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中國工程院院士楊裕生：用好當前電池技術(shù) 合理提升電動車速 已有3人參與
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電池的安全性和比能量關(guān)系到電動汽車的安全性和續(xù)駛里程。“十三五”期間，電動汽車的安全性和續(xù)駛里程取決于“十二五”期間以及“十三五”最初兩三年的電池水平，超越電池水平搞電動汽車產(chǎn)業(yè)，是冒進行為，難免發(fā)生汽車“趴窩”現(xiàn)象，也就是說，在行駛一段時間后，就行駛不動了或者行駛里程縮短很快，還有可能發(fā)生燃燒等事故，這將有可能造成國家很大的浪費，造成企業(yè)和個人很大的浪費。這些問題都不是空穴來風(fēng)，而是很殘酷的現(xiàn)實。我國電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，但在大家追求速度的同時，也應(yīng)對一系列潛在的問題引起注意。 用好現(xiàn)有電池發(fā)展電動汽車 現(xiàn)有的電池，應(yīng)該說是比較成熟的電池，不要冒進�，F(xiàn)階段如何發(fā)展電動車，實際上是如何用好電池。 長里程純電動汽車不宜作重點。目前采用的比能量的鋰離子電池制造的純電動車，其合理設(shè)計里程在150公里左右，如果里程超了，電池就要多，電池多了，車子重，車子重了，耗能大，就需要更多的電池，這樣設(shè)計就很不合理了�，F(xiàn)在有的城市強調(diào)只用純電動汽車，這違背了循序漸進的發(fā)展規(guī)律。 巧用電池，發(fā)展“增程式”電動車。增程式電動車是在車上裝一個發(fā)電機，這個發(fā)電機當然要燒油，但這個發(fā)電機用的內(nèi)燃機功率很小，只有現(xiàn)在通常同樣汽車功率的一半左右，所以它可以在最節(jié)能的條件之下運轉(zhuǎn)，同時節(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。 在車輛行駛中，發(fā)電機給電池充電有什么好處？電池在處于半充和半放的狀態(tài)時，它既不充滿也不放完，運行電池的這種充電狀態(tài)具有幾大好處：一是內(nèi)阻最小，發(fā)熱量小；二是不過充，安全有保障；三是不過放，循環(huán)壽命長；四是淡化了不一致性問題；五是可簡化電源管理系統(tǒng)；六是可用廉價的鉛酸電池。 增程式電動車的優(yōu)點顯而易見。電池組不會缺電和過放電，可延長壽命，安全性高；可以不用充電樁，且能遠距離行駛；也可以晚間在停車場充電，既有助于電網(wǎng)“推銷谷電”，用戶又可享受峰谷電價差來節(jié)省開支；電池少，成本較低。增程式電動技術(shù)的推廣應(yīng)用范圍很廣，包括長途客車、出租車、乘用車、卡車。 各個國家發(fā)展電池的進度和重點不同，日本原先做深混車，技術(shù)成熟后再來做燃料電池車，而這一點在我國還沒有到時候，所以燃料電池車把它作為現(xiàn)在的重中之重還不行。我們首先要解決的是讓公眾普遍認可并使用電動車。 “十三五”期間，電動車的發(fā)展不要跟日美風(fēng)氣，而應(yīng)該穩(wěn)住心態(tài)發(fā)展技術(shù)，把技術(shù)先做好。同時，還可以用其他動力（如燃氣）的發(fā)電機增程，如光伏發(fā)電增程。 電池技術(shù)發(fā)展方向 第一，在安全第一的前提下，提高鋰離子電池的比能量。鋰離子電池將長期是動力電池的主力，這一點是不容懷疑的。要發(fā)展高電位的正極，目前的重點是在發(fā)展三能材料以及高壓材料，但它的安全性能仍存在問題，需要大家重視。另外，要發(fā)展高安全性的負極，包括硅碳、鈦酸鋰、軟碳、硬碳。要發(fā)展長壽命、寬溫度范圍、高電壓電池，三元、鎳錳酸鋰正極的電池要提高安全性，這個問題現(xiàn)在很嚴重，估計在“十三五”期間實用的單體比能量不超過200Wh/kg，也就是說到“十三五”后期可以用到200Wh/kg的電池發(fā)展電動汽車。 安全第一，就是不要片面追求高比能量，現(xiàn)在這個傾向很嚴重，因為定的目標是純電動汽車的續(xù)航里程要不斷提高，因此便要求電池的比能量不斷提高，而沒有把安全問題提到第一位來重視。蓄電池有不同的危險性，鋰離子電池要提高比能量，就一定要強調(diào)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)計中，要控制不發(fā)生“連鎖反應(yīng)”，即一個電池出了問題，其他周圍電池不要繼續(xù)發(fā)生燃燒爆炸的現(xiàn)象。在使用中，要堅持安全操作規(guī)程，不可“濫用”電池，造成不安全的現(xiàn)象發(fā)生。 磷酸鐵鋰電池的安全性高，價格低，用途廣。但是現(xiàn)在有一個說法認為磷酸鐵鋰過時了，這種說法是不對的，這種安全性很好的電池，應(yīng)該把它用好。固態(tài)鋰電解質(zhì)需要研究，但在近期難起作用。電池研究≠電池使用。研究成熟了才可用，不成熟的電池拿出來使用必然要出問題。 第二，關(guān)于下一代的動力電池有一種說法是鋰硫電池，因為鋰離子電池難以實現(xiàn)電動汽車500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”一項考慮而得的推論，鋰硫電池“進門容易”，而“越做越難”，只有解決了安全性低、循環(huán)次數(shù)低、能量轉(zhuǎn)換率低、放電倍率低、體積比能量低這“五低”問題才有可以用作車用動力電池，所以汽車指望使用鋰硫電池很難。鋰硫電池可以在其他要求不高的地方使用，但是在動力電池上，日本的這個提法仍需探討。 第三，“下下一代”動力電池有可能是鋰氧電池。這個不容易達成，因為除了剛才鋰硫電池存在的問題之外，鋰氧電池里面既要有氧氣的還原作用，又要使得氧在上面產(chǎn)生，這個雙功能氧正極的問題是世界性的難題，多少年來都沒解決，現(xiàn)在指望把這個難題加到鋰氧電池上不太現(xiàn)實。國家可以支持個別團隊堅持長期研究，但不能寄予過大的希望，這需要長時間技術(shù)和經(jīng)驗的支持和積累。 第四，大力提高鉛炭電池性能與應(yīng)用。這個電池保持了鉛酸電池價廉、安全的優(yōu)點，原料易得、可靠，是我國“十二五”期間的重要成果。尤其部分荷電態(tài)高倍率放電循環(huán)壽命>20萬次，所以可以在電動汽車里面有很多新的貢獻。 控制電動汽車補貼總額 明確企業(yè)開發(fā)責(zé)任 今年5月，四部委公布了“十三五”期間電動汽車補貼標準，按照這個標準計算，補貼的數(shù)額非常大。如果實現(xiàn)2020年的500萬輛的目標，按四部委的通知，“十三五”期間要補貼3900億元，這是中央政府補貼的，地方政府補貼還沒有算在里面。 詳細算來，只有電動汽車生產(chǎn)量占汽車生產(chǎn)量的比重每年增加一個百分點，才能夠滿足2020年完成500萬輛汽車的目標，完成這個目標須補貼3900億元。如果用這3900億元可以做很多其他的事情，現(xiàn)在拿來做補貼，值得不值得、應(yīng)該不應(yīng)該？應(yīng)認真思考。 其實，長期高額補貼不利于有效推動電動汽車的發(fā)展。首先，汽車生產(chǎn)企業(yè)會追逐補貼最高的純電動客車，但電池壽命有限，“扒窩”現(xiàn)象比比皆是。其次，大部分補貼成了汽車企業(yè)的超額利潤。普通納稅人的錢補給了部分買車的人，造成社會不公。再次，汽車生產(chǎn)企業(yè)只享利益，沒有義務(wù)。于是，不思降低成本去努力生產(chǎn)滿足廣大群眾需求的車。第四，政府財政負擔(dān)太重，而拉動電動汽車發(fā)展的效果不佳。 19個工程院科學(xué)院的院士聯(lián)名給國家寫了個建議，這個建議是7月8日交上去的，題目是《關(guān)于控制電動汽車補貼總額，明確企業(yè)開發(fā)責(zé)任的建議》，該建議的內(nèi)容有三條。 一是為“十三五”時期電動汽車補貼總額設(shè)定一個“上限”，希望國務(wù)院來設(shè)定上限，而不是讓四部委用多少錢算多少錢。不應(yīng)用了再算，而應(yīng)先算再用。無論是800億元，還是1000億元，有個上限是很必要的。 二是明確各汽車生產(chǎn)企業(yè)的責(zé)任，完善政策措施。我們提出來的政策措施是適當補貼，責(zé)任指標，超額有獎，以罰促產(chǎn)。適當補貼是“十三五”期間繼續(xù)補貼電動汽車。但金額降低，加速逐年退坡。責(zé)任指標是燃油汽車生產(chǎn)企業(yè)有責(zé)任、有義務(wù)逐年提高電動汽車在本企業(yè)生產(chǎn)銷售產(chǎn)品中的比例額度。類似的措施在美國加州已經(jīng)實行，效果顯著，美國已有9個州效仿加州。 |
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3樓2015-11-24 08:14:52
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4樓2015-12-01 10:41:53
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