世界新能源汽車大會(huì)（WNEVC）于2019年七月1-三日在海南博鰲隆重召開。大會(huì)著眼于全球汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和生態(tài)環(huán)境的持續(xù)改善，通過聚集全球?qū)＜抑腔酆彤a(chǎn)業(yè)精英，共同交流探討新能源汽車在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、政策創(chuàng)新、市場(chǎng)模式創(chuàng)新等領(lǐng)域的成功相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)與發(fā)展趨勢(shì)，凝聚產(chǎn)業(yè)共識(shí)，明晰汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的方向，探索電動(dòng)化、智能化、共享化協(xié)同發(fā)展的有效路徑。在“氫能及燃料動(dòng)力鋰電池技術(shù)創(chuàng)新”的主題峰會(huì)上，我國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所研究員、我國(guó)工程院院士衣寶廉院士發(fā)表了演講，內(nèi)容如下。

衣寶廉院士發(fā)表演講

衣寶廉：

各位嘉賓，各位同行，上午好，我今天報(bào)告的題目是《提高車用燃料動(dòng)力鋰電池的可靠性和耐久性》。分兩部分，第一部分介紹我國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池的現(xiàn)狀，第二部分講可靠性和耐久性。

燃料動(dòng)力鋰電池與鋰離子電池相同，是按電化學(xué)原理發(fā)電的，工作按內(nèi)燃機(jī)方式運(yùn)行，能量?jī)?chǔ)存在氫罐當(dāng)中，比較安全，電池不會(huì)爆炸也不會(huì)著火，只要電池里面出問題時(shí)，把氫氣切斷就可以。跟燃油車相比，用燃料動(dòng)力鋰電池代替內(nèi)燃機(jī)，油箱由氫瓶替代，好處就是排出的是水。適合重載和遠(yuǎn)程車。就體積而言，現(xiàn)在國(guó)際上達(dá)到了4缸內(nèi)燃機(jī)水平，有的好的達(dá)到了6缸，每立升3千瓦，壽命最長(zhǎng)達(dá)到25000小時(shí)。Pt用量還是比較大的問題，國(guó)際上達(dá)到0.2g/kW，希望達(dá)到0.1g/kW。國(guó)內(nèi)比較高，在0.3-0.4g/kW。

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

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%

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我們2008年北京奧運(yùn)會(huì)23輛，2009年16輛到加州，2010年有一輛大巴參加新加坡的世青會(huì)，2010年196輛，參加上海世博會(huì)示范運(yùn)行。上汽為了考察電動(dòng)汽車對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性又搞了一個(gè)創(chuàng)新征程，燃料動(dòng)力鋰電池車在西藏也能開，就是速度慢一點(diǎn)。我國(guó)成立了氫能聯(lián)盟，剛剛公布了白皮書，里面包括了很多央企。2018年國(guó)家支出8億多支持和燃料動(dòng)力鋰電池車有關(guān)的研究，最大的兩筆一個(gè)是新源動(dòng)力拿到的，做電堆的，一個(gè)是濰柴拿到的，做發(fā)動(dòng)機(jī)的。

國(guó)內(nèi)有4000輛左右燃料動(dòng)力鋰電池汽車在示范運(yùn)行，這是我們國(guó)家發(fā)表的通告數(shù)。大部分功率在30kW-60kW之間?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)的成本大概是1：1，就是發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助系統(tǒng)和電堆大概是1：1，現(xiàn)在電堆也開始下降，我們過去裝車的電堆體積比溶率都是每立升2kW，現(xiàn)在已經(jīng)提升到3kW，系統(tǒng)成本也大幅度下降，一臺(tái)空壓機(jī)就是4萬塊左右。國(guó)內(nèi)40多個(gè)省市先后公布?xì)淠苡?jì)劃，典型的還是上海市，上海大通FCV80已經(jīng)開始公開銷售，每輛30萬。榮威950可以做到-30℃啟動(dòng)，也可以銷售了。億華通是電池系統(tǒng)做得最好的單位。宇通是大巴車做得比較好的單位，兩家的大巴車在張家口進(jìn)行示范運(yùn)行，證明燃料動(dòng)力鋰電池在冬天運(yùn)行非常合適，因?yàn)樗挠酂峥梢越o車取暖。燃料動(dòng)力鋰電池在冬天運(yùn)行是非常成功的，這是張家口示范運(yùn)行證明的。國(guó)鴻可以做出30kW到100kW的電堆。云浮也裝了燃料動(dòng)力鋰電池的有軌電車。

通過十幾年的工作，不但有了產(chǎn)品也形成了隊(duì)伍。這是大連化物所做的3kw/L的電堆，新源動(dòng)力生產(chǎn)的額定功能75kW，峰值功率85kW，體積比功率達(dá)到每立升3.4千瓦。我們?nèi)f部長(zhǎng)前年在長(zhǎng)春的科協(xié)年會(huì)上說，我們的燃料動(dòng)力鋰電池在壽命、可靠性、適用性基本達(dá)到車輛使用要求，我國(guó)初步掌握了相關(guān)核心技術(shù)，基本建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)燃料動(dòng)力鋰電池動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)平臺(tái)，未來要加強(qiáng)協(xié)同創(chuàng)新，加快氫燃料動(dòng)力鋰電池全面發(fā)展。

我們掌握了燃料動(dòng)力鋰電池的核心技術(shù)，進(jìn)行了大量的示范運(yùn)行，累積了相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，具備大規(guī)模示范運(yùn)行的條件。

下面我講第二方面問題。

無人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

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

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第一個(gè)是工況問題，電流波動(dòng)、電壓波動(dòng)、溫度濕度波動(dòng)、壓力波動(dòng)造成電堆壽命的縮短，為了解決這一快速加載問題，我們由萬鋼部長(zhǎng)等提出搞電電混合。

第二個(gè)是限制高電壓，特別是啟動(dòng)停車電壓更高。高電壓會(huì)導(dǎo)致碳氧化，進(jìn)而鉑會(huì)有流失，抑制高電壓是延長(zhǎng)燃料動(dòng)力鋰電池壽命的重要問題。啟動(dòng)停車形成氫空界面。我們學(xué)生做了實(shí)驗(yàn)，最有效的辦法是放電，放電以后基本消除啟動(dòng)循環(huán)的影響，這是新源動(dòng)力做結(jié)果，假如說不解決啟動(dòng)停車的高電壓?jiǎn)栴}，那么每個(gè)循環(huán)大概每節(jié)電池要降低0.37毫伏，采用了我們自己制定的程序，幾乎60次循環(huán)沒有衰減。這是燃料動(dòng)力鋰電池衰減的很重要問題?？刂齐妷旱陀?.85V，電池就基本上沒有高電壓導(dǎo)致的衰減。

還有一個(gè)，就是燃料動(dòng)力鋰電池的低溫啟停問題，這也是影響燃料動(dòng)力鋰電池大量推廣應(yīng)用的問題。有三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，在燃料動(dòng)力鋰電池內(nèi)有三種水，在冬天燃料動(dòng)力鋰電池停車要吹走自由水，再在零度以下儲(chǔ)存電池，就不會(huì)破壞電極結(jié)構(gòu)和膜的結(jié)構(gòu)。第二點(diǎn)是做到-20℃以上可以靠一定的加載程序自啟動(dòng)，不要外部能源。第三點(diǎn)，在-20℃到-40℃間，可以通過氫泵，把氫泵到氧電極側(cè)，跟氧反應(yīng)，也可以把氫混到進(jìn)入電堆的空氣中，氫與氧氣反應(yīng)，從-20℃到-40℃要實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)，還是要有一定能耗的，光靠一定程序啟動(dòng)就啟動(dòng)不起來。在這個(gè)過程中配上豐田車載MEA水含量在線監(jiān)控。第三個(gè)方面，電堆陽極水管理，一定要把氫氣循環(huán)起來，防止氫電極表面積水，燃料動(dòng)力鋰電池堆壽命可以提升上千小時(shí)。在發(fā)展我國(guó)家空氣當(dāng)中的硫化物比較多，特別是北方，冬天取暖的時(shí)候，氫氣當(dāng)中也可能有微量的硫化氫，一定要凈化掉氫氣中的硫化氫、空氣當(dāng)中的二氧化硫，硫化物對(duì)電池是一個(gè)累積性的毒化用途，中毒以后采用電位脈沖掃描辦法恢復(fù)，但是這種恢復(fù)是恢復(fù)不到原先的水平，因?yàn)樵诿}沖電位掃描的時(shí)候碳也要氧化一部分，有一定催化劑要流失。我們購(gòu)買的德國(guó)燃料動(dòng)力鋰電池車做示范運(yùn)行，原本說能做3年，結(jié)果3個(gè)月就垮了，他們后來說電池衰減和北京大氣中二氧化硫含量是一致的。二氧化氮、二氧化硫同時(shí)存在的時(shí)候，二氧化氮可以減輕二氧化硫毒化用途?？梢杂瞄_路法和電壓脈沖發(fā)活化。我們現(xiàn)在研發(fā)用電化學(xué)方法，把二氧化硫氧化成三氧化硫。

還有電池安全問題，氫安全問題、電安全問題過去一直在提。我們要建立燃料動(dòng)力鋰電池堆在運(yùn)行時(shí)的健康指標(biāo)，防止燃料動(dòng)力鋰電池突然停車。實(shí)際燃料動(dòng)力鋰電池在這方面比鋰離子電池簡(jiǎn)單得多，因?yàn)槿剂蟿?dòng)力鋰電池堆要出事情都是氫氧互混，一般我們的操作都是氫氣壓力高于空氣壓力，所以只要在空氣出口加一個(gè)氫氣傳感器就可以了，就能表明電堆健康狀態(tài)。氫氣濃度低于千分之五的時(shí)候我認(rèn)為是正常的，假如高于千分之五，電堆就是要檢修了，就要用黃燈顯示。對(duì)電堆來說，這一個(gè)指標(biāo)基本可以表征電堆的安全性，燃料動(dòng)力鋰電池在車上的安全狀態(tài)有漏電、漏氫一系列事情，但是有關(guān)電堆的狀況，完全可以用空氣當(dāng)中的氫含量表征。

還有一個(gè)問題正在研究解決，就是突然撞車，現(xiàn)在都是一個(gè)堆，比如豐田，一個(gè)堆都是200多伏直流，假如兩個(gè)母線碰到車的底板，特別是正極母線，乘客就有被電死的可能，怎么樣在撞車的瞬間把燃料動(dòng)力鋰電池電壓降到安全電壓以內(nèi)，笨的辦法帶一個(gè)氮?dú)馄?，最好的方法還是放電，但是放電容易損害電堆，我們還在做實(shí)驗(yàn)研究，最后從標(biāo)委會(huì)定一個(gè)方法，在我們國(guó)家燃料動(dòng)力鋰電池車上應(yīng)用，盡管撞車的可能性很小，就算撞車正極母線掉到車地板的機(jī)率更小，但是我們也要搞。

最后建議是完善發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈，建立關(guān)鍵材料的生產(chǎn)線和關(guān)鍵部件的空壓機(jī)。提高電堆的工作電流密度，提高電堆的體積和重量比功率。深入研發(fā)電堆衰減機(jī)理，開發(fā)抗腐蝕、穩(wěn)定的新材料，大幅度提升發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性和耐久性。

謝謝大家。