杨裕生：以电池为依据 规划电动汽车发展

第一电动网说明：2012年1月5日在北京国际饭店举行的2011全球新能源汽车大会上防化研究院研究员杨裕生院士做了题为“以电池为依据 规划电动汽车发展”的演讲。现请演讲人整理了发言记录，特在本网发布。

防化研究院研究员 中国工程院院士杨裕生

各位朋友：上午好!

我今天讲的题目是“以电池为依据，规划电动汽车发展”。首先把这个题目简单做一个解释。以电池为依据，并不是说其他的问题不重要，但电池有它特殊的作用。第二个要说明的，现在规划电动汽车，有很多立场，观点，有些是以过去传统的汽车为依据，有的是以美国或者日本的电动车发展模式为依据。我觉得应该以中国的电池状况为依据。

我要讲的内容有这么几个方面：

前言

工信部牵头《节能与新能源汽车产业发展规划》上报国务院，《规划》要实现插电式混合动力汽车和纯电动汽车的产业化，同时加快研发燃料电池汽车技术，实施过渡转型城市与车型试点。“十二五”期间的战略重点是新能源汽车产业建设及汽车的节能减排，重点是发展纯电动汽车，插电式混合动力汽车，注重传统汽车技术水平的提升，发展节能汽车，跟踪研究燃料电池汽车技术，适度发展替代燃料汽车。这个规划被长时间搁置，国务院没有批。温总理去年7月份有一个讲话，在《求是》杂志上发表。他讲“新能源汽车，发展方向和最终目标是什么，现在重点发展的混合动力车和纯电动车是不是最终产品并不十分明确”;“发展新能源汽车下一步要集中解决哪些问题，包括路线问题、关键核心技术问题、投入问题、政策支持问题，必须尽快明确下来。”

最近国务院开会审议了《规划》，《规划》还要进行修改。我希望利用今天这个机会发表的一些看法，能够在修改过程中作一些参考。

发展路线当前要讨论三个问题，一个问题关于是纯电动汽车，《规划》里面讲发展纯电动汽车产业化。去年有几辆汽车着火，实际上前几年也都有，但去年的着火是在街上着的，影响特别大。着火之后，有的官员讲，纯电动尚不成熟。所以，现在的议题是：纯电动汽车产业化还要不要，怎么样产业化?还有的官员讲，要发展像日本普瑞斯那样的混合电动车。第二个问题是关于混合动力汽车，在《规划》里面是讲实现插电式混合动力产业化。汽车着火后，有的官员说：“要发展全混合电动车”。现在的议题是：插电式混合动力或全混合车是不是最佳过渡车种? 第三个问题是关于最终目标、最终产品，在《规划》里面没有提，但是讲到要加快研发燃料电池汽车技术。现在重点发展的混合动力和纯电动显然不是总理所问的最终产品。现在的议题是：燃料电池电动车是不是唯一的最终产品，最终产品产业化之前，其他品种是不是要发展，怎么样发展。

对发展规划的建议

我的观点是，电池是决定电动汽车性能的第一要素;电池水平逐步提高，电动汽车相应发展。

规划今后十年，先要总结过去十年的经验教训，以利再战。我总结了四条教训。一，电池与整车研发投入位置颠倒，电池研发投入量很小，有急功近利的倾向。二，动力电车和燃料电池位置颠倒，错断远近。三，对电池成组技术的重要性和难度认识不足，注意力集中在电池单体上。四，片面强调追求先进性、拒用成熟的铅酸电池。

我认为，应该依据电池的水平，切合我国实际，稳步发展电动车，而不能操之过急。所以我建议产业发展规划的技术原则应是：“以电池为依据，规划电动汽车发展”。具体内容是：“以不用油、零排放为最终目标，恰当利用当前动力电池生产电动汽车，近远兼顾，全面规划”。其实质是，用好各个发展阶段的各种电池，生产相应的车。

我下面做一些解释。

以“不用油，零排放”为战略目标，是未来实现的最终目标，是技术发展的依据;要经长期奋斗才能逐步逼近，必然有过渡产品和阶段目标。

恰当的利用当前动力电池生产电动汽车，就是要重视利用现有的电池，发展近期就能节能减排的车种;容忍有逐步提高的过程，不提过高的汽车指标，我这里用了一个“容忍”，我们有一些人是不容忍有提高的过程，希望现在马上就能一步到位。

近远兼顾，全面规划，认识电池发展的长期性、多样性、互补性，在电池水平提高的过程中，生产相应水平的电动车。

关于传统汽车，要提升其技术，不断强化节油减排。传统汽车将继续生产、并存，量大，节油减排的潜力大，可以迅速取得可观的节油减排效果。这和发展电动车的目标是一致，作用是相辅相成的。

《十二五》的产业化任务

《十二五》的产业化任务是用好和提高现有的各种电池，生产相应的车。我提出一个3+1工程，第一项工程是大力发展微小型纯电动汽车;第二项工程是采用增程技术发展大、中型车;第三项工程是研究下一代电动汽车及其能源。加1项工程是关于传统汽车，传统汽车改为启停式，并提升技术。

(一)大力发展微小型纯电动汽车

从实用小型起步的优越性是：1、铅酸电池，锂离子电池都可以用于小型车，电池少，价格便宜，容易推销，是电动自行车，摩托车的升级换代产品。2、技术积累较好，已经有小批量出口。3、用220伏民用电，可作为晚间用电的家用电器，甚至无需专门设置充电桩。4、每夜的10多亿度低谷电，可供亿辆小型电动汽车充电，还省掉建设调峰电站的大笔投资。5、立即可大量节省汽油，减轻城镇空气污染。6、节材节能，使用、维修方便,可持续发展,并可抑制奢华的社会风气。

发展微小型电动车我国有基础：1、广东、山东、江苏、浙江等省厂家研制了实用小型电动轿车，3万元左右;用锂离子电池稍微贵一点，产品已经出口;只要政策放开，即可形成可观的生产能力;2、电动自行车、电动摩托车的发展带动了电池、电机、电控核心技术等的发展，造就了我国发展小型低速电动汽车的特殊环境和基础;3、电动自行车、摩托车产业2万多经销商，构成了遍布全国的废电池有偿回收网络，为彻底解决废旧电池污染的问题奠定了基础。

有一种错误观念，认为“铅酸电池古老、污染，没有前途”。还有“铅酸电池电动汽车是垃圾技术”，这是政府官员的言论。要转变观念，铅酸电池本身不污染环境，是我们政府的环保部门没有管好、企业没有治理好造成的污染，不是铅酸电池造成的污染。国外这个问题已经解决，美国的铅酸电池生产是在密封条件之下进行的，铅不污染环境。铅酸电池有新技术，我们要从中国实际出发，放手发展铅酸电池电动汽车。

(二)采用增程技术，发展大中型车

纯电动车因为电池比能量有限，行驶距离不会很长。所以在车上装一个内燃机来发电，这样变成一个增程式汽车，它只有电动机一种动力，所以属于纯电驱动。行驶之前，电池组可以充电，途中小功率发电机在它的最佳工况之下发电，所以很节油。发电机和电池并联驱动电动机，也可以给电池充电。高功率电池，或储能电池加超电容组成一个储能的系统，提供或者回收电能。在纯电动行驶50公里之后，虽然还要用油发电，但是节油率在50%以上。现在我国已经有基础，上述的是增程式电动公交车，已经成功研制多辆，北京科凌，杭州赛思斯，合肥江淮，宁波神马，浙江青年-巨容。轿车方面最近也有进展，广汽和科凌合作承担了2011年863的项目，年底样车已出来。据说最近科技部又批了两家。

增程式有十大好处，1、不必配太大容量动力电池，而且可以远行。2、电池组不会缺电和过放电，寿命延长。3、不一定用锂离子电池而可以用别种电池，铅酸电池，价格较低。4、夜间在停车场充电，不需要另外建充电站，省了很多地方。5、夜间充电使用电网的谷电，“削峰填谷”。6、不需要充电、换电的周转电池，投入比较低。刚才庞总讲的一些争论的问题，这里也可以解决了。7、不需要大量的换电设施和人员，运行就省了。8、传统汽车设施和成就全继承，而且容易加工。9、现有的技术就可以节油50%以上。10、较容易过渡到没有补贴，政府补贴负担轻。

所以我的观点是，新一代电池投入使用之前，增程式是最佳的过渡车种。这种车还为今后的燃料电池增程奠定基础。

增程式车的电池在一种“半充”与“半放”之间的状态中运行，很有它的好处：内阻最小，发热量小;不过充，安全有保障;不过放，循环寿命长;可简化电源管理系统;可用廉价的铅酸电池。

增程式比其他的过渡车要好，好在什么地方，比较一下。

纯电动车，在现有电池的条件下合理的设计里程是150公里，所以要求半路上快充电，这就带来很多的麻烦和问题。还有，电池寿命短，车子的寿命长，二次补贴谁来补?电池量大，散热很困难，安全问题比较严重。

插电式混合动力车，远距离还是要用内燃机动力来推动，耗油仍然很高;内燃机和电动机两个系统，比增程式要复杂，价格也贵。与中度混合动力车比较，中度混合动力车的节油不多;前年在杭州的比赛平均节油率是14.63%，去年在昆明的比赛是15.61%的节油率。电池寿命也不容乐观，也有后续电池补贴的问题。

混联式或全混的电动车，是油电两个动力，两个动力机构复杂，也比较贵，行星式的齿轮加工要求高，我们国家没有优势，而且日本有很多专利，很难绕过。

(三)研究下一代电动汽车及其能源

下一代电动汽车主要使用核能和可再生能源。核能发电，与煤电一样以蓄电方式直接使用。可再生能源则有规模蓄电和规模储氢两种用法，要相应发展两种能量转换技术及其规模转换设施。有一种说法，氢能是人类的终极能源。终极,不发展了?还有一种说法，电动汽车的最终动力是燃料电池。这也不一定!氢是二次能源，是由一次能源转换过来的。既然是转换，就要讲转换效率和转换量，有没有可能性转换这么多的氢气?下面对不同来源的氢做一个分析。

电解水制氢。4度电可以产一立方米的氢气，一立方米的氢气在燃料电池中可以发1.2度电。每辆车一天行驶100公里，要用10个立方米氢气，如果我国将来是2亿辆车，这还是保守的估计，一天就要用20亿立方米的氢气，电解水每天耗电80亿度，氢气装瓶又要再另外用电15%。如果把这92度电充入电池，可以放出83亿度电，两亿辆车子可以用三天半，一天和三天半哪个效率高?

太阳能制氢。太阳能制一个原子氢，与太阳能发电产一个电子相比，制氢的能量转换效率约低一个量级。

工业附产氢。现在据说有一种方案可以产生相当大量的氢，但和每天20亿立方米相比，那是一个非常小的数，所以不能过于乐观。

此外，铂资源不够燃料电池用;非铂催化剂技术难，基础研究有待时日。可见，燃料电池是电动汽车的可用动力，但并非最好的、终极的动力。

规模蓄电与规模储氢可以做一些比较。规模蓄电技术的系统简单，能量转换效率高，但是提高电池的比能量难度大，比能量大了危险性更高。规模储氢技术中，燃料电池比能量高，但是系统复杂，难维护，铂稀贵而替代很难，氢气规模储运也有危险性。这两个都是二次能源，各具长短，各有难度，将来是长期并存，各显神通，竞争发展，由市场来评判。总之，现在还没有足够的根据说氢能是人类的终极能源，也不能认定燃料电池电动汽车是最终的产品。

另外燃料电池要求在稳功率条件下发电，适应不了电动车在路上行驶当中功率波动那么大的工况。所以，燃料电池必需与动力电池或电容器并联，形成一种燃料电池增程的纯电驱动电动车。

(四) 传统汽车改启停式并提升技术

启停式减轻城市空气污染效果显著;也能节油 5%-8%。要硬性规定传统汽车微混化的进程，每年要增加多少比例，到什么时候全部改成微混式，国外已经有明确的时间表。要发展铅碳电池和超级铅酸电池，这是微混车里用的电池。要尽早安排专用炭材料的研制和规模生产。另外，传统汽车量大，大有节能减排的潜力。引导企业加强技术创新，积极优化现有动力系统，逐渐严格油耗指标，不断的严格排放标准。

对于混合动力车生产，我认为不必鼓励，也不必禁止，由市场来决定。这一点和我们现在政府部门的观点不一样。

把刚才讲的配上时间，归纳成一个图：就是铅酸电池微型车和锂离子电池微型车当前可以大力发展，可以一直发展到2030年，都有它的生存空间。增程式大、中型汽车，现在的电池就可以很好的应用，它的续驶里程决定油箱的容量。锂离子电池轿车目前还不能很好的发展，现有的车子行程都还不理想;多装电池价格太贵，没人买。随着锂离子动力电池比能量提高，可能要到2017年以后提高到150瓦时每公斤，2025年发展到300瓦时每公斤，车子的里程就可以长些，速度可以更快些。燃料电池要在2020年以后才有可能逐渐产业化。

结束语

第一，我们要承认电动车技术与国外有差距，其中首先的是电池有差距，安全性有待提高，寿命不够长，一致性不够好，成组技术尚在成熟中。恶性竞争和整车厂压价，使得电池研发力弱。国外电池和车辆已经打进来了，电动车是不是又要“市场换技术”，这是过去燃油车的教训，电动汽车是不是也会走这样一条路。所以我说，要转变观念，扶持民营企业发挥补充的作用;要认清危机，推动国企创新，加紧自主研发，不要再走市场换经济的路子。

第二，建立动力电池重大专项，建议拨20亿设做三件事情，1、提升动力锂离子电池的生产和成组技术水平。2、持续治理铅污染的同时，支持研制新技术铅酸电池。3、开展原创性研究，为10年后电池发展提供核心技术。