1、杨裕生 防化研究院,我国 电动技术产业与动力电池 的发展路线,2010,11,一、发展电动车必要、可行 二、何种电动车优先发展？ 三、电动汽车的能源模式 四、当前发展电动车观念要更新 五、思考和建议的几个问题 结束语,发言内容,一、发展电动车必要、可行,减轻城市空气污染,大城市空气污染的 50%来自汽车,石油与“国家能源安全”,减少二氧化碳排放，缓解温室效应1亿吨油产生CO2约3亿吨,原油对外依存度达到 50%,汽车增多，石油更紧,我国人民生活水平快速上升 我国汽车年销售超1000万辆 汽车经济增长点，官员的政绩 汽车应对国际金融危机要振兴的 产业之一,发展电动车，刻不容缓,一、发展电动车必要
2、、可行,比能量、寿命、价格等因素形成的综合 性能不断提高。,作正极的锂离子电池安全性好,LiMn2O4 LiFePO4,电源管理和控制系统改进安全性和循环寿命提高,电极材料纳米化，比功率提高,隔膜开始国产化，价格降低,电池生产向半自动化、自动化前进可靠性、一致性提高,动力型蓄电池进步快,一、发展电动车必要、可行,北京、杭州等市开行纯电动公交车,2008年北京奥运会和残奥会,我国自主研发的595辆多种新能源车辆 在会上成功运行 总里程超过200万公里,北理工、京华、中通的55辆纯电动大客车 用正极锰酸锂(盟固利)、磷酸铁锂(威力克)锂离子电池,上海开行纯电动(电-电)公交车，规模较大,天津清源纯
3、电动轿车出口美国2000多辆,比亚迪、长城、万向等纯电动车待机而发,（戴姆勒、宝马纯电动车小批生产,Th!nk从欧洲扩销美国,三菱、日产、富士重工等，将广泛推销微型纯电动轿车）,一、发展电动车必要、可行,锂离子电池技术还要进步 价格还将降低,锂离子电池 已不是电动车发展的瓶颈,铅酸电池技 术有新进展,超级电容器 已批量生产,锂离子电池凸显纯电动车的优势,动力锂离子电池厂如雨后春笋,一、发展电动车必要、可行,以电动车的生产、运行为主体 以动力电池生产为核心的高技术产业群,“电动技术产业”正在兴起,电动车,电动机,电控系统,动力电池,正极材料,电源管理,供电体系,电池回收,充电服务,电动技术产业,
4、能量回收,充电设施,负极材料,电解液,资源再生,电池复用,膜,年产500万辆电动车（占一半），年产值万亿元！ 维持几千万辆电动车运行，年产值千亿元！,一、发展电动车必要、可行,汽车的特点：量大，用油多，排放集中公交车、出租车行驶距离长自家车行驶距离短城市里启停频繁，中速行驶,二、何种电动车优先发展？,电动汽车必须真能节油、减排买得起用得好,温总理11月3日说：,新能源汽车已成为全球汽车工业发展方向。世界主要国家为保障能源安全，都在加快新能源汽车研发和市场开拓的步伐。 中国经过近10年的自主研发和示范运行，在这个领域与世界先进水平的差距大大缩小。 当前紧迫的任务是，通过技术经济、市场需求和经济效
5、益三个方面的充分论证，尽快确定技术路线和市场推进措施，推动新能源汽车工业的跨越发展。见2009,11,24,日本有强大的燃油车工业舍不得扔,混合动力公交车也比同型普通公交车贵很多,二、何种电动车优先发展？,1、油-电混合动力车全用油，省油不多，价格不低,二、何种电动车优先发展？,2、外充电式混合动力车 电-油混合电动车（美国：plug-in）,电-油两动力系统，复杂，价贵,60公里内不用油,用内燃机时，油耗仍很高,美国“氢经济”论 造成错觉和误导,价格昂贵 市场太小,寿命 不够长,3、燃料电池电动车,铂的资源 不够用,氢的储运 有难题,电-氢-电转 换效率低,5月初美政府宣布，停止支持 FC-
6、电动车 PEMFC车10-15年难以产业化,系统复杂 维护困难,二、何种电动车优先发展？,“黄金宝剑”贵重而鲜亮 中看不而中用,我国也走了（还在走）弯路,全球燃料电池车示范 中国规模大,到2008年全球投入商业化示范运行的FCV超过800辆,欧盟 CUITE 10座城市示范 氢能经济路线图 HYCHAIN-MINITRANS计划在四个欧盟地区开展158辆氢燃料的微型车的示范,加拿大 氢能高速公路计划:温哥华和维斯勒之间建设由加氢站连接的高速公路 VFCVP计划:4辆燃料电池大客车在温哥华示范运营 PEI（爱德华王子岛）氢燃料计划,美国 PNGV和FreedumCAR计划 氢能经济路线图 CaF
7、CP加州高速公路计划 车行道计划:2007年通用汽车100辆“雪佛莱Equinox”燃料电池车示范,日本 JHFC计划:11辆氢燃料电池汽车示范运行东京50辆燃料电池车队运营 FCHV-BUS 在日本爱知世博会上和从爱知县到日本国际机场线路上示范运行,新加坡 引进六辆奔驰燃料电池汽车示范,中国 在北京市、上海市进行燃料电池汽车示范运营活动 2008北京奥运燃料电池汽车示范 2010上海世博会170辆,如能驶80公里，可满足 我国城市大多数用户要求,4、纯电动车,二、何种电动车优先发展？,用低谷电 不用油,微型车 8度电行驶百公里,理由一 不用油，适合我国缺油的国情,使用、维修方便、节材节能,理
8、由二 结构简单 无油路、水路、气路,二、何种电动车优先发展？,优先发展纯电动车,小型车13度电行驶百公里,5、增程式电动车,行驶前先充电 车上发电机按需充电 “双充式”； 长途仍用油 但可省一半油 纯电动车的过渡车种,GM VOLT,二、何种电动车优先发展？,纯电动车可替代多少油？,每辆轿车充电7小时(23时6时)得14度电能（可行驶一百多公里），可顶替10升汽油,1000万辆轿车用电 每天替下10万吨汽油！一年3600万吨！,100万辆公交车用电 每天替下10万吨汽油！一年3600万吨！,出租车：40升油/天，100万辆 4万吨/天 一年1500万吨！年增16%，5年翻一番；,数量极大的电力
9、助动车、电动摩托车，城市其它用车的电动化，更是锦上添花,未来，每年电替代油上亿吨,二、何种电动车优先发展？,国外电动车与电池 发展路线,日本经产省创新能源技术计划 电动车与电池技术；2009.6,由HEV转向PHEV，再发展EV,“先进车辆电气化”的特点-2009,8,1、纯电动车最多续航里程为100英里的尼桑电动车5000辆续航里程为100英里的先进电池电动卡车400辆 (车重12100磅)100辆电动运输车，包括“Ampere型”(福特运输型概念车), “Faraday型”(福特F150电动车), 厢式货车,以及“Newton”中型卡车.,2、增程式电动车(EREVs)受重视制造数百辆雪弗
10、兰Volt增程式电动车,美国“下一代”电池和电动车计划,3、“插入式”混合动力车品种多220辆先进的乘用车和小货车由378辆卡车和穿梭巴士组成的车队（车重850119500磅）150辆“插入式”混合动力车，包括130辆福特Escape混合动力车和20辆福特E450厢式货车125辆Volt “插入式”混合动力车提供给电子器件公司，500辆“插入式” Volt混合动力车提供给消费者,（续）“先进车辆电气化”的特点,4、没有燃料电池电动车和油电混合电动车,德国国家电动汽车计划,法国雷诺公司动力技术路线图,我国应该“一步走”新能源汽车工业的跨越发展,“先发展混合动力车？”,不能迁就大汽车企业舍不得现有
11、设备,混合动力车耗油大，省油不多油-电动力组合，复杂，我国无优势费工费料，价格昂贵日本要转，美国做Plug-In也非重点,我国路线：“一步走”与“两步走”,“发展纯电动车？”,铅酸电池折旧： 1.6元/kWh 次电费： 0.5元/kWh（转换效率低） 微型轿车行驶13公里0.16元/公里,微型轿车燃油： 0.3元/公里,山东、江苏： 3座、4座微型车，3万元,以铅酸电池为能源 适合中国国情和消费理念，发展普及车,铅酸电池：800元/kWh，寿命500次,1、市内电动轿车的能源模式,三、电动车的能源模式,1、市内电动轿车的能源模式,以锂离子电池为能源 既可按美、欧坐车理念，发展较高档车 更要按中
12、国国情和新理念，发展普及车,2006威力克轿车，330kg电池，续驶210kM 2008比亚迪轿车，300kg电池，续驶200kM,锂离子电池：3000元/kWh，寿命1000次,电池折旧： 3.0元/kWh 次电费： 0.3元/kWh 小轿车行驶8公里0.4元/公里,轿车燃油： 0.6元/公里,三、电动车的能源模式,2、电动公交车的能源模式,2-1 以锂离子电池为能源（北京奥运）,锂离子电池目标：2000元/kWh，寿命2000次,电池单价：3000元/kWh；总价：60万元,电池循环寿命如达不到1000次,难以维持！,循环寿命1000次，可驶20万公里，每公里电池成本3.0元,公交车电池2
13、吨，蓄200kWh，续驶200公里,内燃机公交车油费： 2.5元/公里,循环寿命是指电池组,不是单节电池,三、电动车的能源模式,2、电动公交车的能源模式,2-2 以锂离子电池+电容器为电源（瑞华）,电动车电费：0.7元/km,电源使用寿命目标50万km,电池 2.5吨，电容器0.5吨 蓄250kWh，续驶200公里,燃油车油费：2.5元/km,50万km 1.8元/km =90万，不足以补车价,整车190万元, 高于燃油车110万！,节费1.8元/km,三、电动车的能源模式,最高时速： 80Km/h 最大爬坡度：20% 加速时间： 030Km/h：9.69S 充电时间： 3小时 续驶里程： 1
14、80 km 环境温度： -4065,锂离子电池-电容纯电动公交车 上海雷博新能源汽车技术有限公司 电力公司与瑞华（集团）合资,共已生产100余辆 行驶里程累计达300多万公里 载客人数达400多万人次,上海市政府班车,正测评使用寿命,目标50万km 最早的车已运行近4年,上海公交825路,3-1 以铅酸电池+电容器为能源（科凌）,城市公交平均速度极少超过50km/h11m客车的功率仅需 30kw 左右,如果配一个有动态控制功能的30-40kw发电机组，补给电能，城市电动公交车就能连续运行,可降低电池的用量 延长电池寿命 用定型的发电机组-可降低一次性投资 节油，约50%,3、“双充式”电动公交
15、车,三、电动车的能源模式,同规格燃油公交车，在上述工况下平均百公里油耗则是：50L，45L，40L左右 双充式车维护费用也可以大幅度降低,3、“双充式”电动公交车,制造成本仅80万元人民币； 5万元铅酸电池，配10万元超级电容器 使用寿命可达5年以上 百公里油耗：平均时速15km/h 时，不足10L；平均时速30km/h 时，不足15L；平均时速50km/h 时，不足19L。（北京科凌公司杜炬提供）,三、电动车的能源模式,发挥辅助电源的作用,提高电源系统比功率，满足加速爬坡需要 吸纳制动再生的能量；延长主电池的寿命,双充式电动中巴车,铅酸电池 双充式电动客车,北京 科凌公司 专利技术,3-2
16、以锂离子电池为能源（赛恩斯）,12m的客车，燃油车的耗油量为48升/100公里,配一个1.9升排量的发动机，连一个发电机组，补给电能，城市电动公交车就能连续运行,电池的容量：100Ah512V 长途耗油量：20-22升/100公里 节油，大于50%,3、“双充式”电动公交车,三、电动车的能源模式,四、当前发展电动车 观念要更新,观念一、“以燃油车的指标 要求纯电动车”,续驶里程 加速时间 最高速度,数落纯电动车的不足 不想(慢)改变现有秩序 实际起了卡、压作用,“与国际接轨！” ？,此观念代表燃油车公司的利益,要创造宽松环境： 力促纯电动车渐进而迅速发展,观念二、“纯电动车要做 就做中档以上的
17、”,迎合中产以上阶层的坐车观念 车的档次代表身份,受前些年对待小排量车的影响,将追求高利润放在第一位,观念更新从中国国情出发,要提倡坐车新理念，以节能为荣,大力发展普及车，满足广大用户需求 遮风挡雨的代步工具,微型、小型纯电动车优先发展,理由一 轻、小，耗电少，充电易解决行百公里微型车耗电6-8度电，小型车10-13度,使用、维修方便、节材节能,理由二 结构简单 无油路、水路、气路,理由三 电池少，价格低廉，容易推销,理由四 电池厂风险较小自我发展,2008 比亚迪轿车，300kg电池，续驶200kM,苏、鲁3、4座微型车，铅酸电池，3万元 开始配用锂离子电池，估计5-6万元,也可生产较高档车
18、 出口兼内销，例如,不要采取对待小排量车、电动自行车的态度 而要引导 鼓励 帮助,观念三、“铅酸电池太古老 不能列入863”,1、切实解决其缺点： 比能量低，比功率不高 深放电时循环寿命较短 铅有污染，主要在冶炼,燃料电池170岁！1839年英国格罗夫 863计划却大力支持了！,2、发扬其突出优点，发展新技术,1859年法国普兰特 发明铅酸电池 150岁,应该认真懂得铅酸电池，不存偏见,铅酸蓄电池优点：,成熟、廉价、安全、寿命延长,*（日）Shin-Kobe Technical Report No.15 (2005-3),有新技术，没有过时：全密封式 管式 水平式新组份铅合金电极,循环寿命达4
19、500次， 70%DOD *,炭复合电极超级电池,大型纯电动车可用铅酸电池 电动自行车上 优势大,五、思考和建议的 几个问题,思考1、大力推动纯电动车发展,将纯电动车新厂的生产审批权下放给省、自治区、直辖市,给各汽车厂下达纯电动车产量比例 并逐年增加此比例,省、区、市批的纯电动车达到规定要求者 由中央与省、区、市共同给予优惠,停止补助汽车以旧换新,政府用车 机构用车 ：,思考2、集团用车，电动化很有利,电池可集中管理、充电,发展快，节油、减排潜力大,出租车：100万辆，年增16%；40升油/天,四、 “电动技术产业”的路径,政府带头使用，正确引导,优惠政策要真起推动作用,思考3、做大、做强几家
20、动力电池厂,我国5-10年内可新建5-10个年产50亿Ah的电池厂 投资十几亿/厂，配50万辆轿车或100万辆微型车,动力电池生产须提高自动化程度 以提高电池一致性、安全性,美国8月宣布 投 $15亿 发展电池 我国政府该怎样办？切不要拉大距离,要大力支持电池生产设备国产化,动力电池是根本的关键,车主买车不买电池，租/换用电池 公司夜间充电（调峰），用价廉电 合理租赁制度和租金标准,用户、地库夜间充电住区与电力部门协助,组成租/换电池的运营公司,停车场、路边充电电力部门提供服务,思考4、切实解决充电问题,用户省钱 节油减排-国家得益 电网峰/谷差得平抑,一举多得,充电用 “谷电”,思考5、国家政策十分重要,要普及电费的分时计价并拉开峰/谷电价的差距,发展多种方便用户的充电服务-电力部门为主,给动力电池企业减税，但保质期内要包换、包赔,不断深化燃油的税、费改革，大力“限用油”,3、锂离子电池-超级电容器-铅酸电池配合要提高质量（一致性和寿命），降低成本,1、节能（油）减排是国家长久利益所在要改变坐车的观念，以节能减排为荣,2、纯电动车最节能减排，汽车跨越式发展要抓住机遇，大力投入，培育市场,4、 “电动技术产业”长远发展，要有新电池要有自主知识产权，安全与高比能量的统一政府支持，企业投入，科技人员创新,结束语,谢谢！,
