電池儲能決定電動汽車的未來

1、電池儲能決定電動汽車的未來2008 年，零排放的電動大客車亮相北京奧運會， 不僅 是我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的電動汽車的一次奧運實戰(zhàn)，更是 向全世界展示了電動汽車的“中國標(biāo)準(zhǔn)” 。從那時候開始， 電動汽車走進了更多中國人的視野。在石油短缺、環(huán)境保護 力度必須加大的今天，它的出現(xiàn)，有可能代表著一個新興產(chǎn) 業(yè)群的興起。但同時，我們必須看到，在發(fā)展電動汽車的背 后，還有很多問題亟待解決。在“科技北京”發(fā)展建設(shè)座談 會上，中國工程院院士楊裕生提出了他的看法和建議。關(guān)鍵在于電池技術(shù)“電池技術(shù)是電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵。 ”楊裕生院士開門 見山地說。當(dāng)前，電池成本高已經(jīng)成為制約電動汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的 重要因素。電動汽

2、車的成本主要包括整車成本和使用成本。 其中電池成本約占整車成本的一半，而電動汽車的使用成本 要低于燃油汽車。因此，電池成本的下降是電動汽車產(chǎn)業(yè)化 的關(guān)鍵。目前，鉛酸電池、磷酸鐵鋰為正極的鋰離子電池在我國 都有相對成熟的技術(shù)，也已經(jīng)開始應(yīng)用于電動車，但各種電 池當(dāng)前都或多或少存在一定的問題。現(xiàn)在，成熟、安全又廉價的是鉛酸電池，有一萬安時的 大型產(chǎn)品，但存在比能量低、深放電時循環(huán)壽命較短等問題， 而且鉛還有“污染“的名聲。可是，它沒有過時，只要使用 得當(dāng)，鉛酸電池不僅能在電動自行車上繼續(xù)發(fā)揮優(yōu)勢，而且 在微、小型純電動車和增程式電動車上也大有用武之地。鋰離子電池具有功率及能量密度大、轉(zhuǎn)換效率高、使

3、用 壽命長、重量輕、污染輕、自放電小、溫度適應(yīng)范圍寬泛等 優(yōu)點，已成為電動汽車蓄電池的發(fā)展方向。大容量、能量型 鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品的性能和經(jīng)濟性，我國已經(jīng)處于 國際先進地位，基本具備產(chǎn)業(yè)化的條件。但是，鋰離子電池 成組后，使用壽命會大幅縮短，安全性也會下降，個別公司 的產(chǎn)品甚至有發(fā)生燃燒、 爆炸等惡性事故的危險。 在國際上， 鋰離子電池成組應(yīng)用技術(shù)也正在完善中。“電池的安全性是最重要的，一定要盡力做好，其他性 能也要不斷改善。但是在電動汽車發(fā)展初期，過分強調(diào)動力 電池完美無缺是不切合實際的。那種要等動力電池徹底過 關(guān)才能發(fā)展電動汽車的論調(diào)，實際上是電動汽車取消論 楊院士認(rèn)為動力電池技術(shù)要

4、在電池使用中不斷提高，也只有 在使用中才能不斷提高。我國蓄電池技術(shù)進步很快。以磷酸鐵鋰為正極的電池已 被廣泛認(rèn)可，電極材料納米化使比功率提高、隔膜開始國產(chǎn) 化、價格降低， 電池生產(chǎn)向半自動化、 自動化前進， 可靠性、 一致性改善，電源管理和控制系統(tǒng)改進，電池的安全性和循 環(huán)壽命提高，由比能量、壽命、價格等因素形成的綜合性能 不斷優(yōu)化，其大發(fā)展已不存在近期難以克服的技術(shù)問題、材 料來源問題和過高的價格問題，為電動汽車的發(fā)展奠定了基 礎(chǔ)。這些技術(shù)問題雖然不難克服，但要克服它們，要降低成 本，還是需做大量工作，還應(yīng)有必要的投入的。并且，為了 下一步延長電動汽車的續(xù)駛里程，要有比能量更高的新電池， 現(xiàn)

5、在就必須加大研究力度，否則又將落后了 !目前，我國在鋰離子蓄電池成組應(yīng)用技術(shù)、系統(tǒng)集成、 關(guān)鍵技術(shù)研究方面取得了重大進展，有些科研院所、高等院 校和企業(yè)的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)處于國際先進水平。但是，這些技 術(shù)大多被分散掌握，就行業(yè)整體而言，還有一個全面提高的 問題?！霸诩ち业氖袌龈偁幁h(huán)境下，利益形成的壁壘，對企業(yè) 間的技術(shù)合作和資源整合形成了巨大的阻力。因此，探索有 利于資源整合和集成創(chuàng)新的體制機制，是當(dāng)前迫切需要解決 的重大問題?！卑l(fā)展微小型電動汽車2009 年，中國新車產(chǎn)、銷量均超過 1300 萬輛，達到歷史最高水平，成為全球最大的汽車市場。潛力巨大的城鄉(xiāng)汽 車市場是培育民族汽車品牌、振興民族汽車

6、產(chǎn)業(yè)的沃土。因 此，我國電動汽車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該借助新技術(shù)發(fā)展和市場優(yōu)勢， 堅持自主品牌、自主研發(fā)、自主生產(chǎn)，以質(zhì)量可靠、工藝精 良、品質(zhì)卓越、價格合理占據(jù)市場主導(dǎo)地位。楊裕生院士建議，應(yīng)選定低速、短程、微型純電動汽車 作為市場推進的突破口： “根據(jù)多個大城市的統(tǒng)計， 80的 汽車日行駛里程在 20 公里左右 （小城市應(yīng)該更短 ），故短程汽 車用戶可觀?，F(xiàn)在使用電動自行車和輕型電動摩托車的廣大 群眾，在購買力提升后需要遮風(fēng)擋雨的代步工具，他們是短 程純電動汽車的潛在客戶，數(shù)以億計 ! 因此，充電一次行駛 5080公里的純電動汽車大有市場，現(xiàn)有的動力鋰離子電池、甚至鉛酸電池就能滿足要求。 ”優(yōu)先發(fā)展

7、“純電驅(qū)動” 的小型乘用車， 包括發(fā)展微型車， 好處如下： 1，微型車電池用量少，價格低廉，適合我國國 情，市場潛力大； 2，車微則輕，耗電少，充電易解決； 3， 車結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)材節(jié)能，使用、維修方便： 4，電池少，安 全性高。楊院士認(rèn)為，我國電動車技術(shù)路線和產(chǎn)業(yè)化推進戰(zhàn)略應(yīng) 是以大力發(fā)展“純電驅(qū)動”的微小型低速短程乘用車為 突破口：以增程式的大中型公共客車和中高檔乘用車為主要過渡車種；打牢基礎(chǔ)，向新一代純電動車方向跨越式發(fā)展?！霸龀淌健?電動汽車 （EREV，） 又稱“雙充式” 電動汽車 這種車傳到變速箱上的動力完全由電動機提供，因此可劃入 純電驅(qū)動汽車類，是純電動汽車的增程，可看成是將部分

8、充 電工作在汽車行駛中進行。EREV的節(jié)油率可達50%以上，原因是內(nèi)燃機一發(fā)電機始終在最佳工況下運行，其發(fā)電的功 率足夠車輛在一定速度范圍下穩(wěn)定行駛，電池組提供足夠的 電功率幫助電動機驅(qū)使車輛起動、加速和爬坡，從而避免了 常規(guī)汽車發(fā)動機“大馬拉小車”的費油運行模式。此外，電 池組的容量足夠有效地回收車輛剎車和下坡的能量?！拔艺J(rèn)為，在當(dāng)前和今后相當(dāng)長的一段時期內(nèi)，在蓄電 池能量密度較低和電池成本較高的狀況下，發(fā)展電動公交車 和中高檔乘用車，應(yīng)該采用“增程式”電動模式作為策略性 過渡。”基礎(chǔ)設(shè)施要跟上完善的基礎(chǔ)設(shè)施是電動汽車產(chǎn)業(yè)化的重要保障。我國城 市多為高層住宅，難以適用歐美的家用車庫中的電源充

9、電模 式，但可以在現(xiàn)有停車的路邊、小區(qū)停車處、地下車庫等夜 間存放汽車的地方，安裝智能充電柱，提供夜間充電服務(wù)。初期如果由政府對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)予以扶持，連同提供用戶購 車補貼，將會取得更好的政策效果。 公交車如果采用增程式，在原有車場夜間用廉價的“谷 電”充電，足夠百天行駛 500 公里，完全不用另建充電站或 換電站。其它增程式電動車也可采用這種方式解決充電問題?！扳佀徜嚍樨摌O的鋰離子電池，為電動汽車提供了新的 途徑。鈦酸鋰的最大優(yōu)點是安全性好，快速充電性能好，循 環(huán)壽命可達幾萬次，因此，可以把鈦酸鋰電池、電動汽車、 太陽能、風(fēng)能和現(xiàn)有電網(wǎng)集成優(yōu)化。 ”楊裕生院士認(rèn)為可以 把鈦酸鋰電池最初 20

10、的壽命應(yīng)用在電動汽車上， 電動汽車 一直用較新的電池，可有較長的行駛里程；同時，利用快速 充電的性能，可以給電動汽車快速充電。然后，把鈦酸鋰電 池后期 80的壽命應(yīng)用于充電站的電能儲存， 晚上利用廉價 電力給充電站的電池充電，白天利用充電站的鈦酸鋰電池給 電動汽車的鈦酸鋰電池充電，這樣一來就避免了直接充電對 電網(wǎng)可能造成的大功率沖擊。電動汽車充電用夜間的“谷電” ，是多方得利之舉：用 戶省錢；節(jié)油減排，國家得益；電網(wǎng)峰谷差得以平抑。每 100 萬輛純電動轎車充電即可消耗 200 萬千瓦的“谷電” （一 輛車按 2 千瓦充電 7 小時，可行駛 100 多公里 ），相當(dāng)于兩個 半“十三陵抽水蓄能電站”的調(diào)峰能力，電網(wǎng)公司可以省下 近 92.5 億元的調(diào)峰電站建設(shè)費用， 解決充電器的費用綽綽有 余（2 千瓦充電設(shè)備按 2000 元算， 100 萬輛車只需