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解放军防化所杨裕生院士:汽车强国的电动车必须是低碳发展

2017-10-30 14:48:39 盖世汽车

第19届亚太汽车工程年会&2017中国汽车工程学会年会暨展览会(APAC 19 & 2017 SAECCE)于10月24-26日举办,本次论坛以“未来汽车与交通变革”为主题,携手行业领导、学会领导、院士、汽车及相关行业权威专家在内逾3000余位国内外业界嘉宾共同探讨汽车产业车厂与零部件协同创新和技术发展路径。以下是中国人民解放军防化研究所杨裕生院士在会议上的演讲实录:

2017 SAECCE,2017SAECCE

中国人民解放军防化研究所杨裕生院士

杨裕生:各位同志下午好,我是前27年在新疆搞核试验,最近27年在北京搞电池,从电池这个角度来看电动汽车该怎么发展,像董扬同志刚才讲的,发表了一些外行的话。外行敢说,说错了也没有关系,但是我觉得,从电池这个角度怎么把电池用好,电动汽车才能够更好的发展,从这个角度看,我觉得有些话可能还是有参考价值。甚至比一些从传统的燃油车转过来的汽车内行,可能讲的话还更加贴合实际。所以我觉得可以继续在这里发表我的“谬论”。

我讲的第一个问题,怎么样才算是汽车强国。我觉得汽车强国应该依靠自主知识产权的汽车生产,生产的过程和行驶过程,能耗都是最低,排放最小。第二个就是能够自主设计并且生产指标最先进的零部件。第三是能够不断的吸收引领世界技术发展的新思路、新观念和新技术。

集中表现是第一条,后两条是基础。迈向汽车强国必须自力更生发展,并且全面掌握核心技术。这和上午讲的不一样,上午讲首先要有强的汽车企业,我觉得强的汽车企业只是一个外壳,实际上真正的核心问题,强的企业必须有强的汽车技术才能叫强的企业。所以归根到底是要有强的技术,企业只是一个表现形式,是一个具体的执行单位。

汽车强国应该是电动汽车技术发展先进的国家,发展电动汽车的目的是为了节能减排,汽车强国必须依靠自主知识产权生产能耗最低、排放最少的电动汽车。如果做不到这一条,将来还不能叫做汽车强国。

电动汽车是不是都能够减排、低碳?实际上不是这样的。减排的电动车肯定是节能节油的车,而高耗电的电动汽车,可能是排除很严重的车。所以要以减排量来衡量电动汽车的水平,以追求低碳作为电动汽车发展的目标和推动力。而不是片面的追求行驶里程,行驶里程不是一个很重要的或者很难的技术,只要电池装多了,里程就能够行驶很远。

昨天付于武同志跟我讲,我们有一个做客车的厂,在一个三米的客车上装了三吨半的电池,行驶里程很长。三吨半相当于五十个人的体重,所以你到底是装人还是装电池?这变成一个电池的公交车,而不是一个运人的公交车了。所以不要以纯电动里程作为一个很重要的目标。

那么补贴停止之后,主要用什么来激励电动汽车的发展?我觉得是积分,但是还有其他的,比如说政策之类的。积分必须能够引领电动汽车低碳发展,建成汽车强国。如果这个积分不能够引领低碳发展,这个积分制度就值得考虑。

所以下面我解读一下五部署发布的积分管理办法。这是今年6月份的征求意见稿,可以看到纯电动汽车的积分办法是,0.012×R+0.8,这个公式来计算积分。这个R是纯电动行驶里程。到了今年9月份,正式公布的办法,这个公式没有变,但是燃料电池变了,燃料电池上面是不同的里程有不同的分数,250公里到350公里是给4分,大于350公里的燃料电池给5分。9月份的办法是0.16×P,这个P就是燃料电池的功率。这里是有一个变化,把里程给去掉了,但是取代的是燃料电池的功率数。也就是说,积分与燃料电池的功率挂钩了。而纯电动车还是坚持积分与里程挂钩,和6月份的征求意见稿没有变化。五个部署就是工信、财政、商务,再加上海关总署和质监局。

下面谈谈我的看法。

第一条,积分与里程挂钩背离了低碳发展方向。长里程的电动汽车需要多装电池,重量必然大。重量大了之后,耗电量就大,我们国家的电主要是来源于燃煤,那么燃煤就要有排放,所以耗电量大的车,排放就必然大。排放越大的车给的积分越多,是个方向性的错误。那么在这个办法里面还有是整备重量大的车,电耗随之放宽要求,重车和小车要求不一样,这样进一步鼓励了做重车,也就是进一步背离了轻量化的发展方向。所以发展方向的问题,刚才董扬同志讲了,是一个争论的问题,实际上现在又要争论了,就是到底我们这个积分鼓励什么。

第二个,要讲一讲五部署的积分管理办法还有两个副作用。第一个副作用,车子自身不减排的车拿高积分,使得更加不减排的燃油车能够轻易的买到积分,这样就双重的背离了低碳发展的宗旨。所以积分管理办法纵容了作为高耗油的燃油车,SUV以后就可以拼命做,做了以后可以去买积分,因为积分很容易拿到。第二个,长里程要求电池比能量高,安全性就降到次要的位置了。为了提高锂离子电池的比能量,需要追求高电位的正极材料。现在三元材料里面,镍钴锰333、424到523,这三种材料的安全性还比较好,现在到622、811,镍的含量提高到60%到80%,镍的量增多电压就增高了,比能量就提高,但是安全隐患也随之增大。再加上要多装电池,电动车的安全性更加值得考虑,很引起忧虑。所以积分管理办法是鼓励做安全性差的车。

第三点,对比一下五部委的公式和美国加州的公式,美国加州的公式和我们的公式非常相似,但是我们可以看到,我们这个公式比它放宽了很多。前面的常数项,他们是0.5我们是0.8,后面我们是0.012他们是0.01,再有加州按英里我们按公里算。都按公里数来算,在同一个比例下,如果充电的行驶里程是100到350公里,按照五部署的公式可以得到2分到5分,美国的公式得到1.125到2.688我们的积分比美国多了将近一倍。这样的后果就是鼓励企业更积极的追求长的里程,并且使得企业更容易取得高积分,这样就可以滋养高耗油车的产销。

特斯拉电池用量很多,在美国加州可以得到高积分,它靠卖这个积分,每年得到美元数以亿计,好几个亿,来弥补公司的亏本。这个公司一直是亏的。而在新加坡,特斯拉由于高耗电,也就是高排放,而受罚,罚了一万一千美元。所以新加坡的政策是正确的,我们不应该跟随美国加州的错误方向。

第四点,五部署管理办法的积分环节复杂,这个积分要考核里程,还要考核车的重量,考核的项目多了之后能够钻的空子就多了。另外汽车平均燃料消耗的积分与电动汽车积分挂钩,所谓双积分制,积分实际上就是货币,这样诱惑就大。空子多加上诱惑力大等于什么?所以我提醒官员们密切关注发展动向,严防类似金太阳工程和电动车骗补问题的再三发生。金太阳工程一次,前年的骗补又一次,希望不会因为骗积分又出现第三次。

第三个问题,讲一讲积分应该与减排贡献挂钩。积分是没有补贴情况下最有力的指挥棒,去年征求意见,我建议在积分里面加一个减排积分,没有被采纳。今年征求意见,我建议把所有的纯电动车都给3分,就不要跟里程挂钩,结果还是没有采纳。9月25号公布这个办法,同一天我在网上发表了一篇文章,很凑巧,我的文章题目是电动车积分与里程挂钩背离了低碳发展方向。同时我建议,电动车的积分以燃油车平均油耗指标为对照,也就是说你比燃油车节省多少排放,这样以减排量作为积分的尺度。

燃油车二氧化碳的排放,每一升是多少,我们国家现在发电,310克标准煤发一度电,排放二氧化碳多少。这样只要考核一下百公里的电耗,就可以很好的算出它的积分。如果一辆车是百公里耗电14度,工信部现在平均油耗指标是6.9升,这样减排量就可以算出来是减少二氧化碳排放8000多克。国家可以规定,每两公斤、三公斤的二氧化碳的减排给一个积分的话,这样就可以按照这个表算出来可以给多少积分。当然这可以调整两公斤、三公斤二氧化碳的数,来控制积分的量。

今后随着每度电当中的煤电的占比,还有燃油车平均油耗指标的下降,积分将要逐渐收紧,这样不断推动电动车水平提高,推动电动车的数量增加。所以再一次提请五部署关注这个问题。

最后一个讲讲增程式电动汽车技术是强国之路。第一代增程式电动汽车是在纯电动车上加装增程器,它发电给电池组充电,电池组驱动电动机。它纯粹是为了增加行驶里程,车子增加重量,耗电也多,所以比纯电动车还贵15%。这是美国的通用沃蓝达和宝马i3采取的做法,我叫做是第一代。

第二代增程式是节能的,优化电力系统,改变单纯延长行驶里程的局限性,提高节能。国内外均有新产品,这是华龙12米的增程式客车,它的市区公交模式百公里油耗12升,公路模式百公里油耗16.3升,排放也减少很多。

加拿大PlanB公司做了一个增成式卡车,百公里油耗17升。日产去年年底出了一个紧凑型的车子,里面是三缸发动机。电池是1.5度电,百公里友好是2.7升。可以看到这个图里面也是一个增程式,下面蓝色的方框是电力发电机,由发动机和发电机组成,接到电池,通过逆变器给电机送电。

可以看到第二代增加程式优点很多,电池组不会过充过放,寿命延长,安全性高,电池少,补贴推坡、取消的影响小,易推广。燃油车的生产加油设施全部可以继承,便于发展,增程行驶时比燃油车节油50%以上,而且可以不用充电桩,如果有充电条件,城市百公里内节油率80%以上。解决了纯电动车的里程焦虑、安全焦虑、充电焦虑、价格焦虑。这是纯电动车目前作为主要推动的技术路线所存在的四个问题,在增程式里面可以得到很好的解决。

第二代增程式也有美中不足的地方,主要是所有的电流全部通过电池,充电放电有能量损耗,再有就是电池用的量还是比较大,因为要满足功率要求,这个车子的价格还比燃油车要高一些。虽然比纯电动车少多了,但是电池用量还是有40%左右。另外电池比较多,重量比较大,还有减重节能的潜力。第四是电池始终高负荷工作,寿命受到影响。从电池使用的角度来看,这应该值得改进。所以我们提出来一个发电机发电,直接驱动电动车的这样一个新的概念。这是第二代的增程式的线路图,实际上这个新概念里面发的电不经过电池了,直接从发电机把这个电流直接送到电动机。所以我们把它叫做第三代增程式电动汽车技术,它集成了第二代的优点,油耗排放进一步下降,它的优点是可以减少充电放电的10%的能耗,进一步减少电池,车子就轻了,而且电池大电流放电的机会少,寿命也延长了。电池用量少,成本进一步降低,再算上高节油率,车辆全生命周期总费用可以远低于同级别燃油车的水平。这个技术适用于各种车辆,我们申请了一项专利,一种节能型发电直驱电动车。这个技术符合低碳发展的要求。

最后一句话,一首打油诗,电池用量不宜大,安全减排全靠它,汽车强国需创新,发电直驱低碳化。这是我五年前的一本文集,最近第二本将要出版,到时候希望大家关注。

谢谢大家。

注:本文根据现场速记整理,未经嘉宾审核。

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