鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1094次 | 2021年11月02日
楊裕生院士:“量電池之力而行”發(fā)展電動(dòng)汽車
隨著2015年漸近尾聲,“十三五”規(guī)劃即將出爐。進(jìn)入“十三五”,電動(dòng)汽車怎么發(fā)展?在十月二十一日“2015節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃成果展覽會(huì)”上,長(zhǎng)期關(guān)注、參與、推動(dòng)新能源汽車技術(shù)發(fā)展的我國(guó)工程院院士楊裕生就“電池技術(shù)與電動(dòng)汽車發(fā)展”等議題深入淺出地剖析了當(dāng)前我國(guó)發(fā)展電動(dòng)汽車應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題。
“電動(dòng)汽車怎么發(fā)展,我想講四個(gè)問(wèn)題。第一,電池是首要的決定性因素;第二,"十三五"電池技術(shù)要在"安全第一"框架下發(fā)展;第三,用好現(xiàn)有的電池發(fā)展電動(dòng)汽車;第四,控制電動(dòng)汽車補(bǔ)貼總額,明確公司開(kāi)發(fā)責(zé)任?!睏钤I_(kāi)門見(jiàn)山,侃侃而談。
“越過(guò)電池水平發(fā)展電動(dòng)汽車是冒進(jìn)”
“電池是電動(dòng)汽車發(fā)展的首要決定性因素。”楊裕生說(shuō),一直以來(lái),電池的安全性和比能量(單位重量或單位體積的能量)關(guān)系到電動(dòng)汽車的安全性和續(xù)航里程:"十三五"期間電動(dòng)汽車的安全性和續(xù)航里程,取決于"十二五"的電池以及"十三五"開(kāi)局兩三年內(nèi)的電池的水平。越過(guò)電池水平發(fā)展電動(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"(行駛一段時(shí)間之后不能開(kāi)了)現(xiàn)象,或者發(fā)生燃料事故,這會(huì)造成國(guó)家、公司和個(gè)人很大的浪費(fèi)。”
他指出,這些問(wèn)題都不是空穴來(lái)風(fēng),而是很殘酷的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。“我國(guó)電動(dòng)汽車發(fā)展很快,"快"字當(dāng)頭存在一系列問(wèn)題,要引起注意?!?/p>
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%
他舉例說(shuō),目前很多城市的純電動(dòng)公交車已經(jīng)走不動(dòng)了,純電動(dòng)公交車“趴窩”“未老先衰”的舊賬還沒(méi)有還?!皬?quot;十一五"到"十二五"遺留了很多問(wèn)題,現(xiàn)在要集思廣益防備"十三五"出現(xiàn)類似問(wèn)題?!?/p>
"十三五"期間,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)不容置疑?!睏钤I赋觯姵丶夹g(shù)要圍繞長(zhǎng)壽命、寬溫度范圍、高電壓發(fā)展,要發(fā)展高電位的正極和高安全性的負(fù)極,“比如三元正極電池的安全性問(wèn)題很嚴(yán)重,要提高”。
楊裕生認(rèn)為,在電動(dòng)汽車發(fā)展的進(jìn)程中,人們并沒(méi)有把安全提到第一位來(lái)重視?!鞍踩谝?,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。蓄電池是含能器件,都有不同程度的危險(xiǎn)性。要優(yōu)先使用高安全性的電池,寧愿犧牲一些比能量?!?/p>
他預(yù)計(jì),“十三五”期間電池的單體比能量不會(huì)超過(guò)200Wh/kg。并進(jìn)一步指出在規(guī)模蓄電的設(shè)計(jì)當(dāng)中,要控制不發(fā)生連鎖反應(yīng):一個(gè)電池出問(wèn)題,周圍的電池不要繼續(xù)發(fā)生燃燒或爆炸的現(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。
有關(guān)下一代動(dòng)力鋰離子電池,日本NEDO(日本新能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu))提出比能量可達(dá)上千Wh/kg的鋰硫、鋰氧電池是“后鋰離子電池”。楊裕生認(rèn)為這是單純從理論比能量的角度得出的推論,當(dāng)前還不能寄予厚望。
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(wú)人設(shè)備
“鋰硫電池可以在功率要求不高的地方發(fā)揮用途,但是用作動(dòng)力鋰離子電池,我覺(jué)得這一提法要打個(gè)問(wèn)號(hào),很難指望。而鋰氧電池被一些人認(rèn)為是"下下代動(dòng)力鋰離子電池",這個(gè)更渺茫?!睏钤I赋觯壳半p功能的氧正極是一個(gè)世界性難題,多年來(lái)并沒(méi)有得到很好解決。國(guó)家可以支持個(gè)別團(tuán)隊(duì)進(jìn)行長(zhǎng)期研究,但不能寄予過(guò)高期望。
不過(guò),楊裕生對(duì)鉛炭電池青睞有加。“鉛炭電池保持了鉛酸電池的優(yōu)點(diǎn),原料容易得到并且便宜安全可靠,是我國(guó)"十二五"期間的重要成果,在電動(dòng)汽車中有很多貢獻(xiàn)。比如可以用在微混和啟停技術(shù)上,還可以作為微型短程汽車和增程式電動(dòng)汽車的動(dòng)力電源。所以我認(rèn)為要加緊完善鉛炭電池的產(chǎn)業(yè)鏈?!?/p>
“對(duì)小型低速純電動(dòng)汽車開(kāi)綠燈”
楊裕生提出,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。因此,他主張?jiān)凇笆濉逼陂g,電動(dòng)汽車發(fā)展第一要為小型低速純電動(dòng)汽車開(kāi)綠燈。因?yàn)椤半妱?dòng)汽車小了,許多矛盾都可以解決,比如可以大量節(jié)能減排”。
要不要把發(fā)展長(zhǎng)里程純電動(dòng)汽車作為重點(diǎn)?有關(guān)這個(gè)頗有爭(zhēng)議的問(wèn)題,楊裕生直言:“我認(rèn)為就目前來(lái)講,這還不是一個(gè)很好的發(fā)展重點(diǎn)?!?/p>
“純電動(dòng)汽車行駛里程以150公里為合理,再長(zhǎng)電池就要加,電池多了車子變重,就不合理了。”他說(shuō),有的城市(包括北京在內(nèi))強(qiáng)調(diào)只用純電動(dòng)汽車就想發(fā)展長(zhǎng)里程,有違循序漸進(jìn)的發(fā)展規(guī)律。
楊裕生以比亞迪(002594,股吧)和特斯拉電動(dòng)汽車為例,談到:“比亞迪最早的純電動(dòng)汽車"E6",電池重700多公斤,現(xiàn)在也回過(guò)頭做插電式的"秦"了。"秦"效果很好,因?yàn)樗碾姵刂亓渴钦5摹4蠹艺J(rèn)為特斯拉很好,但它的電池裝了85kWh,結(jié)果呢?它現(xiàn)在已經(jīng)燒了13輛車,重要是從電池里面燒起來(lái)的。據(jù)美國(guó)朋友介紹,特斯拉現(xiàn)在也打算做普及型電動(dòng)汽車了?!?/p>
因此,他建議,我國(guó)發(fā)展電動(dòng)汽車也應(yīng)該“量電池之力而行”,先制定標(biāo)準(zhǔn),發(fā)展低速微型車,不要強(qiáng)行發(fā)展電池負(fù)擔(dān)不了的車型。
“巧用電池”發(fā)展增程式電動(dòng)汽車
另外,楊裕生提出,“巧用電池”也很重要。
“在車上裝一個(gè)功率很小的燃油發(fā)電機(jī),發(fā)展增程式電動(dòng)汽車,好處很多——增程式電動(dòng)汽車在行駛當(dāng)中,發(fā)電機(jī)給電池充電,電池始終處于半充半放狀態(tài)。這種狀態(tài)內(nèi)阻小、發(fā)熱量??;電池不過(guò)充,安全有保障;不過(guò)放,循環(huán)使用壽命長(zhǎng)。而且現(xiàn)有的鋰離子電池完全滿足要求。雖然要燒油,但是能節(jié)約50%。”楊裕生一股腦數(shù)出四五條增程式電動(dòng)汽車的優(yōu)點(diǎn)來(lái)。
“此外,增程式電動(dòng)汽車可以遠(yuǎn)距離行駛,亦可以不用充電樁,電池少、成本低,節(jié)油率達(dá)50%以上,能夠?yàn)橛脩艄?jié)省開(kāi)支?!睏钤Ia(bǔ)充說(shuō),目前各國(guó)發(fā)展新能源汽車的程度不相同,日本的深混汽車已經(jīng)成熟,所以他們把燃料動(dòng)力鋰電池車作為重中之重?!拔覀円鉀Q的是推廣普遍使用電動(dòng)汽車,不能跟著日本后面走?!?/p>
汽車第一大國(guó)美國(guó)發(fā)展新能源車也繞開(kāi)了日本的專利,提出發(fā)展插電式混合動(dòng)力車。我國(guó)該怎么走自己的路?楊裕生比較認(rèn)可純電驅(qū)動(dòng)的增程式。
“這個(gè)車子只有電驅(qū)動(dòng),雖然有內(nèi)燃機(jī)但它只管發(fā)電,它的動(dòng)力不直接加到車轱轆上去?!彼€主張,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。
“增程式電動(dòng)公交車最容易向無(wú)補(bǔ)貼過(guò)渡,因?yàn)樗昧可?,成本低,與汽車同壽命,12米的客車可以逐漸降到80萬(wàn)元一輛,比燃油車高出25萬(wàn)元,用兩三年省的油錢就可以補(bǔ)償回來(lái)?!?/p>
“油錢補(bǔ)償”,楊裕生稱,這里面涉及一個(gè)觀念改變的問(wèn)題。
“用節(jié)能的油錢,來(lái)抵償車的差價(jià),這一點(diǎn)大家首先要承認(rèn),或者必須要這么做才行。推動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展,是國(guó)民的義務(wù)和責(zé)任,大家都努力做到綠色出行。當(dāng)然,增程式電動(dòng)汽車假如也能夠享受公交車燃油補(bǔ)貼。我覺(jué)得合理,這樣它的呼聲就更大,甚至不用3年的時(shí)間就可以把成本收回來(lái)。”
“再就是公司不要總想著通過(guò)電動(dòng)汽車的高補(bǔ)貼,從國(guó)家撈一把,這個(gè)問(wèn)題現(xiàn)在非常嚴(yán)重?!睏钤I赋觯瑤缀跛写笮蛙嚻?,“哪一種汽車補(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、安全運(yùn)行,“先把補(bǔ)貼抓到手再說(shuō)”。
19院士聯(lián)名上書設(shè)定電動(dòng)汽車補(bǔ)貼上限
今年五月,財(cái)政部、科技部等四部委在其公布的《有關(guān)2016-2020年新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政支持政策的通知》中明確了“十三五”期間電動(dòng)汽車補(bǔ)貼政策。《通知》中規(guī)定的補(bǔ)貼力度盡管較此前有所下降,但按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算,補(bǔ)貼數(shù)額仍是一個(gè)天文數(shù)字。
楊裕生關(guān)注到這個(gè)問(wèn)題:“補(bǔ)貼數(shù)額大到什么程度?假如要實(shí)現(xiàn)2020年500萬(wàn)輛的目標(biāo),"十三五"期間要補(bǔ)貼3900億元,這還只是中央政府的補(bǔ)貼,地方政府補(bǔ)貼沒(méi)有算在里面。”
他認(rèn)為這個(gè)數(shù)額過(guò)巨?!?900億是不得了的一個(gè)數(shù),這些錢可以做很多事情,現(xiàn)在拿來(lái)做補(bǔ)貼,值不值得,有待商榷?!?/p>
在楊裕生看來(lái),長(zhǎng)期的高額補(bǔ)貼并不利于有效推動(dòng)電動(dòng)汽車的發(fā)展。一方面容易造成車企盲目追逐補(bǔ)貼最高的純電動(dòng)客車,而電池壽命有限,“趴窩車”比比皆是,國(guó)家損失嚴(yán)重;另一方面,普通納稅人的稅款補(bǔ)給了有錢買車的富人,造成了社會(huì)不公。此外,大部分補(bǔ)貼成了汽車公司的超額利潤(rùn),車企一味享受利益,反而不思降低成本。
而從“十二五”期間補(bǔ)貼有關(guān)拉動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展的成效來(lái)看,并不樂(lè)觀:“十二五”原定50萬(wàn)輛電動(dòng)汽車的指標(biāo),現(xiàn)在只剩下70天,眼看目標(biāo)很難完成了。
楊裕生透露,今年七月八日,包括他在內(nèi)的19位院士聯(lián)名給相關(guān)國(guó)家機(jī)關(guān)“上書”建議“控制電動(dòng)汽車補(bǔ)貼總額,明確公司開(kāi)發(fā)責(zé)任”。
建議的內(nèi)容重要為三條:
第一,希望國(guó)務(wù)院為“十三五”電動(dòng)汽車補(bǔ)貼總額設(shè)定上限,要用多少補(bǔ)貼要“先算再用”,而不是“用了再算”。
第二,要明確各個(gè)汽車生產(chǎn)公司的責(zé)任,完善“適當(dāng)補(bǔ)貼,責(zé)任指標(biāo),超額有獎(jiǎng),以罰促產(chǎn)”的政策措施。這里的“適當(dāng)補(bǔ)貼”指的是“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。
第三,繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)電動(dòng)汽車技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的支持。楊裕生介紹說(shuō),這是從美國(guó)加州取經(jīng)的政策。它的核心內(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,比例不斷變化,要求到2020年,在加州銷售的汽車?yán)?,?yīng)該有6%的零排放或3.5%的部分零排放的車。
“我們19個(gè)"老頭"平均年齡是78歲,不是老了沒(méi)有事做,而是感覺(jué)這個(gè)問(wèn)題太嚴(yán)重,所以我們花了很多時(shí)間提了這個(gè)建議,我們認(rèn)為他山之石,可以攻玉?!睏钤If(shuō)。