鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:864次 | 2021年11月02日
楊裕生院士:電池是電動(dòng)汽車發(fā)展首要的決定性因素
現(xiàn)在我國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展比較快,那么十三五到底應(yīng)該怎么做?有關(guān)當(dāng)前汽車發(fā)展,電動(dòng)汽車發(fā)展當(dāng)中存在的一些問題,我有些個(gè)人看法。今天在這里提出來和大家一起討論,有一些和政府部門的政策或看法可能不太相同,作為百家爭(zhēng)鳴,一家之言也提出來進(jìn)行探討。
還有七十天,就進(jìn)入十三五了,十三五計(jì)劃期間,電動(dòng)汽車怎么發(fā)展,我想講四個(gè)問題,第一個(gè)是電池是首要的決定性因素,第二個(gè)是十三五電池的技術(shù),第三是用好現(xiàn)有的電池,發(fā)展電動(dòng)汽車。第四是控制電動(dòng)汽車補(bǔ)貼總額,明確公司開發(fā)責(zé)任。
第一個(gè)問題,電池是電動(dòng)汽車發(fā)展的首要決定性因素。電池的安全性和比能量關(guān)系到電動(dòng)汽車的安全性和續(xù)駛里程,十三五電動(dòng)汽車的安全性和續(xù)駛里程,取決于十二五的電池以及十三五最初兩三年電池的水平。超越電池水平搞電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè),是一種冒進(jìn)行為,難免會(huì)發(fā)生汽車趴窩,也就是說行駛一段時(shí)間之后就行駛不動(dòng)了,或者行駛里程很高,但發(fā)生燃料事故,這就會(huì)給國(guó)家、公司和個(gè)人造成很大的浪費(fèi)。這些問題都不是空穴來風(fēng),而是很殘酷的事實(shí)。我國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展很快,在快當(dāng)中,存在一系列問題,要大家引起注意。
第二個(gè)問題,十三五的電池技術(shù)。首先要在安全第一的前提下,提高鋰離子電池的比能量。鋰離子電池將長(zhǎng)期是動(dòng)力鋰離子電池的主力,這一點(diǎn)不容懷疑。要發(fā)展高電位的正極,目前的重點(diǎn)是三元材料,高壓材料也可以發(fā)展,但是它們的安全性存在問題。另外要發(fā)展高安全性的負(fù)極,電池要發(fā)展長(zhǎng)壽命。三元正級(jí)的電池要提高安全性,這個(gè)問題現(xiàn)在很嚴(yán)重。估計(jì)在十三五實(shí)用的單體比能量不會(huì)超過200Wh/kg。有關(guān)純電動(dòng)公交車,我想強(qiáng)調(diào)一下,目前趴窩、未老先衰的舊賬還沒有還,也就是從十一五到十二五遺留很多問題,很多城市的純電動(dòng)公交車已經(jīng)走不動(dòng)了,或者已經(jīng)完全不走了,要防備十三五繼續(xù)出現(xiàn)類似問題。
安全第一,就是不要片面地追求高比能量。現(xiàn)在這個(gè)傾向很嚴(yán)重,定的目標(biāo)是純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程要不斷提高,因此就要求電池比能量要不斷提高,并沒有把安全問題提到第一的位置來重視。蓄電池是一個(gè)含能的器件,有不同程度的危險(xiǎn)性,鋰離子電池要提高比能量,但是要安全第一。要優(yōu)先使用高安全性的電池,寧愿犧牲一些比能量。在規(guī)模蓄電的設(shè)計(jì)當(dāng)中,要控制不發(fā)生連鎖反應(yīng),就是一個(gè)電池出了問題,其他周圍的電池不要繼續(xù)發(fā)生燃燒爆炸這樣的現(xiàn)象,在使用當(dāng)中要建設(shè)安全操作規(guī)程,絕不可以濫用電池。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
現(xiàn)在磷酸電池安全性高,價(jià)格低,用途廣。有關(guān)下一代的動(dòng)力鋰離子電池,有一種說法認(rèn)為是鋰硫電池,由于鋰離子電池難以實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車50公里里程,日本NEDO提出鋰硫、鋰氧是后鋰離子電池,這是單純從理論比能量一項(xiàng)考慮得出的推論。我覺得很難指望鋰硫電池,當(dāng)然它可以用在其他功率要求不高的地方,但是在動(dòng)力鋰離子電池上,我覺得日本的提法要打問號(hào)。還有下下代的動(dòng)力鋰離子電池是鋰氧電池,這個(gè)更懸乎,除了剛才鋰硫電池之外,雙功能的氧正極是一個(gè)世界性難題,多年來沒有很好解決,鋅電池、鋰離子電池都遇到這樣的問題,指望把這個(gè)難題加到鋰氧電池上更懸乎,希望更渺茫。我覺得國(guó)家可以支持個(gè)別團(tuán)隊(duì)來長(zhǎng)期研究,但不能寄予過高期望。我認(rèn)為,要大力推動(dòng)鉛炭電池的提高和應(yīng)用,因?yàn)樗3至算U酸電池的優(yōu)點(diǎn),便宜、安全、原料容易得到、可靠。十二五一個(gè)重要成果,尤在部分核電態(tài)高倍率放電循環(huán)壽命大于20萬次,這可以在電動(dòng)汽車?yán)镉泻芏嘭暙I(xiàn)。第一個(gè)就是在微混和啟停汽車?yán)锩妫?020前要作為標(biāo)配,也就是所有的燃油車都要有啟停功能,鉛炭電池就可以起用途。第二是微型的短程汽車作為動(dòng)力電源。第三是增程式電動(dòng)汽車動(dòng)力電源,所以要加緊完善鉛炭電池的產(chǎn)業(yè)鏈,特別是把這個(gè)超級(jí)活性炭做好,來大力推廣這樣的新技術(shù)。
第三個(gè)問題,是用好現(xiàn)有的電池發(fā)展電動(dòng)汽車。就是現(xiàn)有的電池應(yīng)該說是比較成熟的,不要冒進(jìn),如何發(fā)展電動(dòng)汽車實(shí)際上是如何用好現(xiàn)有的電池。我對(duì)十三五電動(dòng)汽車發(fā)展的主張,第一是要為小型低速純電動(dòng)汽車開綠燈,我在這里再一次呼吁,這是國(guó)家一些部委已經(jīng)開始重視,但是到現(xiàn)在還沒有落實(shí)。因?yàn)殡妱?dòng)汽車做小了,所有的矛盾都可以解決,可以大量的節(jié)能減排,滿足最廣大人民群眾的需求。第二點(diǎn)是大中型汽車要以純電驅(qū)動(dòng)的增程式為主。現(xiàn)有的鋰離子電池的性能完全可以滿足增程式車的要求,鉛炭電池也有用武之地。
第一就是當(dāng)前長(zhǎng)里程的純電動(dòng)汽車不宜作為重點(diǎn),這個(gè)問題現(xiàn)在爭(zhēng)論很大,最近一些部委開會(huì)發(fā)表的言論,還是要堅(jiān)持純電動(dòng)汽車,我認(rèn)為目前來講,不是一個(gè)很好的發(fā)展重點(diǎn)。目前的比能量鋰離子電池,純電動(dòng)汽車實(shí)際里程是150公里為合理,假如更長(zhǎng)電池就要多,電池多了車子重、耗油大,就要更多的電池,這樣就不合理了。現(xiàn)在有的城市強(qiáng)調(diào)只用純電動(dòng)汽車,想一步登天,這是違背循序漸進(jìn)的發(fā)展規(guī)律,包括北京市在內(nèi)。比亞迪最早做的是E6,電池有700公斤,現(xiàn)在回過頭來搞插電式秦,現(xiàn)在效果很好。特斯拉的電池裝了85kwh,所以它現(xiàn)在已經(jīng)燒了13輛車,重要是從電池里面燒的。它現(xiàn)在也打算搞普及型的,不單純搞高檔的。所以我國(guó)應(yīng)該量電池之力而行,制定標(biāo)準(zhǔn),發(fā)展低速微型車,不要搞高速的、電池負(fù)擔(dān)不了的車型。
第二就是要巧用電池,發(fā)展增程式電動(dòng)汽車,也就是在車上裝一個(gè)發(fā)電機(jī),雖然發(fā)電機(jī)要燒油,但是用的內(nèi)燃機(jī)功率很小,只有一半左右,所以它可以在最近的那條線來運(yùn)轉(zhuǎn),可以節(jié)油50%。它的好處很多,現(xiàn)有的鋰離子電池完全滿足要求,安全性很高。車輛在行駛當(dāng)中,發(fā)電機(jī)給電池充電有什么好處,就是電池整個(gè)是處于半充和半放的狀態(tài),它既不充滿也不放完,就是中間的這樣一個(gè)充電狀態(tài)。好處是內(nèi)阻小,發(fā)熱量小,不過充,安全有保障,不過放,循環(huán)壽命長(zhǎng),淡化了不一致性的問題,而且可以簡(jiǎn)化電源管理系統(tǒng),還可以用漣漪的鋰離子電池,雖然車上要燒油,但是能節(jié)約50%的油,好處很多。去年交通部舉辦的絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶的文化之旅,用了兩輛增程式車,從連云港到烏魯木齊走了五千多公里,沿途沒有充電,而同行的兩輛進(jìn)口客車,耗油32升。也有人說,增程式只有在城市行駛節(jié)油高,但這個(gè)想法落后了。增程式電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)在于電池組不會(huì)缺電和過放電,壽命長(zhǎng),安全性高,可以不用充電樁遠(yuǎn)距離行駛,可以晚間在停車場(chǎng)充電,用戶可以節(jié)省開支,電池少,成本低,節(jié)油率50%以上。各個(gè)國(guó)家發(fā)展汽車的程度不相同,日本搞深混車已經(jīng)成熟,所以燃料動(dòng)力鋰電池車是重中之重,而我國(guó)是要解決當(dāng)前國(guó)家能夠普遍推廣使用的電動(dòng)汽車,不能跟在日本后面走。美國(guó)是繞開日本車的專利,所以提出發(fā)展插電式混合動(dòng)力車。我國(guó)怎么走自己的路,我覺得就是要走純電驅(qū)動(dòng)的增程式,這類車只有電驅(qū)動(dòng),雖然有內(nèi)燃機(jī)但是它只管發(fā)電,動(dòng)力不直接到車轱轆上去。增程式優(yōu)于其他的車種,這個(gè)就不詳細(xì)講了。增程式電動(dòng)公交車,最容易向無補(bǔ)貼過渡,因?yàn)樗昧可伲杀镜停c汽車同壽命,12米的客車可以逐漸降到80萬一輛,比燃油車高25萬,用兩三年省的油錢就可以補(bǔ)償回來,油錢要補(bǔ)償,這里面有一個(gè)觀念改變的問題。第一個(gè)改變就是,用節(jié)能的油錢來抵償車的差價(jià),這一點(diǎn)首先要大家承認(rèn),或者要這么做才行。推動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展,是國(guó)民的義務(wù)和責(zé)任,不是說我愿意做就做,不愿意做就不做,而是應(yīng)該大家都來努力。
第三就是不要想通過電動(dòng)汽車的高補(bǔ)貼,從國(guó)家撈一把,這個(gè)問題現(xiàn)在非常嚴(yán)重。所有的大的汽車公司,哪種汽車補(bǔ)貼高,就生產(chǎn)哪一種車,而不看這些車到底能不能長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,能不能安全運(yùn)行,先把補(bǔ)貼抓到手再說。增程式電動(dòng)汽車假如能夠享受公交車燃油補(bǔ)貼,我覺得也合理,甚至可以不用三年的時(shí)間,就可以把成本收回來。增程式電動(dòng)汽車的推廣應(yīng)用可以很多,包括長(zhǎng)途客車、出租車、乘用車、卡車,卡車加拿大已經(jīng)走在前面了,已有公司做了混合電動(dòng)卡車,實(shí)際上是增程式,每百公里耗油17升,是純電,靠電池驅(qū)動(dòng)發(fā)電。燃料動(dòng)力鋰電池電動(dòng)汽車,實(shí)際上是增程式,這跟剛才的增程式相同,不同的是,它用燃料動(dòng)力鋰電池在車上發(fā)電,過去認(rèn)為是電池組給燃料動(dòng)力鋰電池平衡功率,也可以認(rèn)為是燃料車組給電池充電,上升里程。十三五不要跟著日本和美國(guó)走,而應(yīng)該穩(wěn)住心態(tài),發(fā)展燃料技術(shù),把技術(shù)做好,要大規(guī)模做好燃料動(dòng)力鋰電池電動(dòng)汽車。再有其他的動(dòng)力車,譬如燃?xì)獾碾妱?dòng)汽車增程,成都有90輛,據(jù)說運(yùn)行得非常好,未來光伏發(fā)電發(fā)電效率提高了,也可以在車上用太陽能發(fā)電來新增里程。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
最后我想講一下,控制電動(dòng)汽車總額,明確公司開發(fā)責(zé)任。今年五月份,四部委公布了十三五電動(dòng)汽車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn),按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn),我做了計(jì)算,補(bǔ)貼數(shù)額非常大,大到什么程度,假如實(shí)現(xiàn)2020年500萬輛目標(biāo),按照四部委的通知,十三五要補(bǔ)貼3900億,這是中央政府補(bǔ)貼的,地方政府補(bǔ)貼還沒有算在里面。怎么算呢,有前期的計(jì)算,就是說2016年按照電動(dòng)汽車在整個(gè)汽車生產(chǎn)按1%,2017年2%,2018年3%,2019年4%,2020年5%,按照每年加一個(gè)百分點(diǎn)的電動(dòng)汽車的比例,才能夠滿足十三五2020年完成五百萬輛汽車這樣一個(gè)目標(biāo),完成這個(gè)目標(biāo)之后,這個(gè)補(bǔ)貼的數(shù)就是3900億。3900億,要多少人才能夠創(chuàng)造這么多的財(cái)富,有3900億可以做很多其他的事情,現(xiàn)在拿來做補(bǔ)貼,到底值得不值得,應(yīng)該不應(yīng)該。長(zhǎng)期的高額補(bǔ)貼不利于有效推動(dòng)電動(dòng)汽車的發(fā)展。首先,汽車生產(chǎn)公司追逐補(bǔ)貼最高的純電動(dòng)客車,但電池壽命有限,趴窩的車子比比皆是,國(guó)家損失嚴(yán)重。其次,大部分補(bǔ)貼成了汽車公司的超額利潤(rùn),普通納稅人的錢補(bǔ)給了有錢買車的富人,造成了社會(huì)不公。第三,汽車生產(chǎn)公司只享利益,沒有義務(wù),不思降低成本去努力生產(chǎn)廣大群眾需求的車。第四,政府財(cái)政負(fù)擔(dān)太重,而拉動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展的效果不佳。十二五原來定的50萬輛,現(xiàn)在剩下70天,眼看50萬輛很難完成了。
我們工程院、科學(xué)院的19個(gè)院士,聯(lián)名給國(guó)家寫了一個(gè)建議,七月8號(hào)交上去的,題目是“有關(guān)控制電動(dòng)汽車補(bǔ)貼總額,明確公司開發(fā)責(zé)任的建議”,建議的內(nèi)容重要三條。第一條,為十三五電動(dòng)汽車補(bǔ)貼總額設(shè)定一個(gè)上限,希望由國(guó)務(wù)院來設(shè)定上限,而不是讓四部委去用多少錢算多少錢,用了再算,而是先算再用。第二要明確各個(gè)汽車生產(chǎn)公司的責(zé)任,完善政策措施,即適當(dāng)補(bǔ)貼、責(zé)任指標(biāo)、超額有獎(jiǎng)、以罰促產(chǎn)。所謂適當(dāng)補(bǔ)貼,就是十三五繼續(xù)補(bǔ)貼電動(dòng)汽車,但是金額要降低,加速逐年退步。責(zé)任指標(biāo)就是要燃油汽車生產(chǎn)公司有責(zé)任有義務(wù),逐年提高電動(dòng)汽車在本公司生產(chǎn)銷售產(chǎn)品中的比例額度,美國(guó)加州早已實(shí)行,效果顯著,現(xiàn)在美國(guó)已經(jīng)有9個(gè)州效仿加州。第三個(gè)建議是,繼續(xù)對(duì)電動(dòng)汽車技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展加強(qiáng)支持,美國(guó)加州政策的核心內(nèi)容是,要求汽車生產(chǎn)商在加州銷售的乘用車、小型車輛當(dāng)中,必須含有一定比例的零排放和部分零排放的車輛,這些年比例不斷變化,要求到2020年,在加州銷售的車子里,應(yīng)該有6%的零排放或3.5%的部分零排放的車。在加州假如達(dá)到這個(gè)最低分?jǐn)?shù)線,就達(dá)到指標(biāo),假如達(dá)不到就要罰款,這有長(zhǎng)期的政策規(guī)定。所以我們19個(gè)老頭加在一起,平均年齡是78歲,也不是老了沒有事做,而是感覺這個(gè)問題太嚴(yán)重,所以花了很多時(shí)間提了這樣的建議,他山之石,可以共用。
最后我講幾點(diǎn),第一個(gè)當(dāng)前電池水平?jīng)Q定了十三五電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè),應(yīng)該發(fā)展微型低速純電動(dòng)汽車或增程式純電驅(qū)動(dòng)汽車。第二點(diǎn)是政府要明確汽車公司生產(chǎn)電動(dòng)汽車的責(zé)任,完善獎(jiǎng)罰政策措施,加速補(bǔ)貼退步,使我國(guó)十三五電動(dòng)汽車走上更健康的發(fā)展造成。十三五在鋰離子電池安全第一的繼續(xù)提高比能量,為提高十四五電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)水平打基礎(chǔ)。燃料動(dòng)力鋰電池電動(dòng)汽車要切實(shí)研究技術(shù),不根外國(guó)搞批量上路,要穩(wěn)定心態(tài)走好自己的路。