電池是電動車發展首要的決定性因素
日期:2024-12-27 17:12:20 作者:宏力精密鋼管 閱讀數:411電池是電動車發展的首要決定性因素。電池的安全性和比能量關系到電動汽車的安全性和續駛里程,十三五電動汽車的安全性和續駛里程,取決于十二五的電池以及十三五最初兩三年電池的水平。
現在我國電動汽車發展比較快,那么十三五到底應該怎么做?對于當前汽車發展,電動汽車發展當中存在的一些問題,我有些個人看法。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一樣,作為百家爭鳴,一家之言也提出來進行探討。
還有七十天,就進入十三五了,十三五計劃期間,電動汽車怎么發展,我想講四個問題,第一個是電池是首要的決定性因素,第二個是十三五電池的技術,第三是用好現有的電池,發展電動汽車。第四是控制電動車補貼總額,明確企業開發責任。
第一個問題,電池是電動車發展的首要決定性因素。電池的安全性和比能量關系到電動汽車的安全性和續駛里程,十三五電動汽車的安全性和續駛里程,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汽車產業,是一種冒進行為,難免會發生汽車趴窩,也就是說行駛一段時間之后就行駛不動了,或者行駛里程很高,但發生燃料事故,這就會給國家、企業和個人造成很大的浪費。這些問題都不是空穴來風,而是很殘酷的事實。我國電動汽車發展很快,在快當中,存在一系列問題,需要大家引起注意。
第二個問題,十三五的電池技術。首先要在安全第一的前提下,提高鋰離子電池的比能量。鋰離子電池將長期是動力電池的主力,這一點不容懷疑。要發展高電位的正極,目前的重點是三元材料,高壓材料也可以發展,但是它們的安全性存在問題。另外要發展高安全性的負極,電池要發展長壽命。三元正級的電池要提高安全性,這個問題現在很嚴重。估計在十三五實用的單體比能量不會超過200Wh/kg。關于純電動公交車,我想強調一下,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,很多城市的純電動公交車已經走不動了,或者已經完全不走了,要防備十三五繼續產生類似問題。
安全第一,就是不要片面地追求高比能量。現在這個傾向很嚴重,定的目標是純電動汽車的續駛里程要不斷提高,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。蓄電池是一個含能的器件,有不同程度的危險性,鋰離子電池要提高比能量,但是要安全第一。要優先使用高安全性的電池,寧愿犧牲一些比能量。在規模蓄電的設計當中,要控制不發生連鎖反應,就是一個電池出了問題,其他周圍的電池不要繼續發生燃燒爆炸這樣的現象,在使用當中要建設安全操作規程,絕不可以濫用電池。
現在磷酸電池安全性高,價格低,用途廣。關于下一代的動力電池,有一種說法認為是鋰硫電池,由于鋰離子電池難以實現電動汽車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考慮得出的推論。我覺得很難指望鋰硫電池,當然它可以用在其他功率要求不高的地方,但是在動力電池上,我覺得日本的提法要打問號。還有下下代的動力電池是鋰氧電池,這個更懸乎,除了剛才鋰硫電池之外,雙功能的氧正極是一個世界性難題,多年來沒有很好解決,鋅電池、鋰電池都遇到這樣的問題,指望把這個難題加到鋰氧電池上更懸乎,希望更渺茫。我覺得國家可以支持個別團隊來長期研究,但不能寄予過高期望。我認為,要大力推動鉛炭電池的提高和應用,因為它保持了鉛酸電池的優點,便宜、安全、原料容易得到、可靠。十二五一個重要成果,尤在部分核電態高倍率放電循環壽命大于20萬次,這可以在電動汽車里有很多貢獻。第一個就是在微混和啟停汽車里面,十三五2020前要作為標配,也就是所有的燃油車都要有啟停功能,鉛炭電池就可以起作用。第二是微型的短程汽車作為動力電源。第三是增程式電動汽車動力電源,所以要加緊完善鉛炭電池的產業鏈,特別是把這個超級活性炭做好,來大力推廣這樣的新技術。
第三個問題,是用好現有的電池發展電動汽車。就是現有的電池應該說是比較成熟的,不要冒進,如何發展電動汽車實際上是如何用好現有的電池。我對十三五電動汽車發展的主張,第一是要為小型低速純電動汽車開綠燈,我在這里再一次呼吁,這是國家一些部委已經開始重視,但是到現在還沒有落實。因為電動車做小了,所有的矛盾都可以解決,可以大量的節能減排,滿足最廣大人民群眾的需求。第二點是大中型汽車要以純電驅動的增程式為主。現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。
第一就是當前長里程的純電動汽車不宜作為重點,這個問題現在爭論很大,最近一些部委開會發表的言論,還是要堅持純電動車,我認為目前來講,不是一個很好的發展重點。目前的比能量鋰離子電池,純電動車實際里程是150公里為合理,如果更長電池就要多,電池多了車子重、耗油大,就需要更多的電池,這樣就不合理了。現在有的城市強調只用純電動汽車,想一步登天,這是違背循序漸進的發展規律,包括北京市在內。比亞迪最早做的是E6,電池有700公斤,現在回過頭來搞插電式秦,現在效果很好。特斯拉的電池裝了85kwh,所以它現在已經燒了13輛車,主要是從電池里面燒的。它現在也打算搞普及型的,不單純搞高檔的。所以我國應該量電池之力而行,制定標準,發展低速微型車,不要搞高速的、電池負擔不了的車型。
第二就是要巧用電池,發展增程式電動車,也就是在車上裝一個發電機,雖然發電機要燒油,但是用的內燃機功率很小,只有一半左右,所以它可以在最近的那條線來運轉,可以節油50%。它的好處很多,現有的鋰離子電池完全滿足要求,安全性很高。車輛在行駛當中,發電機給電池充電有什么好處,就是電池整個是處于半充和半放的狀態,它既不充滿也不放完,就是中間的這樣一個充電狀態。好處是內阻小,發熱量小,不過充,安全有保障,不過放,循環壽命長,淡化了不一致性的問題,而且可以簡化電源管理系統,還可以用漣漪的鋰離子電池,雖然車上要燒油,但是能節約50%的油,好處很多。去年交通部舉辦的絲綢之路經濟帶的文化之旅,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,而同行的兩輛進口客車,耗油32升。也有人說,增程式只有在城市行駛節油高,但這個想法落后了。增程式電動車的優點在于電池組不會缺電和過放電,壽命長,安全性高,可以不用充電樁遠距離行駛,可以晚間在停車場充電,用戶可以節省開支,電池少,成本低,節油率50%以上。各個國家發展汽車的程度不一樣,日本搞深混車已經成熟,所以燃料電池車是重中之重,而我國是要解決當前國家能夠普遍推廣使用的電動車,不能跟在日本后面走。美國是繞開日本車的專利,所以提出發展插電式混合動力車。中國怎么走自己的路,我覺得就是要走純電驅動的增程式,這類車只有電驅動,雖然有內燃機但是它只管發電,動力不直接到車轱轆上去。增程式優于其他的車種,這個就不詳細講了。增程式電動公交車,最容易向無補貼過渡,因為它用量少,成本低,與汽車同壽命,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償回來,油錢要補償,這里面有一個觀念改變的問題。第一個改變就是,用節能的油錢來抵償車的差價,這一點首先要大家承認,或者要這么做才行。推動電動汽車發展,是國民的義務和責任,不是說我愿意做就做,不愿意做就不做,而是應該大家都來努力。
第三就是不要想通過電動汽車的高補貼,從國家撈一把,這個問題現在非常嚴重。所有的大的汽車企業,哪種汽車補貼高,就生產哪一種車,而不看這些車到底能不能長時間運行,能不能安全運行,先把補貼抓到手再說。增程式電動車如果能夠享受公交車燃油補貼,我覺得也合理,甚至可以不用三年的時間,就可以把成本收回來。增程式電動汽車的推廣應用可以很多,包括長途客車、出租車、乘用車、卡車,卡車加拿大已經走在前面了,已有公司做了混合電動卡車,實際上是增程式,每百公里耗油17升,是純電,靠電池驅動發電。燃料電池電動車,實際上是增程式,這跟剛才的增程式一樣,不同的是,它用燃料電池在車上發電,過去認為是電池組給燃料電池平衡功率,也可以認為是燃料車組給電池充電,增長里程。十三五不要跟著日本和美國走,而應該穩住心態,發展燃料技術,把技術做好,要大規模做好燃料電池電動車。再有其他的動力車,譬如燃氣的電動車增程,成都有90輛,據說運行得非常好,未來光伏發電發電效率提高了,也可以在車上用太陽能發電來增加里程。
最后我想講一下,控制電動汽車總額,明確企業開發責任。今年5月份,四部委公布了十三五電動汽車補貼標準,按照這個標準,我做了計算,補貼數額非常大,大到什么程度,如果實現2020年500萬輛目標,按照四部委的通知,十三五要補貼3900億,這是中央政府補貼的,地方政府補貼還沒有算在里面。怎么算呢,有前期的計算,就是說2016年按照電動汽車在整個汽車生產按1%,2017年2%,2018年3%,2019年4%,2020年5%,按照每年加一個百分點的電動汽車的比例,才能夠滿足十三五2020年完成五百萬輛汽車這樣一個目標,完成這個目標之后,這個補貼的數就是3900億。3900億,要多少人才能夠創造這么多的財富,有3900億可以做很多其他的事情,現在拿來做補貼,到底值得不值得,應該不應該。長期的高額補貼不利于有效推動電動汽車的發展。首先,汽車生產企業追逐補貼最高的純電動客車,但電池壽命有限,趴窩的車子比比皆是,國家損失嚴重。其次,大部分補貼成了汽車企業的超額利潤,普通納稅人的錢補給了有錢買車的富人,造成了社會不公。第三,汽車生產企業只享利益,沒有義務,不思降低成本去努力生產廣大群眾需求的車。第四,政府財政負擔太重,而拉動電動汽車發展的效果不佳。十二五原來定的50萬輛,現在剩下70天,眼看50萬輛很難完成了。
我們工程院、科學院的19個院士,聯名給國家寫了一個建議,7月8號交上去的,題目是“關于控制電動汽車補貼總額,明確企業開發責任的建議”,建議的內容主要三條。第一條,為十三五電動汽車補貼總額設定一個上限,希望由國務院來設定上限,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。第二要明確各個汽車生產企業的責任,完善政策措施,即適當補貼、責任指標、超額有獎、以罰促產。所謂適當補貼,就是十三五繼續補貼電動汽車,但是金額要降低,加速逐年退步。責任指標就是要燃油汽車生產企業有責任有義務,逐年提高電動汽車在本企業生產銷售產品中的比例額度,美國加州早已實行,效果顯著,現在美國已經有9個州效仿加州。第三個建議是,繼續對電動汽車技術創新發展加強支持,美國加州政策的核心內容是,要求汽車生產商在加州銷售的乘用車、小型車輛當中,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,應該有6%的零排放或3.5%的部分零排放的車。在加州如果達到這個最低分數線,就達到指標,如果達不到就要罰款,這有長期的政策規定。所以我們19個老頭加在一起,平均年齡是78歲,也不是老了沒有事做,而是感覺這個問題太嚴重,所以花了很多時間提了這樣的建議,他山之石,可以共用。
最后我講幾點,第一個當前電池水平決定了十三五電動汽車產業,應該發展微型低速純電動汽車或增程式純電驅動汽車。第二點是政府要明確汽車企業生產電動車的責任,完善獎罰政策措施,加速補貼退步,使我國十三五電動汽車走上更健康的發展造成。十三五在鋰離子電池安全第一的繼續提高比能量,為提高十四五電動汽車產業水平打基礎。燃料電池電動車要切實研究技術,不根外國搞批量上路,要穩定心態走好自己的路。