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中国工程院院士杨裕生：用好当前电池技术 合理提升电动车速 已有3人参与
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电池的安全性和比能量关系到电动汽车的安全性和续驶里程。“十三五”期间，电动汽车的安全性和续驶里程取决于“十二五”期间以及“十三五”最初两三年的电池水平，超越电池水平搞电动汽车产业，是冒进行为，难免发生汽车“趴窝”现象，也就是说，在行驶一段时间后，就行驶不动了或者行驶里程缩短很快，还有可能发生燃烧等事故，这将有可能造成国家很大的浪费，造成企业和个人很大的浪费。这些问题都不是空穴来风，而是很残酷的现实。我国电动汽车产业发展很快，但在大家追求速度的同时，也应对一系列潜在的问题引起注意。 用好现有电池发展电动汽车 现有的电池，应该说是比较成熟的电池，不要冒进。现阶段如何发展电动车，实际上是如何用好电池。 长里程纯电动汽车不宜作重点。目前采用的比能量的锂离子电池制造的纯电动车，其合理设计里程在150公里左右，如果里程超了，电池就要多，电池多了，车子重，车子重了，耗能大，就需要更多的电池，这样设计就很不合理了。现在有的城市强调只用纯电动汽车，这违背了循序渐进的发展规律。 巧用电池，发展“增程式”电动车。增程式电动车是在车上装一个发电机，这个发电机当然要烧油，但这个发电机用的内燃机功率很小，只有现在通常同样汽车功率的一半左右，所以它可以在最节能的条件之下运转，同时节油50%。它的好处很多，现有的锂离子电池完全满足要求，安全性很高。 在车辆行驶中，发电机给电池充电有什么好处？电池在处于半充和半放的状态时，它既不充满也不放完，运行电池的这种充电状态具有几大好处：一是内阻最小，发热量小；二是不过充，安全有保障；三是不过放，循环寿命长；四是淡化了不一致性问题；五是可简化电源管理系统；六是可用廉价的铅酸电池。 增程式电动车的优点显而易见。电池组不会缺电和过放电，可延长寿命，安全性高；可以不用充电桩，且能远距离行驶；也可以晚间在停车场充电，既有助于电网“推销谷电”，用户又可享受峰谷电价差来节省开支；电池少，成本较低。增程式电动技术的推广应用范围很广，包括长途客车、出租车、乘用车、卡车。 各个国家发展电池的进度和重点不同，日本原先做深混车，技术成熟后再来做燃料电池车，而这一点在我国还没有到时候，所以燃料电池车把它作为现在的重中之重还不行。我们首先要解决的是让公众普遍认可并使用电动车。 “十三五”期间，电动车的发展不要跟日美风气，而应该稳住心态发展技术，把技术先做好。同时，还可以用其他动力（如燃气）的发电机增程，如光伏发电增程。 电池技术发展方向 第一，在安全第一的前提下，提高锂离子电池的比能量。锂离子电池将长期是动力电池的主力，这一点是不容怀疑的。要发展高电位的正极，目前的重点是在发展三能材料以及高压材料，但它的安全性能仍存在问题，需要大家重视。另外，要发展高安全性的负极，包括硅碳、钛酸锂、软碳、硬碳。要发展长寿命、宽温度范围、高电压电池，三元、镍锰酸锂正极的电池要提高安全性，这个问题现在很严重，估计在“十三五”期间实用的单体比能量不超过200Wh/kg，也就是说到“十三五”后期可以用到200Wh/kg的电池发展电动汽车。 安全第一，就是不要片面追求高比能量，现在这个倾向很严重，因为定的目标是纯电动汽车的续航里程要不断提高，因此便要求电池的比能量不断提高，而没有把安全问题提到第一位来重视。蓄电池有不同的危险性，锂离子电池要提高比能量，就一定要强调安全第一。要优先使用高安全性的电池，宁愿牺牲一些比能量。在规模蓄电的设计中，要控制不发生“连锁反应”，即一个电池出了问题，其他周围电池不要继续发生燃烧爆炸的现象。在使用中，要坚持安全操作规程，不可“滥用”电池，造成不安全的现象发生。 磷酸铁锂电池的安全性高，价格低，用途广。但是现在有一个说法认为磷酸铁锂过时了，这种说法是不对的，这种安全性很好的电池，应该把它用好。固态锂电解质需要研究，但在近期难起作用。电池研究≠电池使用。研究成熟了才可用，不成熟的电池拿出来使用必然要出问题。 第二，关于下一代的动力电池有一种说法是锂硫电池，因为锂离子电池难以实现电动汽车500公里里程。日本NEDO提出，锂硫、锂氧是“后锂离子电池”，这是单纯从“理论比能量”一项考虑而得的推论，锂硫电池“进门容易”，而“越做越难”，只有解决了安全性低、循环次数低、能量转换率低、放电倍率低、体积比能量低这“五低”问题才有可以用作车用动力电池，所以汽车指望使用锂硫电池很难。锂硫电池可以在其他要求不高的地方使用，但是在动力电池上，日本的这个提法仍需探讨。 第三，“下下一代”动力电池有可能是锂氧电池。这个不容易达成，因为除了刚才锂硫电池存在的问题之外，锂氧电池里面既要有氧气的还原作用，又要使得氧在上面产生，这个双功能氧正极的问题是世界性的难题，多少年来都没解决，现在指望把这个难题加到锂氧电池上不太现实。国家可以支持个别团队坚持长期研究，但不能寄予过大的希望，这需要长时间技术和经验的支持和积累。 第四，大力提高铅炭电池性能与应用。这个电池保持了铅酸电池价廉、安全的优点，原料易得、可靠，是我国“十二五”期间的重要成果。尤其部分荷电态高倍率放电循环寿命>20万次，所以可以在电动汽车里面有很多新的贡献。 控制电动汽车补贴总额 明确企业开发责任 今年5月，四部委公布了“十三五”期间电动汽车补贴标准，按照这个标准计算，补贴的数额非常大。如果实现2020年的500万辆的目标，按四部委的通知，“十三五”期间要补贴3900亿元，这是中央政府补贴的，地方政府补贴还没有算在里面。 详细算来，只有电动汽车生产量占汽车生产量的比重每年增加一个百分点，才能够满足2020年完成500万辆汽车的目标，完成这个目标须补贴3900亿元。如果用这3900亿元可以做很多其他的事情，现在拿来做补贴，值得不值得、应该不应该？应认真思考。 其实，长期高额补贴不利于有效推动电动汽车的发展。首先，汽车生产企业会追逐补贴最高的纯电动客车，但电池寿命有限，“扒窝”现象比比皆是。其次，大部分补贴成了汽车企业的超额利润。普通纳税人的钱补给了部分买车的人，造成社会不公。再次，汽车生产企业只享利益，没有义务。于是，不思降低成本去努力生产满足广大群众需求的车。第四，政府财政负担太重，而拉动电动汽车发展的效果不佳。 19个工程院科学院的院士联名给国家写了个建议，这个建议是7月8日交上去的，题目是《关于控制电动汽车补贴总额，明确企业开发责任的建议》，该建议的内容有三条。 一是为“十三五”时期电动汽车补贴总额设定一个“上限”，希望国务院来设定上限，而不是让四部委用多少钱算多少钱。不应用了再算，而应先算再用。无论是800亿元，还是1000亿元，有个上限是很必要的。 二是明确各汽车生产企业的责任，完善政策措施。我们提出来的政策措施是适当补贴，责任指标，超额有奖，以罚促产。适当补贴是“十三五”期间继续补贴电动汽车。但金额降低，加速逐年退坡。责任指标是燃油汽车生产企业有责任、有义务逐年提高电动汽车在本企业生产销售产品中的比例额度。类似的措施在美国加州已经实行，效果显著，美国已有9个州效仿加州。 |
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