2018年1月7日，中國科學院院士、中國電動汽車百人會執(zhí)行理事長歐陽明高教授報告，“鋰離子動力電池有望于2020年前實現(xiàn)300瓦時/公斤目標，目前國內(nèi)外技術(shù)研發(fā)基本處于同一水平，但安全性研究尚待加強。”聽到這個信息，筆者有一些聯(lián)想和思考，供大家分析。

一、300瓦時/公斤目標有望實現(xiàn)，說明動力電池瓶頸已經(jīng)突破

筆者第一次認識動力電池是在2008年，清華大學陳全世老師，向筆者展示一張動力電池單體照片，他表示，中國磷酸鐵鋰動力電池的比能量已經(jīng)達到80瓦時/公斤。從此，筆者對動力電池的兩個指標，即比能量、比功率有了一個基本概念。對汽車而言，動力電池比能量、比功率是兩個基本指標。

動力電池是發(fā)展新能源汽車的瓶頸，主要是指動力電池的“比能量、比功率”指標。滿足汽車比功率要求的還有超級電容，于是一些廠家積極推進超級電容公交車，在上海世博會期間，就有了超級電容公交車的示范運營。今天再也沒有人提“超級電容”如何車用了。再往前追溯，公交車電動化，最開始是混合動力技術(shù)方案，為什么呢?動力電池的比功率指標是能滿足車用的，主要是比能量離車用距離是比較遠的。

中國發(fā)展新能源汽車到2012年，其技術(shù)路線基本明確了“純電驅(qū)動”，為什么叫“純電驅(qū)動”，不直接叫“純電動”呢?筆者理解，動力電池的比能量離車用的“瓶頸”還沒有真正突破?！凹冸婒?qū)動”的內(nèi)涵是，中國的新能源能源汽車的基本要求是，必須是由電機驅(qū)動，發(fā)動機不直接參與驅(qū)動。

“純電驅(qū)動”的意義何在?

①決策者已經(jīng)認定了，發(fā)展中國新能源汽車的瓶頸是動力電池的比能量過低，而中國技術(shù)界和企業(yè)界一定能提高;決策者已經(jīng)認定了，中國的動力電池比能量在2020年以前是可以實現(xiàn)300瓦時/公斤目標的。

②動力電池的比能量提升有一個過程，估計10年時間為一個臺階。“純電驅(qū)動”的提法是一個過渡。中國混合動力的技術(shù)路線是插電式(增程式)的，是為動力電池突破瓶頸服務的，而日本式混合動力的技術(shù)路線是為改善發(fā)動機性能不足而服務的?？梢钥闯?，都叫混動，但是其意圖不同。

二、在動力電池瓶頸沒有突破以前，我們做了哪些工作?

中國要發(fā)展新能源汽車，一直在學習汽車強國的先進技術(shù)。動力電池是瓶頸(比能量滿足不了車用)是全世界公認的。由于環(huán)境和能源安全的壓力越來越大，而汽車對社會發(fā)展的牽引力也是越來明顯，發(fā)展新能源汽車是人類共同的愿景。在動力電池瓶頸沒有突破以前，我們做了哪些工作?

①中國公交車企業(yè)沖在最前面，2001年開始向俄羅斯、日本學習，開始做傳統(tǒng)“混合動力”公交車，交了少的學費，在發(fā)動機技術(shù)不如人的情況下，在動力結(jié)構(gòu)方面，進行了不同的嘗試，如“弱混、中混、強混”等，最后認識到了，傳統(tǒng)混合動汽車的關鍵技術(shù)，還是發(fā)動機技術(shù)。沒有發(fā)動機先進性支撐，中國的新能源汽車，如果還是在“弱混、中混、強混”打轉(zhuǎn)，不僅學不會日本先進的技術(shù)，要超越更是別想了。

②10年過去了，動力電池比能量指標有一個明顯的進步，但是還是達不到車用要求。到了2012年開始放棄了日本式混合動力技術(shù)路線，確立了中國特色的新能源汽車路線，即“純電驅(qū)動”。中國公交車企業(yè)又沖到最前面，提出了“快充”和“在線充”的技術(shù)方案，進而有力的推動了中國公交車電動化的前進步伐。不過“快充”和“在線充”是整車廠發(fā)揮自己的積極性，在彌補動力電池比能量不足的一個過渡措施而已。

③中國動力電池的比能量提升比較快的是有目共睹的事。2008年比能量是80瓦時/公斤，目前已經(jīng)是250瓦時/公斤，10年間提升了3倍。到了2020年提升到300瓦時/公斤，已經(jīng)是看得見的希望。對用戶而已，關心的是性能指標，對材料成分(結(jié)構(gòu))如何改善?是動力電池專家(企業(yè))的事情。但是歐陽明高教授報告說，“目前國內(nèi)外技術(shù)研發(fā)基本處于同一水平”令人振奮。

三、中國動力電池2020年前能實現(xiàn)300瓦時/公斤目標的聯(lián)想

①2018年年初，電池能量密度單體達到230瓦時/公斤左右，PACK系統(tǒng)大約150瓦時/公斤左右;

②2019年再提高50-70瓦時/公斤，就能實現(xiàn)工信部要求的300瓦時/公斤指標，PACK系統(tǒng)大約215瓦時/公斤左右;

③2025年就能實現(xiàn)單體密度350瓦時/公斤、系統(tǒng)密度260瓦時/公斤，是力爭的目標。

推演一下：

①2018年年初，PACK系統(tǒng)大約150瓦時/公斤，這個指標對10米純電動公交車而言，按1噸電池是150度電，1度電跑1公里耗0.8度電測算，則一次充電持續(xù)里程為187.5公里。(注：以武漢公交為例，年平均每天運營里程為197公里)。

②2020年PACK系統(tǒng)大約215瓦時/公斤左右，這個指標對10米純電動公交車而言，按1噸電池是215瓦時/公斤，1度電跑1公里耗0.8度電測算,則一次充電持續(xù)里程為268.75公里。這個指標對到2020年，全國公交新車全部電動化，車輛技術(shù)上已經(jīng)能完全可以滿足。

③2025年系統(tǒng)密度260瓦時/公斤，這個指標對10米純電動公交車而言，按1噸電池是260瓦時/公斤，1度電跑1公里耗0.8度電測算,則一次充電持續(xù)里程為325公里，即到2025公里，純電動公交車1.5天才需要充一次電。

通過上面的測算，可以有如下結(jié)論：

①中國公交車全部電動化，再經(jīng)過8年的時間是可以實現(xiàn)的;

②中國的乘用車如果用于出租車，全部電動化，再經(jīng)過8年的時間也是可以實現(xiàn)的;

(①、②附件條件是配套的充電設施基本到位，明確實際情況是，公用領域純電動車輛充電配套，技術(shù)上沒有問題，投資也有回報的。)

③私家車(乘用車)全部電動化，僅從車輛技術(shù)上來說，再經(jīng)過8年的時間同樣是可以實現(xiàn)的。但是，電動私家車，如果是依靠公共充電設施，還是無法滿足使用者要求的)。

④城市配送車輛的全部電動化，僅從車輛技術(shù)上來說，再經(jīng)過8年的時間，同樣不存在問題，附加條件是交流輸入220V/直流輸出便攜式充電器發(fā)展到位。)

⑤大、中型貨運車輛，如何電動化?其技術(shù)路線是什么，目前還是比較含糊的?？梢赃@樣理解為，大、中型貨運車輛如果電動化，對動力電池比能量指標要求會更高。

四、中國動力電池300瓦時/公斤指標帶來的影響分析

中國發(fā)展新能源汽車快20年，一直在探索如何實現(xiàn)的技術(shù)路線，目前基本清晰。

①中國新能源汽車的主要特征是，純電動驅(qū)動，不走日本式混合動力的技術(shù)路線。這是進行了10年多年的實踐后，總結(jié)出來的。

②車用動力電池比能量的瓶頸指標是300瓦時/公斤，在這個瓶頸沒有突破以前，公交車領域、城市配送領域貨運車、A00級乘用車基本上是推廣純電動車，而在級別更高的車輛上，推進的是插電式混合動力。

③在動力電池pack為100瓦時/公斤上下時，出現(xiàn)過超級電容和日本式混合動力方案，當動力電池pack越過110瓦時/公斤后，超級電容和日本式混合動力方案，慢慢沒有人再提起。

④可以推判，當動力電池pack越過150瓦時/公斤后，有關插電式(增程式)的技術(shù)方案，會慢慢被人忘記。

五、2025年動力電池實現(xiàn)系統(tǒng)密度260瓦時/公斤，其他熱門技術(shù)如何辦?

目前新能源汽車的技術(shù)路線，比較熱門的技術(shù)有兩個：氫燃料電池技術(shù)、車用甲醇燃料。前面分析過，動力電池比能量低，新能源汽車技術(shù)路線比較多，隨動力電池能量密度的提升，有些技術(shù)方案(日本式混合動力、超級電容)就出局了。如果2025年動力電池實現(xiàn)系統(tǒng)密度260瓦時/公斤，氫燃料電池技術(shù)，車用甲醇燃料的前景如何?

①車用甲醇燃料技術(shù)已經(jīng)被用戶放棄。山西是車用甲醇燃料技術(shù)試點省份，基本理由是山西煤炭多，發(fā)展車用甲醇燃料技術(shù)，可以提高煤炭使用效率。由于甲醇燃料技術(shù)也用的是發(fā)動機，必須要開發(fā)新的、專用的發(fā)動機。可以想一想，要在目前發(fā)動機技術(shù)的基礎上上，再開辟一個全新的發(fā)動機，其技術(shù)難度有多大?吉利汽車公司老總李書福先生，在2017年3月的人大會，有一個提案，倡議發(fā)展甲醇汽車。而山西省一些甲醇燃料汽車用戶試用后，就基本放棄了?；纠碛墒?，甲醇排放尾氣，對排氣管腐蝕性很強。(注：一句話，新技術(shù)呼吁政府支持容易些，但是要贏到客戶，卻是十分困難。)

②氫燃料電池技術(shù)目前比較熱。一是專家在高峰論壇極力推薦，二是有聯(lián)合國支持示范項目，三是有些政府領導也比較熱衷。

現(xiàn)在問題來了，動力電池實現(xiàn)系統(tǒng)密度260瓦時/公斤了，氫燃料電池技術(shù)要用到車上的且入口在哪里?在公交，已經(jīng)不現(xiàn)實了。理由如下：

a)目前純電動公交車總體技術(shù)成熟度遠遠高于氫燃料電池技術(shù)，如：氫燃料電池壽命同樣滿足不了公交車的要求。

b)純電動公交車要充電設施支持，而氫燃料電池同樣加氫站支持。而加氫站建設要重新起步。供電體系是完畢的，氫的來源在哪里?

c)氫燃料電池技術(shù)要用公交車上，目前他不能直接給大家供電，即離不開動力電池的支撐。氫燃料電池公交車比純電動公交車結(jié)構(gòu)更復雜，添加更多的附件。

六、總結(jié)

①動力電池實現(xiàn)系統(tǒng)密度260瓦時/公斤，即使開發(fā)出氫燃料電池公交車在車輛技術(shù)上相當成熟，但是其用戶的門已經(jīng)沒有了。

②如果公交車上的應用不是氫能汽車的切入口，那切入口在哪里?還得繼續(xù)探索。

③一些專家認為，氫燃料電池汽車在國外商品化基本成熟，我國相當落后，我們必須要趕上;問題是我國已經(jīng)是純電動汽車大國，尤其技術(shù)已經(jīng)超過外國，外國是不是一定要跟上我國純電動汽車技術(shù)呢?顯然，邏輯上不通。