中國全固態電池產學研協同創新平臺

(CASIP)■■■|·00■第二步：

研發燃料電池發動機，燃料電池電堆外協(已突破)■第三步：了研發燃料電池電堆，燃料電池膜電極外協(已突破)■-第四步：

研發燃料電池膜電極(已突破)

燃料電池基礎材料外協◆歐陽明高團隊建立了氫能燃料電池的技術體系，開發出國內首輛燃料電池城市，◆

牽頭2008北京奧運燃料電池客車示范和2022年北京冬奧會氫能示范.第一步：

研發燃料電池混合動力系統與控制，發動機外協(已完成)2005年

2013年

2015年

2018年

2020年動力系統

發動機

電

堆

膜電極剝洋蔥模式IHHIH高度集成化、模塊化設計：節省空間、便于維護，降低維護成本120kW

150kWIH80kW◆自主研發燃料電池發動機，功率覆蓋30kW-240kW,零部件國產化率達100%,成果受到總書記檢閱。自主研發電堆：

-35℃低、-40℃低30kW

50kW

60kW60kW

80kW

100kWH240kWI200kW300kW壽命指標膜電極電位循環10萬圈OCV測試1

0

0

0

小

時單電池單電池耐久驗證

加速因子制定

工況循環測試電

堆臺架加速驗證：8000小時壽命目標：

40000小時◆

高石墨化提升載體穩

定性◆

介孔空間限域提升鉑

納米顆粒穩定性◆

大

幅

面高速熱質均勻

傳輸流場設計與加工◆電堆高

一

致性裝配與

密封技術◆

基于柔性傳感技術的水

熱狀態觀測方法，開發

自適應水熱管理技術，

保持電堆水平衡。預測電堆剩余壽命，實時向系統發送操作條件需求，實現長時間尺度

健康管理◆

燃料電池科技攻關重點

—

—

性能衰減解決方案“膜電極-電堆-系統”跨尺度壽命提升策略>操作條件實時調整>

水熱管理>

健康度管理膜電極及關鍵材料

燃料電池電堆實施方案>

催化劑、載體多孔結構設計>三相界面調控>

多堆一致性>

面內一致性調控策略干濕循環5萬圈高

1009℃燃料電池系統Dwbub◆燃料電池科技攻關重點

—

—

全生命周期智能管理規劃階段

立項階段

開發階段

引入期

成長期r()Analysis失效診斷操作參數自適應調節Design設計開發智能化自動設計Manufacture生產制造制造工藝自動尋優Prediction壽命預測SOH

評估與視情維護基于先進傳感技術高精度解耦極化過程打造“會說話的電堆”基于機器學習的非線性壽命預測

實時辨識電堆SOH

并制定維護方案極板加工與密封工藝自動尋優

高一致性電堆裝配工藝自動尋優基于代理模型快速迭代

尋找最優設計參數成熟期衰退期1.MNM2

一雷Narist*n0Unde

the

Oame

Wnder

thelnd2.DatabasCanstrectian■氫能燃料電池◆推進氫能燃料電池領域國際合作國際氫能燃料電池協會International

Hydrogen

Fuel

Cell

Association·

截至2022年7月，會員單位總數達72家，

覆蓋11個國家

和地區。·

會員單位覆蓋氫能及燃料電池全產業鏈；·

企業占比72%,科研院所和社會組織占比28%ROYoTA

x

-

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HONDA

BOSCH

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力RBvsss2022年6月30日，由中國汽車工程學會、佛吉亞集團、中石化、上汽集團、現代汽車、豐田汽車及英美資源集團等共同參與發起成立的國際氫能燃料電池協會第一屆會員大會暨第一屆理事會一次會議，

在北京成功召開，歐陽明高當選首屆理事長。國際氫能燃料電池協會lnternstlonatHyarogenFuetcellAesociation第一屆會員大會暨第一屆理事會一次會議eAmdee第一屆會員大會暨第一屆理事會一次會議

協會會員情況1918:

波蘭科學家Jan

Czochralski

發明了一種單晶硅

生長方法1905:

愛因斯坦提出光量子假說1883:

美國發明家

CharlesFritz

創

造了第一個有效的硒太陽能電池1976:

美國RCA實驗

1980:

美國特拉華大學

室發明世界上第一研制出世界上第一塊薄

塊非晶硅太陽能電膜電池

(Cu?S/CdS),池，效率2.4%效率10%2022:

我國隆基綠

2022:太陽能電

能突破硅異質結電池效率達到47.6%

池效率世界紀錄，

(多結太陽能電

達到26.81%

池，聚光條件)2006:

美國科學家首

次讓太陽能電池轉換

效率突破40%(多結太

陽能電池，聚光條件)1994:

日本三洋公司

研制出p-a-Si:H/i-a|Si/n-c-Si

異質結太陸

能聲油效20.02009:日本科學家利|

用有機金屬鹵化物鈣|

鈦礦研制出鈣鈦礦電

池，效率3.8%1960:

美國Hoffman|

iElectronics公司將|

單晶硅電池效率提

升到了14%2023:阿卜杜拉國大學突破鈣

鈦礦/晶硅疊層電池記錄，達到33.7%1954:“美菌頁樂實驗室制造出了世界

上第一個硅p-n結，

效率6%1985:澳大利亞

新南威爾士大學

第一次將晶硅電

池效率提升至20%1994:磷化鎵銦/

砷化鎵太陽能電

池化轉換效率首

次突破30%1958:NASA

發射

了第一顆太陽能

供電衛星——先鋒一號1873:英國工程

師

WilloughbySmith

在硒中發現了光電導效應1973:美國特拉

華大學第一次將

光伏發電應用在

建筑上1839:

法國物

理學家

EdmondBecquere1

發現

光伏效應2020:

鈣

鈦礦品硅疊層

電池效率達

到29.1%2012:

鈣

鈦

礦電池效率提升至9.7%光伏電池技術發展歷程2023:鈣鈦

礦太陽能電

池效率達到

26.1%1962:

第

一

輛太陽能載

客汽車誕生PPlei*mnns,ri8cmmains趙*0--F1*Gs汽=-當前技術變革→TOPCon電池HJT電池BC

中臺技術三代

技術一代技術鋁背場電池(

基

本

淘

汰

)PERC電池2.5代

技術e鈣鈦礦/晶硅疊層電池目前最高效率33.9%

理論效率>40%淘汰技術當前技術當前市場占有率：

PERC:85%發展技術當前市場占有率：

HJT+TOPCon:13%30%28%26%24%22%20%18%HBC

電油TBC電池HPBC電池◆光伏電池技術變革路線圖第一次

技術變革電池效率未來技術二代

技術2015202120102023下制備路線與互聯層優化光學與電學性能優異導電光致相編析拉伸應力與壓同類鹵素離子聚合應力結晶動力學調控AX+BX?→ABX,到入糖意中用

析制工要等應力改善化學交聯覆火

應力料鏡■光伏疊層電池■

下一代硅鈣疊層電池構型、特性與關鍵問題電極電子傳輸層鈍化/阻擋層鈣鈦礦層空穴傳輸層互聯層晶硅底電池]4I售級礦頂電明的店合量品副底電池3T何法礦頂電滿復合E/品建底電池leerf疊層電池面臨

的主要問題：◆

晶格匹配◆

帶隙匹配◆電流匹配◆界面復合缺陷鈍化體缺陷

表面(晶界)缺隨2D碼試暗屬斯酸硫鈍化聚合物添加劑物建供化，場體

化等等鈣鈦礦/晶硅疊層電池的關鍵科學問題與常見解決方案號試礦頂電也(寬帶除)品硅底電池(窄帶院)-0

…○…0

-0缺陷--為載流子復合提供位點未配位離子

反位缺陷

空位缺陷頂電

池(

寬

帶

隙

吸

收

高

能

光

子

)

與

底電

池

對

光

譜

吸

收

互

補供低礦質電池復合屬品底電池常見疊層電池構型Wavelength

(nm)離子遷移LJ2T1.

襯底UV清洗設備2.TCO-NiOx

磁控濺射一體機

3.C60

蒸鍍設備4.疊層濕法鈣鈦礦狹縫涂布設備

5.疊層濕法鈣鈦礦退火設備6.C60

蒸鍍設備7.鈣鈦礦蒸鍍設備8.SnOx

原子層沉積系統9.銀電極蒸鍍設備10.雙工位手套箱11.測試設備試制疊層電池樣品，轉換效率超過硅基水平2024.06~08鈣鈦礦實驗室交付和調試寫2024.02設備和工藝流程確定相關設備和工藝流程持續進行文獻閱速與梳現交流學習2024.0;歐陽明高團隊鄂爾多斯新能源研究院鈣鈦礦/晶硅疊層光伏電池實驗室2024.12在關鍵科學問題上提出創新點2024.05試制鈣鈦礦異質結疊層電池樣品(包含面向硅鈣疊層電池的多條工藝路線：兼容不同面積的溶液法、物理氣相沉積法)更衣室

1293m2通日熟悉工藝流程與設備商企業合作，熟悉疊層工藝m*sm手2000m2

明

mrim

cm

南—2400—

—004—單重Pe**JeCM1521貨物緩沖通道6.15m25隔大-2423mmam地熱8ALD3500翻

塌

指暫存間

20.60m2磁控演射

2鈣

鈦

礦

潔

凈

實

驗

室284.81m2測試室鐘410263182600種GM1521MIO2I機H*面向新質生產力的前沿科技展望：新能源◆新能源前沿基礎技術高比能鋰電池氫能燃料電池光伏疊層電池◆新能源系統集成技術電動汽車(全固態電池、全自動駕駛)車網互動(以車網互動為核心、房車能路云)綠色氫能(零碳能源系統)新型儲能(前面三個的集成：氫能、電池、車網互動)◆新能源革命前景展望■電動汽車GasolineDieselEngine氫燃料電池動力系統：燃料電池發動機+電池系統+電機系統+電控系統機電混合動力系統：內燃發動機+電池系統+電機系統+電控系統鋰離子電池動力系統：電池系統+電機系統+電控系統MotorElectronics油電混合

動力汽車可外接充電氫能燃料

電池汽車電-電混合電池組變通路純電動車Fuel

cellBattery內m氨瓶控國家：國家新能源汽車核心研發團隊：從“十一五”開始，團隊負責人連續三個五年計劃擔任國家新能源汽車重點科技專項首席專家；5次向中央最高領導層當面匯報我國新能源汽車研發進展，提出發展建議(見某著名企業22023

年國慶節晚10點經濟大講堂)國際：新能源汽車國際合作牽頭團隊：2011~2021牽頭中美清潔汽車聯盟，與美國國家實驗室和一流大學聯合開展前沿基礎研究國防：國防特種新能源動力支撐團隊：將新能源技術擴展應用與特種電動車輛、特種水下運載工具、特種飛行器新能源汽車動力系統(2001~2021):

推動我國新能源汽車革命，為中國新能源汽車國際領先發揮了技術引領作用電動底盤系統集成多合一Sic電機控制器高集成度二合一電氣拓撲滑板底盤電機控制器原理圖高轉矩密度電動輪清華面向2030年，全固態電池、輪轂電機、滑板底盤均將在電動乘用車產業化彎扭解耦構型減速驅動電動輪當前滑板底盤搭載團隊原創彎扭解耦構型電動輪，系統

方案兼顧轉矩密度提升與承載可靠性◆高槽極數電磁方案◆8層內定子波繞組工藝◆高極對數Halbach陣列轉子◆A

樣機轉矩密度超過業內最

前沿電機，面向量產迭代中電機重量峰值轉矩

(15s)團

隊

水

平業內

前

沿21.6kg

29.85kg850Nm

700Nm轉矩密度

39.4Nm/kg23.5Nm/kg電池、控制器、電動輪一體冷卻高轉矩密度外轉子直驅輪轂電機基于輪轂電機的滑板底盤針對滑板底盤定制化設計強化散熱，提高

峰值功率專屬電池快速

加熱功能國產碳化硅

模組■電動汽車清華-異科能源超充系統研發及示范極速補能是未來趨勢，自主研發了下

一代480kW三大核心亮點功能，已開始在全國規模化落地。智能超充系統，具備“無析鋰快充、冬季脈沖加熱、配儲自增容”---

●

吉林長春智能超充站(450kW)河北

冬奧會智能超充示范(360kW)四川宜賓智能制造基地(籌建)規劃產能3.6GW脈沖加熱每分鐘7℃湖北武漢殼牌充電站商用超充(360kW)超/快充樁出貨槍數228北京北汽藍谷智能超充站(450kW)功

率>350干瓦5分鐘充

200公里電

壓

800V落地場站5個服務車次1180029■電動汽車清華-智鋰物聯智能化換電重卡技術及產業化電池安全監控和運維平臺總成重量：1.25t換電電池系統：1.25t換電底座：Ot能量密度：160Wh/kg云：大數據云控平臺總成重量：2.45t換電電池系統：2.13t換電底座：0.315t0.26t+0.055t(水冷機)邊：云控BMS

終端安全控制指令\云端標定指令算力超強，生命周期云端管理實時控制指令算法云端協調，自適應邊緣計算，冗余安全保護總成重量：2.54t換電電池系統：2.21t換電底座：0.33t能量密度：136Wh/kg電池資產管理平臺算力算法較弱，實現基礎保護端：傳統BMS換電機構換電電池BMS運算數據通訊高頻數據傳輸廣義車網互動概念·V1G:

單向有序充電，僅改變汽車充電時間/速率(例如中午吸收多余太陽能，負載平衡);

·V2G:

包含反向功率流，可以提供局域微網和配某著名企業的多種尺度靈活性調節功能；·

V2X:

車與車之間供電，樓宇供電，負載緊急供電，家庭備用電源等；實現V2G

的前提是電動車在停止運行時要通過雙向充電樁與某著名企業聯接，如果用換電模式，車載電池的儲能功能難以發揮車網互動需要用戶、企業、地方政府共同參與構建能源互聯網平臺，三方都有收益，還具有推動新能源發展的綠色效益。V2BV2B(Vehicle

to

Building)樓宇供電V2XN2meV2H

V2H

(Vehicle

to

Home

家庭備用電源V2mG(Vehicle

to

microgrid)局域微網供電”V2L(Vehicle

to

Load)負載緊急供電V2G(Nehicle

to

Grid)配某著名企業V1G(單向有序充電)V2vVehicle

to

Vehicle))量V2eV1GV2L31>①V2H:

與家庭分布式光伏協同(農村地區典型場景)>②V2B:

城市樓宇和停車場互動，集群后可參與V2G>③V2mG(AC):

配合小型火

電機組和可再生能源單元>④V2mG(DC):直流微網系統，集群后可參與V2G>⑤快充站V2G>⑥換電站V2GG500

kV220

kV110

kV中壓配電變電站低壓配電變電站10(6.3)/0.4kVAC◆

某著名企業接口：城市低壓配網(居民區等)和

中壓配網(高速路等)◆聚合方式：多個居民區、多個樓宇、多個

場站、多個充電樁等都可聚合成虛擬電廠V2mC32小型風電V2mGV2V智慧能源與車網互動技術應用場景⑤V2G分布式發電單元③V2B停車場智慧樓宇V2G低壓配某著名企業中壓配某著名企業

力

子變換器快充站換電站V2V?V2G◆

車網互動智慧能源軟件平臺技術車

輛

出

行

預

測

引

導

(

與自動駕駛相結合)

負荷監測預測平臺：設備的狀態監測預測與安全預警傳感數據融合A與Al預

測能源交場服務平臺：價格機制設計影響設備的可調度狀態負荷聚合與虛擬電廠平臺：可調設備在

一定范圍的集總管理信息平臺層能量管理、負荷聚合與虛擬電廠、數

據監測與預測、電能量市場交四大平臺通訊和網關層微網控制器、能源路由器、邊緣網關

等通訊終端功率/能量設備層光伏、風電、儲能、電動汽車、建筑

負荷等能源終端能量管理平臺：設備間的能量流動管理價格機制，影響設備

和虛擬電廠的狀態形成虛擬電廠，

連接輸配電系統可調的能量聚合能■車網互動光伏+儲能+車網互動+智慧能源場站/園區示范工程視貿北章低學件化有單有任公司68824t的24民4#R公

820

21

44在成在取具《體足年的成日(E

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日

中

1@深圳：首個規模化電動汽車V2G示范@深圳：深圳高技術創新中心V2B

項目建筑柔性擴容有序充電+V2G、

樓字節能、

柔性擴容、輔助某著名企業服務電力市場交易接入VPP

聚合平臺，接受電

力交調度指令，參與需求響應光儲充放直流微網240kW

共直流母線V2G樁光伏+儲能+V2G+

直流負荷規模化V2G

運營15臺15kW

的V2G

樁車網互動規模化經濟性驗證|綠電消納光伏+儲能+V2G,多能互補促進綠電消納、降低增容費用能耗精細化管理園區能耗精細化管理能量協調控制與智能源荷預測輔助服務全周期碳核算，參與廣東省輔助

某著名企業服務與綠電交易能效優化可視化用能動態感知，數據挖

掘分析與多維立體展示@義烏：智慧低工業碳園區V2mG

項目@天津：零碳V2G

場站示范打造@佛山：愛旭光儲充放一體化光伏工廠1AI優化降本增效

全周期多能協調融入車網互動，投資成本降低6%

多能互補智能管控，實現”車主@福田供電局，大規模車輛入網、綠色交通先行示范項目可調負荷接入虛擬電廠，收益約3.5元/度電示范性低碳建筑園區智慧能源管理解決方案行業微網群去中心式綠電交項目新一代低碳場站智慧能源管理解決方案17年IRR

由5.84%提升至9.11%-場站-某著名企業“多邊收益最大化需它=1創新平臺名稱依托單位首席專家住房城鄉建設部質量評定工

程技術創新中心某著名企業(牽頭單位)、中某著名企業、深圳市房屋安全和工程質量檢測鑒定中心、北京科技大學、北京工業大學、哈爾濱

工業大學、河北某著名企業、廣西壯族自治區建筑科學研究設

計某著名企業2住房城鄉建設部智慧低碳建

筑工程技術創新中心深圳某著名企業研究院(牽頭單位)、住房和城鄉建設部料技與產業化發展中心、深圳市建設科技促進中心、深圳市龍崗區住房和建設局、某著名企業科工集團有限

公司、某某著名企業某著名企業

某著名企業歐陽明高3住房城鄉建設部智能建造工

程技術創新中心某著名企業工某著名企業(牽頭單位)、住房和城鄉建設部科技與產業化發展中心、東南大學、哈爾濱工業大學、某著名企業、某著名企業、蘇州柯利達裝飾股份有限公

司邱奎寧4住房城鄉建設部生態與園林

工程技術創新中心中某著名企業(牽頭單位)、住房和城鄉建設部科技與產業化

發展中心、北京林業大學、北京環丁環保大數據研究院、蒙草生態環境(某著名企業、某著名企業5住房城鄉建設部燃氣工程技

術創新中心同濟大學(牽頭單位)、上海市燃氣管理事務中某著名企業，某著名企業、中國市政工程某著名企業秦朝葵■車網互動

建立國內首個車網互動與房-車-能-路-云智慧能源系統國家級創新中心一、住房城鄉建設部科技創新平臺(工程技術創新中心)20/30MPa長管50/90MPa站內儲罐35/70MPa車載氫瓶液氫槽車1-2MPa

大型球罐20MPa

鹽井液氨LOHCHCOOHMgH2高壓氣氫深冷高壓氣氫液氫物理吸附&并網2直連/離網2微網/儲能堿液PEMECSOECAEM無膜電解光解◆綠色氫能技術鏈長、環節多、應用廣、復雜度高。液氫氣化脫附液氨容器LOHC容

器管束車液氫槽車液氨槽車/

船燃氨船燃氫/氨車管道常規物流箱式貨車氣氫增壓氫儲能：電力氫發電氨發電氫動力：交通水

電可再生能源氫原料：化工

氫冶金

儲存某著名企業轉儲轉換制氫運輸應

用FC發

電風

電光

伏化工FCVA

cD

cA

c面向近中遠期應用，清華團隊面開展三種電解水制氫研發與產業化(AEC\PEMEC\SOEC

)清華堿液制氫設備TsinghuaAlkalineHydrogenProduction

Equipmen清華PEMEC實驗平臺Tsinghua

PEMEC

Platform清華SOEC實驗平臺TsinghuaSOECPlatform質子交換膜電解

(PEMEC)固體氧化物電解(SOEC)堿性電解

(AEC)氫舟”制氫系統搭載云帆“單片及電堆首創標準化可拓展帶壓電解單片技術首創插片式帶壓電堆技術首

創單片電壓檢測cvM融合狀態預測技術首創制氫系統在線軟件升級OTA首創制氫系統單片12小時內現場升級首創制氫模塊氣體純度實時檢測與控制技術首創無線智能氫泄漏傳感技術首創綠電制氫大系統控制方案清華-海德團隊研發的電解水制氫系統——氫舟高效原準化插片式電堆智能數字化云平臺安全海德氫安全科技當心照電負載(用戶側)Hz

LHz化?RE水通間2蒸發器散熱器膨脹閥電能氫

氣熱水(相對)

一冷水(相對)

—高紙海得

SENSOR

20…

二

=云概——根準制塞單片-<24h90%氫能熱電聯供發電站FielCalStpterey

Pone

Pent發電·最歷清華團隊開發分布式氫儲能系統：光伏+制氫+燃料電池熱電聯供堿性電解制氫系統本加氫站

m數字化云平臺COMPA5SS佛熱管理

(65-55℃)品效熱索系統運氫車/描限4料電液系院某著名企業(備用)用戶側壓縮機冷凝思億華通二

延

閥1水

聚

：硝寫tm=000第一代

第二代

第三代

第四代石棉/聚苯硫醚織物隔膜

多孔隔膜

陰/陽離子交換膜離子溶劑膜通道尺寸：100μm-500nm

150nm

5nm

<1nm熊夠純水運行能否差壓離PH環塊發展狀態發展潛力√成熟商業廣品H?geration/mg實驗室階段中hcm√實驗室階段中，高en中◆以物質傳輸通道微觀尺寸變化為核心的制氫膜技術迭代運行條件厚度面電阻盤金屬催化劑第二代

多孔隔膜30%KOH,80C

500um0.25Ω/cm2不需要第三代陰離子交換膜5%KOH<100um0.14O/cm

2需要0.065%@1000mA/cm2含有陽離子基團聚合物第四代離子溶劑膜

24%KOH,80℃<100um0.17Q/cm2不需要0.05%1000mA/cm2含有親水基團聚

合物氧中氯濃度離分子材料

聚砜Current

density

/mAcmPBI離子溶劑膜與Zirfon多孔隔膜性能對比Emdency"1%Cellpotential/V√

其①抑制負荷波動

平滑功率輸出有利于某著名企業的調度風電光伏集中式發電②火儲聯合調頻提高火電廠爬坡能力

提高調度指令的跟蹤能力火電廠發電④黑啟動分布式小型光伏/風光互補發電發電側③

調

峰④系統備用：旋轉備用/非旋轉備用

⑤

減少配某著名企業投資某著名企業側①削峰填谷②配電系統擴容③

應急供電④

V2G某著名企業穩定支撐用戶側頻率穩定ZP→CDZg電力系統對各類儲能技術需求①調頻(有功功率)

②調壓(無功功率)③提高新能源消納通信機房、數據中心工商業居民V2G五、電動汽車成為用能，儲能并回饋能源終端；四大集成式智慧能源系統光-儲-充-換-放一體化、

光-儲-充-放-氫一體化車-能-路-云一體化、

房-車-能-路-云一體化五大單項新能源核心技術一、向可再生能源轉型(尤其是光伏與風電);二、集中/分布結合式系統，

建筑變為微型發電廠；

三、氫氣，電池等儲能

(存儲間歇式能源);四

、發展能源互聯網技術；氫能中的綠氫儲能

(長周期儲能，如火電廠燃煤替代)、

儲能中的電池儲能

(中周期儲能，如電化學儲能電站)、

智能中的智慧儲能

(短周期儲能，如車網互動是儲能)。磕第三次

工業革命新經濟模式如何改變世界

非安院求安據建大院集中項有康內表出金AROaNRC*T*通過新能源技術的系統整合滿足儲能需求三大主流電力靈活性技術■新型儲能清華《新能源動力系統》團隊科學研究-技術開發-創新創業生態布局動力電池與電化學儲能系統1.電池熱失控與熱蔓延2.智能電池與智能管理3.新體系與全固態電池氫燃料電池與電解綠氫系統1.PEMFC/PEMEC2.SOFC/SOEC3.堿性電解與氫儲能智能動力與智慧能源