【CBIS2020】杨裕生:增程式可以解决纯电动汽车的五大焦虑-盖世汽车资讯

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2020-10-1710:48:04

2020年10月16日-17日,“第五届动力电池应用于国际峰会(CBIS2020)暨首届中国新能源新材料(宁德)峰会”盛大揭幕,在主题论坛4上,中国工程院院士杨裕生发表了精彩演讲。

以下为演讲国史:

大上午好!我今天根据大会的拒绝讲动力电池的变革,题目是《新能源产业发展规划》,这是上个星期国务院常务会议刚通过,与动力电池有些什么联系。

第一个问题想谈《新能源产业发展规划》,里面明确回应要充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,强化企业在技术路线选择等方面的主体地位,更好充分发挥政府在标准法规制定、质量安全监管等方面的起到。我认为第一个问题是应该按照规划里谈的“充分发挥市场在资源配置中的决定性作用”。中央早就对此有要求,现在的问题是:谁影响了“充分发挥”市场在电动领域的决定性作用?是怎么样影响的?搞清楚这两个问题,才需要告诉怎样修正,但是这两个问题我想不应我来回答,应当有人来做到。

第二点也是这个规划里面提到的,应该强化企业在技术路线自由选择等方面的主体地位。企业在技术路线选择等方面的主体地位被什么削弱了?我指出第一个是不断转换的“三纵”内容,发展路线在那里逆,科技部明确提出来“三纵”,最初是显电动、混合动力、燃料电池,后面混合动力又改为挂电式,后来又改成增程式。第二个问题是过高补贴,避免出现了方向和秩序,再次发生大规模的骗补,甚至还发明者谋补,“谋补”这个词在词典上是没有的,是中国人的发明者。第三个是补贴与显电动里程挂钩,诱导了多装电池、电池拼命执着高比能量,忽视安全性,以及火烧事件频发。在这种情况下企业在技术路线自由选择上是非常被动。电池比能量我认为不是主要的问题,而是要选对路线,把电池用好。丰田用镍氢电池做到普瑞斯、雷克萨斯,镍氢电池能量是50Wh/kg,现在节油亲率40%,销量早就超过一千万辆。用这么低比能量的电池可以做到这么大规模的电动,当然说道它是混合动力。所以看出来问题不出电池的比能量,而是你中选什么技术路线,怎么用好电池。

第三点是按照规划的精神,我觉得应该调整的政策。第一个是政府部门应当真心舍不得放权。第二个不再强推长里程显电动。第三个正积分不应该再与纯里程挂勾,第四是低速四轮的标准要赶快出台。第五电池安全性必须放在首位。我实在政策上面应该做到这些调整。

第四点是执行《规划》必须牢记电动节能减排的宗旨,要真正、全过程计算的节约能源、减排,而不要“表面的不用油、实际的重排放”。特斯拉不用油,但是在新加坡受到一万美元的罚款,就是因为它执着长里程而多装电池、重、耗电量多,而发电中大量排放二氧化碳等有害物。所以新加坡的政策是对的,他们的节能减排意识强劲过我国的官员。

第二个问题,各种电动节能减排的现实情况。节能减排的计算出来已经有清华大学等作了详细的研究。简要的方法:就是必要与燃油比较节约能源或者节油和排放量二氧化碳的量。我们现在对各种做到定型的取决于,长里程纯电动不节能减排,插电式混合动力,假节能减排,燃料电池电动,难节能减排,微小型纯电动,真节能减排。减程式电动很节能减排。我把子和电池作个比方,比方它们组成了有所不同类型的“庭”,下面我们来看看这些不同类型的庭。

第一个宽里程显电动为什么不节能减排,因为装电池多,负重行、耗电高,在电网的电能主要来自燃煤的情况下,不能增加废气。电池生产链耗能很高,材料生产一直是高温处置,一直到废电池处置也很耗电,都有排放。专郭孔辉院士曾认为充电一次150公里里程比较合理,现在比能量提高了,可能是200公里比较合理,里程越长,越背离节能减排宗旨,这样的子应该叫作“高消费庭”。宽里程显电动要多装电池,比能量又要高,燃爆的危险性大,是一个“不和睦的庭”。

第二个是挂电式混合动力,假节能减排,为什么说道它假?第一个它有显电动与内燃机两套完整系统,子很轻,多耗能,比纯电动多耗能,比燃油也多耗电。第二是50公里内用电,需充电,远距离用内燃机,这时候仍然是大马拉小,发电机有大量的富余,所以不节能减排。第三点是现在标榜插电式油耗很低,实际上是油耗计算方法导致的假象,计算方法是有问题的。第四是不少用户不充电当燃油用,不但费油,废气有增无减,有的还把电池变卖,他拿到补贴又加牌照的优惠,又获得电池的钱,所以买的人不少。尤其在上海,牌照价钱很高,这样高的优惠就造成了假的热销。厂卖盈利,用户买举出,而政府出了补贴得到节能减排。所以我把它比成“啃老组庭”,这个“老”就是政府,就是我们国。

第三是燃料电池电动,为什么说它难节能减排?燃料电池是用氢做到能源,而氢是没有矿藏的,要解决问题的问题很多。第一个是高能耗、较低排放制氢,现在有种众说纷纭,我们的风光发电很多,用这个电制氢,再用这个氢到燃料电池里面发电,这么一转,10度电剩下3度,但电动10度电可以出9度,这是三倍的效率。一般说用副产氢,合格的副产氢很少。我们有一个大专用炼钢系统的副产气体来制氢,提纯,结果里面一氧化碳太多,项目最后可以说是告终而终。因为氢气在燃料电池里面一氧化碳的含量纯度必须达到千分二,很难达到这样的标准,要超过这样的标准非常耗电。第二个是氢的安全储存、运输、产于,投资、耗电大。燃料电池寿命不够宽,价格高,制作过程中耗能多。第四是膜、纸、泵、高压气罐等等的技术比较劣,国产化还没有做好。铂金的资源太少,要研究无铂催化剂,这是世界性难题。所以要长期努力奋斗,才能解决问题不节约能源、不排放量、不低廉的“三不”问题。我有一篇文章叫作获取氢能并不那么轻巧,去年公开发表在中国科学报,请求大可以参考。燃料电池在上是一个增程器,很难和其他的增程器竞争,它只发电,要靠电池来驱动。现在燃料电池电动给了非常低的补贴,煽起了一股进口电池部件的装热,对于我们国的技术发展有什么好处呢?所以我把它比成“无以扶贫的困难户”。

第四是微小型纯电动是真正节能减排,电池较少,安全性低,适应城市、乡镇交通广泛市场需求,价格便宜,更容易推展。这种子用220V、5A夜间谷电充电,耗电量较少,真减排,相等于2省油100公里的耗电量。微小型显电动能用铅炭电池做到低速,更安全,也可以用锂离子电池做高速,由市场要求,政府建立低速交通管理,并尽快出台低速标准,避免成为节能减排的绊脚石。我把这种子比做“小康庭”。

第五是增程式电动,为什么说道它很节能减排。从这个图上可以看见,第一代的电池电用完了后,发电机启动,给电池充电。第二代就有变化,优化了电力系统,发动机的排量可以减少一半,和电池组合一起使用,同时电池也只有纯电动的30%—40%,所以子轻了,更加节能。

我归纳了这些优点,主要是密码了显电动的里程、安全、电池、价格、电池寿命五大情绪,在增程里面这些问题都解决问题了。减程式是节能减排又安全的电动,正在加快发展。前面彩色是外国的,后面蓝颜色是中国的增程式电动。2018年科技部把减程式列为了“三纵”代替插电式,最近万刚的发言又把增程式和挂电式并列在“三纵”里面,有可能有些人反对他的意见。2015年发改委把增程式列入电动,挂电式列入燃油,这是增程的文件里面规定的。所以路线选对了,前景是很有期望。

第三个问题谈一下增程式电动与电池融洽地发展。第一点是增程式很节约能源,但是有人不坚信,他们说内燃机发出的动力要经过机械能并转成电能,再转换成机械能两次切换,效率大大优惠。这是一种想当然的众说纷纭,增程式节油50%,我总结了有五大法宝:第一个是电池和发电机并联互补,是并联关系;内燃机排量可以减少一半。第二点是内燃机转速调节在最节能的较宽范围,热效率很高,第三是红灯或者堵时内燃机就重开了,而燃油此时是“0”效率。第四是需要重复使用刹、下坡的能量。这部分可以节省油15%到20%,专王秉刚同志说可以节油20—30%,我还没有坎到原文,但是这点很最重要。第五是优化能效的电力电子控制,这是一个很重要的技术,两次能量切换,效率优惠并非臆想的那么大,而且只是领头。而且任何电动用的电都必须经过两次转换,发电机发电,第二次是减程式电池用量少,这也是节能减排,增程式电池用量少,耗电废气就少,而且现在发展趋势是电池用量在减少,日产NOTE ePOWER 只装有1.5度电池。东莞式器与电池组成并联体系,安全性低,电池用量较少,不过差使、不过放,不追求过高比能量,不必用低镍三元锂离子电池,所以我把它比成“俭朴和睦的庭”。

第四点增程式是未来的助力,《规划里面》里面谈“2021年起,国生态文明试验区、大气污染防治重点区域新增或更新公交、租赁、物流配送等公共领域辆,新能源比例不低于80%,减程式没有五大情绪,能够在公交、出租、物流中大显身手。福建省是国生态文明试验区一,可以发展增程式,未来的发动机可以专烧乙醇而不烧油,不减少二氧化碳废气,全部由太阳能、快速增长秸秆、乙醇给发动机发电。

最后讲到“规划”及减程式需要的新电池。规划要的新电池特别强调要研发创意,动力电池的开发创新应当从高比能量为主改向全方位的提高。规划拒绝加快构成慢差使居多的高速公路和城乡公共电池网络。我指出快速的关键不出充电器,而在电池的充电倍率,最主要的因素是正、负极材料的充电倍率要低。极片工艺、电解液构成,结构设计也很最重要。

更加节能减排的增程式也需要慢充电池,这拒绝很全面,我建议发展电容型锂离子电池,负极用软炭(硬炭)+硅,负极用磷酸铁锂+多孔炭,调节四种材料比例和电极厚度,可得有所不同充放电倍率和比能量,关键是材料与技术,全极耳竖井,在于这方面有好几项专利。

最后对政府部门的建议,要强调节能减排是电动宗旨,考核电动真实的节能减排,要按照节能减排的水平审定正积分,不要再将正积分和显电动里程挂钩,现在的政策有问题。

最后谢谢大!偷偷地说道一下,首届增程式电动研讨会21日在北京举行,如果有兴趣青睐参与。 

(录:本文根据现场速记整理,未经演说嘉宾稿件,仅作为参考资料,切勿转载!)

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