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杨裕生:动力电池首先要安全

日期:2018/05/08   来源:机电商报   
  摘要:“有什么样的电池就发展什么样的电动汽车,不要超越电池的水平去空想提高电动汽车的指标。”在近日召开的2018首届中国新能源动力电池暨储能产业大会上,中国工程院院士杨裕生表示,发展动力电池最为重要的是高安全性,不应该过分追求电池的高比能量,而忽略了安全性。

“有什么样的电池就发展什么样的电动汽车,不要超越电池的水平去空想提高电动汽车的指标。”在近日召开的2018首届中国新能源动力电池暨储能产业大会上,中国工程院院士杨裕生表示,发展动力电池最为重要的是高安全性,不应该过分追求电池的高比能量,而忽略了安全性。

相比纯电动汽车,他更主张发展增程式电动车。尤其是在补贴政策退坡后,发展第三代增程式电动车,可以应对“后补贴时代”对电动汽车行业带来的冲击。

纯电动车的四大焦虑

发展动力电池要关注哪几方面的性能要求?杨裕生表示,动力电池最重要的是高安全性,不易燃易爆;其次是循环寿命长、价格低廉、高比功率、转换效率高、高比能量、使用方便、易维护;再者是可耐寒热、资源丰富,环境友好。

“补贴和即将实行的积分与纯电动里程挂钩的政策,会误导过分提高电池比能量,增加电池的用量。”杨裕生认为,新政策忽略了一个重要的问题,即电池比能量越高,电池越多,则安全性越低,而且也背离了节能减排的初心。

针对当前的重点发展对象——纯电动车,他提出需要解除四大焦虑:一是里程焦虑,即使多带电池,也仍然会担心断电,而且车身过重本身就是不节电的原因之一;二是安全焦虑,电池多,比能量就高,容易引发燃烧爆炸事故;三是充电焦虑,虽然现在充电桩越来越密集,投资力度也非常大,但是仍然难以满足充电需求;四是价格焦虑,电池用量越大,汽车售价越高,竞争力越低。

“高补贴推动发展的纯电动汽车难以市场化。”杨裕生强调,在有补贴时,可发展中等行程的物流车等特种车辆,但是第二套电池要由用户出钱。我国目前推广的电动汽车已经超过170万辆,在补贴停滞后,续驶里程越长、过去补贴越高的车将越难卖。

如何解决这一难题?杨裕生表示,原则上要用成熟电池,发展安全节能减排的电动汽车。在技术路线上,要以微小型纯电动车为突破口,大中型车发展纯电驱动的增程式汽车。对于微小型纯电动车,可用铅酸电池做低速车,也可用锂电池做高速车,最终交给市场来决定。

一贯主张发展增程式电动车的杨裕生认为,发展增程式电动车就不存在纯电动车的四大焦虑问题。目前,增程式电动车已经发展到第三代产品。“第一代单纯为了增加行驶里程,因此增程器功率大,电池重量大,整车自重也较大,导致油耗高。第二代优化了动力系统,节油率达到50%。第三代是增程式发电直驱电动车,车上发电机发的电不经过电池而直接驱动电动机,继承了第二代的优点,同时进一步降低成本,节油率可达60%以上。

“有人会说,增程式(电动车)还得烧油,不是最终目标。”杨裕生提醒,应以节能减排为衡量标准,来检验政策和技术路线是否合适。发展电动汽车的最终目标未必是不烧油的纯电动车,很有可能是不烧油的烧醇类的增程式电动车。第三代增程式电动车的投产,可以应对补贴退坡对电动汽车行业带来的冲击。

动力电池发展路径

电动汽车的快速发展推动动力电池产业不断革新。

作为未来极有前景的动力电池之一,燃料电池被业界寄予厚望。杨裕生指出,燃料电池比能量高,但是难以满足汽车行驶中功率变化的要求,要以蓄电池调节功率需求。杨裕生表示,燃料电池面临的首要问题是品种的选择。

他继而提出5个值得关注的问题,包括氢的能效问题,氢安全运输储存问题,以及燃料电池寿命短且价格高,膜等关键材料技术有待提高,铂资源不足等问题。

杨裕生说:“总之,燃料电池电动汽车的技术路线还在摸索当中,重金补贴,猛推PMFC(一种燃料电池)产业化,将造成浪费、骗补。”

对于另一种备受关注的动力电池——锂硫电池,杨裕生的观点是,“它是可以很快做出来的,但是要做好很难”。“锂硫电池有五个‘低’,安全性低、体积比能量低、放电倍率低、能量转换效率低、循环次数低。只有解决了五‘低’问题,才可以作为车用动力电池。三年五载很难用在车上,十年八载也不算悲观。”他还表示,除了电动汽车,锂硫电池还可以用在其他场合,尤其是对体积要求宽松但对重量严格限制的地方,比如无人机。

此外,锂空电池被认为是锂硫电池之后的“下下一代”动力电池。据了解,锂空电池比能量理论上可以超过10000瓦时/千克,是目前常用的锂电池的数十倍。“但远水解不了近渴,”杨裕生说,因为能量转换效率过低、寿命短等原因,锂空电池距离实际应用还有很远的距离。

杨裕生认为,电动汽车能卖得出去,不论是高速或者低速,必须要减少电池用量,降低车价,而不能片面追求长里程,拼命提高比能量,或者是多装电池,增加危险性。

谈到未来如何发展动力电池,杨裕生给出以下建议:首先,动力电池要微小型化;其次发展增程式电动汽车,逐渐走向市场化;第三,发电直驱增程式电动车的节能关键是提高增程器的升油发电量,不要苛求电池的高比能。(何  珺