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院士解读:长里程纯电动不节能减排,插电式混动假节能减排

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院士解读:长里程纯电动不节能减排,插电式混动假节能减排

当前电动汽车以及动力电池产业的发展,还有16个月补贴就要取消,现在市场化的进程已经开始,实际上电动车站在新的起点上。

编辑 | 华夏能网

8月30日到9月1日,“2019中国汽车产业发展(泰达)国际论坛”在天津滨海新区举行。本次论坛以“全面深化改革开放,发展壮大新动能”为主题,围绕未来政策动向、汽车新四化、深化改革和加强国内外品牌合作、自动驾驶和人工智能等前沿趋势、燃料电池重点难点问题等展开了交流探讨。

会上,87岁的中国工程院院士杨裕生针对我国电动汽车行业发展面临的问题作出了详细解读,华夏能网(微信号hxny100)特别整理了杨裕生院士的精彩演讲,供大家参考:

中国工程院院士杨裕生

当前电动汽车以及动力电池产业的发展,还有16个月补贴就要取消,现在市场化的进程已经开始,实际上电动车站在新的起点上。

在这种情况下,我们要发展什么样的电动汽车?发展什么样的动力电池?我想讲四个问题。第一,节能减排是电动汽车的宗旨。第二既安全又节能的车才有前途。第三是安全节能的车需要用什么电池?第四是充分利用积分促进节能减排。

1、节能减排是电动汽车的宗旨

第一个问题,节能减排要从电动汽车的全周期衡量,而不是指哪一段,譬如说在路上行驶这一段,纯电动车就用电,燃料电动车是用氢,不是讲这个。要讲电从哪里来,氢从哪里来,它的节能减排效果怎么样,所以要全周期来考虑。

全周期考虑之后,就产生了下面的一些看法。第一个是长里程纯电动车不节能减排,插电式混合动力车假节能减排,燃料电池电动车难节能减排,微小型纯电动车是真节能减排,增程式电动汽车很节能减排。

为什么说长里程纯电动车不节能减排?这是因为纯电动车的电能主要来自燃煤,虽然节油,但耗电高,这样的长里程乘用车是不能减少排放的。

即使将来电网的电能主要来自太阳能等清洁能源,高能电池也过关了,长里程纯电动车也未必可取。第一,多装电池比能量又要高,爆炸危险性大;第二多装电池,电池生产和废电池处置耗电多;第三多装电池,负重行车,浪费能量;第四电池用量大,车子价格高,竞争力就低;第五电池寿命短于整车,换新电池要用户另出钱,现在的电池一般保五年,长的保八年,而一辆车要开十几二十年,所以一个车就要配两套到三套电池。

再有就是充电桩要密,既费钱又占地,且难符合要求,所以长里程电动车第一是背离了发展电动车节能减排的宗旨,第二是用户多花钱,补贴取消之后竞争力差,所以它不节能减排。

第二是插电式混合动力车为什么假节能减排?它有燃油和电动两套系统,这样的车子就重了,耗电就多。第二点是它50公里之外用传统的内燃机,现在传统汽车的功率就有很大的冗余量,是大马拉小车,所以是不节能减排的。

第三个是标榜“油耗很低”,实际是油耗计算方法有问题造成的假象。譬如说一个插电式混合动力车,百公里油耗只有1.5升,实际上1.5升怎么来的?它是装能行驶七八十公里的电池,剩下二三十公里用油,把二三十公里用的油算到一百公里里面,这么油耗当然降下来了,所以这是一种假的计算方法。

第四不少用户不充电,把这个车子当燃油车用,费油排放有增无减,还有一些人拿到补贴后把电池卖掉,牌照又不花钱,尤其在上海,一个牌照八九万,所以买这个车是非常合算的。所以插电式混合电动车它是个“虚胖”,不是真正的结实,是肥肉。

第三个是关于燃料电池电动车为什么难节能减排?燃料电池是用氢做能源,而氢是没有矿藏的,当然也可以说水是矿藏,但氢和水不是一回事,这样解决的问题就很多。第一条就是要高能效、低排放制氢。第二个是氢的安全运输、分布、储存都有技术问题。第三个问题是燃料电池的寿命不够长,在实验时可以做到一万两万小时,到路上不行的。因为价格高、制作高,造成了燃料电池耗能远远比内燃机耗能高得多。

第二个问题是进口电池和进口部件来装车,对于我国的技术发展有什么好处?第三个问题是多大规模演示?在什么地方演示?如何实现市场化?燃料电池只是增程式的一种,也就是电电混合,实际上它的发电机给电池充电,因此它今后就要和其他的发电技术来竞争,它要竞争不过,就上不了市场,所以它很难节能减排。

第四是微小型车为什么说真节能减排?它的电能虽然全部来自电网,但是微小型纯电动车电池少,安全性高,适应城市、乡镇交通的普遍需求,价格便宜,容易推广。微小型纯电动车以200V电压充电8小时就能行使100公里,耗电少,真正减排,它的排放相当于3升油。

第五是增程式电动车为什么很节能减排?

第一代增程式车就是宝马I3,它的发动机是0.7升的排量,电池用完之后增程机开始发电,这只是供电的关系,而没有很好优化组合。而第二代的增程式,是优化了电力系统,第一个是发动机排量大概减小一半,但是它的节油率高了。第二是发动机能效优化,因为可以在很窄的转速下调节发电,不像普通的发动机要有一个很宽的动态范围。第三个是电池少了,成本低,第四是车子减轻了,更加节能。第三代增程式电动车技术,发电不经过电池,是发电机发的电直接到电动机,这样就减少了大概10%左右电池充电放电的能量损失,可以提高节油率。另外这个电池的寿命也长了,因为大电流不经过它,所以它集安全、节能减排、方便,长里程,省钱大全。

所以我把它归纳有7个优点,电池少;补贴取消的影响小,容易推销;比燃油车节油50%以上,更加省钱;可以不充电,免建充电桩;可以远行;如果有充电条件,城市里面百公里节油率可以达到80%;现在的燃油车生产和加油设施全部可以继承,所以传统汽车企业就可以减少很多浪费,它没有纯电动车的里程安全、充电、价格、电池等等的问题。

2、安全、节能的车才有前途

第二个问题是既安全又节能的车才有前途。我把车子的要求列出七项指标,安全性高,节能减排,使用方便,价格低廉,能源费少,维修方便,使用期长。我用7个指标给这5种车子进行打分,打出来的总分,长里程纯电动车12分,插电式14分,燃料电池车11分,微型纯电动车27分,增程式33分。

7个指标是等权相加,实际安全性应该加权,节能减排是宗旨,应该加权,如果这两项全增加了,那么总分差距更大。

纯电动车的电池多,车重,耗电多,未必是最终目标。如果大家都认清发展电动车是为了节能减排,政策就要改变,改变了之后,纯电动车就不应该是最终目标。

我过去也认为纯电动车好,从八九年之前我开始慢慢认识到,纯电动车的问题比较多。所以最近八九年,我一直讲,不能搞长距离的纯电动车,要衡量全过程的节能减排,把发动机和电池配合,这是效果最佳。

未来的增程式发动机可以不烧油,不增加二氧化碳的排放,我实际有这么一个设想,汽车全部由太阳能提供能量,风力发电、光伏发电,给蓄电站充电,给电池充电。所以增程式不是向纯电动汽车的过渡,而是未来汽车的主力。

3、安全节能的车需要什么电池?

第三个问题是安全节能的车需要什么电池?高镍三元等电池不应该是重点,只要把补贴取消了,或者补贴不和里程挂钩,不和现在电池的比能量挂钩,把这个政策改变,高镍三元不必冒险去做,另外全固态电池又较远。

磷酸铁锂电池应是主力,提高寿命,降低成本,现在有的地方(磷酸铁锂电池成本)已经从一块降到八毛。第二是回收刹车能量,这是汽车节能减排非常重要的内容,回收刹车能量需要用5C-35C的快充电池,所谓5C就是五分之一小时把这个电充满。石墨电极可以快放,但是难以快充,所谓的锂离子电池都是用石墨做负极,钛酸锂电池可以快充,但是它的价格高,比能量很低,所以要发展高安全性、廉价快充的电容电池,这个电池我们提出来,正极用磷酸铁锂加多孔碳,负极用硬碳代替石墨,硬碳不容易长枝晶,调节材料的比例和电极的厚度,就可以调充放电倍率。这种电池做好后,它的比能量比碳酸锂高一倍,价格是碳酸锂的三分之一到四分之一。

4、充分利用积分促进节能减排

最后一个问题是讲充分利用积分促进节能减排,现在的正积分决定于纯电动里程,不利于节能减排,另外还有一个问题是正积分过剩。工信部正在征求对双积分《并行管理办法》修改稿的意见,初步意见里面有一条就是纯电动车的积分等于基准分值乘上电耗调整系数,这就弱化了里程因素,我很赞成。

但是,我还有点建议,第一个建议是现在的基准积分等于0.006乘R加0.4,这个R是纯电动里程,建议改为0.004乘R,进一步弱化里程的因素,推动节能减排,另外分数降低一点,政府积分的平衡更有力。

第二个建议是插电式电动车现在的积分是2分,在征求意见稿当中改成1.6分,打了个八折,比稿子当中150公里的纯电动车的1.3分还要高,这是很不合理的。现在发改委已经在《汽车产业投资管理规定》当中把插电式列为燃油车,所以取消它的积分也不为过,但是为了照顾现在的现状和习惯,尤其有些企业公司跑到部里面公关,我说可以照顾给他1分。

第三个建议,要建议给增程式电动车1分,和现在的建议150公里的纯电动车相持平,推动节能减排。

最后结束语,第一,政府的政策要改革,电动汽车和动力电池必须安全第一,而不是里程第一、比能量第一,必须改变这个观念,改变这个政策。再有就是不该要求极速提高比能量增加危险性。现在电池的指标是一年提高一个指标,这个电池是没有经过考验就上车,非常危险。

第二点,企业经营要改向:在市场化下,必须减少电池用量,提高安全性、节能减排、降低车价。而不是追求长里程纯电动、多装电池、浪费能源、增加排放、加大废电池的处置量。

第三,提高安全性、坚持节能减排宗旨,具体做法有四条。一是积分与节能减排挂钩,进一步与纯电动车里程脱钩。二是纯电动车微小型化,鼓励发展低速车,电池随市场来定,三是发展增程式技术,用各种电动车,第四是发展快充电廉价的磷酸铁锂电池或者是电池电容。

本文为转载内容,授权事宜请联系原著作权人。

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院士解读:长里程纯电动不节能减排,插电式混动假节能减排

当前电动汽车以及动力电池产业的发展,还有16个月补贴就要取消,现在市场化的进程已经开始,实际上电动车站在新的起点上。

编辑 | 华夏能网

8月30日到9月1日,“2019中国汽车产业发展(泰达)国际论坛”在天津滨海新区举行。本次论坛以“全面深化改革开放,发展壮大新动能”为主题,围绕未来政策动向、汽车新四化、深化改革和加强国内外品牌合作、自动驾驶和人工智能等前沿趋势、燃料电池重点难点问题等展开了交流探讨。

会上,87岁的中国工程院院士杨裕生针对我国电动汽车行业发展面临的问题作出了详细解读,华夏能网(微信号hxny100)特别整理了杨裕生院士的精彩演讲,供大家参考:

中国工程院院士杨裕生

当前电动汽车以及动力电池产业的发展,还有16个月补贴就要取消,现在市场化的进程已经开始,实际上电动车站在新的起点上。

在这种情况下,我们要发展什么样的电动汽车?发展什么样的动力电池?我想讲四个问题。第一,节能减排是电动汽车的宗旨。第二既安全又节能的车才有前途。第三是安全节能的车需要用什么电池?第四是充分利用积分促进节能减排。

1、节能减排是电动汽车的宗旨

第一个问题,节能减排要从电动汽车的全周期衡量,而不是指哪一段,譬如说在路上行驶这一段,纯电动车就用电,燃料电动车是用氢,不是讲这个。要讲电从哪里来,氢从哪里来,它的节能减排效果怎么样,所以要全周期来考虑。

全周期考虑之后,就产生了下面的一些看法。第一个是长里程纯电动车不节能减排,插电式混合动力车假节能减排,燃料电池电动车难节能减排,微小型纯电动车是真节能减排,增程式电动汽车很节能减排。

为什么说长里程纯电动车不节能减排?这是因为纯电动车的电能主要来自燃煤,虽然节油,但耗电高,这样的长里程乘用车是不能减少排放的。

即使将来电网的电能主要来自太阳能等清洁能源,高能电池也过关了,长里程纯电动车也未必可取。第一,多装电池比能量又要高,爆炸危险性大;第二多装电池,电池生产和废电池处置耗电多;第三多装电池,负重行车,浪费能量;第四电池用量大,车子价格高,竞争力就低;第五电池寿命短于整车,换新电池要用户另出钱,现在的电池一般保五年,长的保八年,而一辆车要开十几二十年,所以一个车就要配两套到三套电池。

再有就是充电桩要密,既费钱又占地,且难符合要求,所以长里程电动车第一是背离了发展电动车节能减排的宗旨,第二是用户多花钱,补贴取消之后竞争力差,所以它不节能减排。

第二是插电式混合动力车为什么假节能减排?它有燃油和电动两套系统,这样的车子就重了,耗电就多。第二点是它50公里之外用传统的内燃机,现在传统汽车的功率就有很大的冗余量,是大马拉小车,所以是不节能减排的。

第三个是标榜“油耗很低”,实际是油耗计算方法有问题造成的假象。譬如说一个插电式混合动力车,百公里油耗只有1.5升,实际上1.5升怎么来的?它是装能行驶七八十公里的电池,剩下二三十公里用油,把二三十公里用的油算到一百公里里面,这么油耗当然降下来了,所以这是一种假的计算方法。

第四不少用户不充电,把这个车子当燃油车用,费油排放有增无减,还有一些人拿到补贴后把电池卖掉,牌照又不花钱,尤其在上海,一个牌照八九万,所以买这个车是非常合算的。所以插电式混合电动车它是个“虚胖”,不是真正的结实,是肥肉。

第三个是关于燃料电池电动车为什么难节能减排?燃料电池是用氢做能源,而氢是没有矿藏的,当然也可以说水是矿藏,但氢和水不是一回事,这样解决的问题就很多。第一条就是要高能效、低排放制氢。第二个是氢的安全运输、分布、储存都有技术问题。第三个问题是燃料电池的寿命不够长,在实验时可以做到一万两万小时,到路上不行的。因为价格高、制作高,造成了燃料电池耗能远远比内燃机耗能高得多。

第二个问题是进口电池和进口部件来装车,对于我国的技术发展有什么好处?第三个问题是多大规模演示?在什么地方演示?如何实现市场化?燃料电池只是增程式的一种,也就是电电混合,实际上它的发电机给电池充电,因此它今后就要和其他的发电技术来竞争,它要竞争不过,就上不了市场,所以它很难节能减排。

第四是微小型车为什么说真节能减排?它的电能虽然全部来自电网,但是微小型纯电动车电池少,安全性高,适应城市、乡镇交通的普遍需求,价格便宜,容易推广。微小型纯电动车以200V电压充电8小时就能行使100公里,耗电少,真正减排,它的排放相当于3升油。

第五是增程式电动车为什么很节能减排?

第一代增程式车就是宝马I3,它的发动机是0.7升的排量,电池用完之后增程机开始发电,这只是供电的关系,而没有很好优化组合。而第二代的增程式,是优化了电力系统,第一个是发动机排量大概减小一半,但是它的节油率高了。第二是发动机能效优化,因为可以在很窄的转速下调节发电,不像普通的发动机要有一个很宽的动态范围。第三个是电池少了,成本低,第四是车子减轻了,更加节能。第三代增程式电动车技术,发电不经过电池,是发电机发的电直接到电动机,这样就减少了大概10%左右电池充电放电的能量损失,可以提高节油率。另外这个电池的寿命也长了,因为大电流不经过它,所以它集安全、节能减排、方便,长里程,省钱大全。

所以我把它归纳有7个优点,电池少;补贴取消的影响小,容易推销;比燃油车节油50%以上,更加省钱;可以不充电,免建充电桩;可以远行;如果有充电条件,城市里面百公里节油率可以达到80%;现在的燃油车生产和加油设施全部可以继承,所以传统汽车企业就可以减少很多浪费,它没有纯电动车的里程安全、充电、价格、电池等等的问题。

2、安全、节能的车才有前途

第二个问题是既安全又节能的车才有前途。我把车子的要求列出七项指标,安全性高,节能减排,使用方便,价格低廉,能源费少,维修方便,使用期长。我用7个指标给这5种车子进行打分,打出来的总分,长里程纯电动车12分,插电式14分,燃料电池车11分,微型纯电动车27分,增程式33分。

7个指标是等权相加,实际安全性应该加权,节能减排是宗旨,应该加权,如果这两项全增加了,那么总分差距更大。

纯电动车的电池多,车重,耗电多,未必是最终目标。如果大家都认清发展电动车是为了节能减排,政策就要改变,改变了之后,纯电动车就不应该是最终目标。

我过去也认为纯电动车好,从八九年之前我开始慢慢认识到,纯电动车的问题比较多。所以最近八九年,我一直讲,不能搞长距离的纯电动车,要衡量全过程的节能减排,把发动机和电池配合,这是效果最佳。

未来的增程式发动机可以不烧油,不增加二氧化碳的排放,我实际有这么一个设想,汽车全部由太阳能提供能量,风力发电、光伏发电,给蓄电站充电,给电池充电。所以增程式不是向纯电动汽车的过渡,而是未来汽车的主力。

3、安全节能的车需要什么电池?

第三个问题是安全节能的车需要什么电池?高镍三元等电池不应该是重点,只要把补贴取消了,或者补贴不和里程挂钩,不和现在电池的比能量挂钩,把这个政策改变,高镍三元不必冒险去做,另外全固态电池又较远。

磷酸铁锂电池应是主力,提高寿命,降低成本,现在有的地方(磷酸铁锂电池成本)已经从一块降到八毛。第二是回收刹车能量,这是汽车节能减排非常重要的内容,回收刹车能量需要用5C-35C的快充电池,所谓5C就是五分之一小时把这个电充满。石墨电极可以快放,但是难以快充,所谓的锂离子电池都是用石墨做负极,钛酸锂电池可以快充,但是它的价格高,比能量很低,所以要发展高安全性、廉价快充的电容电池,这个电池我们提出来,正极用磷酸铁锂加多孔碳,负极用硬碳代替石墨,硬碳不容易长枝晶,调节材料的比例和电极的厚度,就可以调充放电倍率。这种电池做好后,它的比能量比碳酸锂高一倍,价格是碳酸锂的三分之一到四分之一。

4、充分利用积分促进节能减排

最后一个问题是讲充分利用积分促进节能减排,现在的正积分决定于纯电动里程,不利于节能减排,另外还有一个问题是正积分过剩。工信部正在征求对双积分《并行管理办法》修改稿的意见,初步意见里面有一条就是纯电动车的积分等于基准分值乘上电耗调整系数,这就弱化了里程因素,我很赞成。

但是,我还有点建议,第一个建议是现在的基准积分等于0.006乘R加0.4,这个R是纯电动里程,建议改为0.004乘R,进一步弱化里程的因素,推动节能减排,另外分数降低一点,政府积分的平衡更有力。

第二个建议是插电式电动车现在的积分是2分,在征求意见稿当中改成1.6分,打了个八折,比稿子当中150公里的纯电动车的1.3分还要高,这是很不合理的。现在发改委已经在《汽车产业投资管理规定》当中把插电式列为燃油车,所以取消它的积分也不为过,但是为了照顾现在的现状和习惯,尤其有些企业公司跑到部里面公关,我说可以照顾给他1分。

第三个建议,要建议给增程式电动车1分,和现在的建议150公里的纯电动车相持平,推动节能减排。

最后结束语,第一,政府的政策要改革,电动汽车和动力电池必须安全第一,而不是里程第一、比能量第一,必须改变这个观念,改变这个政策。再有就是不该要求极速提高比能量增加危险性。现在电池的指标是一年提高一个指标,这个电池是没有经过考验就上车,非常危险。

第二点,企业经营要改向:在市场化下,必须减少电池用量,提高安全性、节能减排、降低车价。而不是追求长里程纯电动、多装电池、浪费能源、增加排放、加大废电池的处置量。

第三,提高安全性、坚持节能减排宗旨,具体做法有四条。一是积分与节能减排挂钩,进一步与纯电动车里程脱钩。二是纯电动车微小型化,鼓励发展低速车,电池随市场来定,三是发展增程式技术,用各种电动车,第四是发展快充电廉价的磷酸铁锂电池或者是电池电容。

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