主持人:劉總的報(bào)告我聽了以后也很興奮,關(guān)于我們高速鐵路這件事情,在全世界已經(jīng)引起了很大反響,不僅在美國和日本,在德國,在一些其它發(fā)達(dá)國家達(dá)到了很大的反響,也就中國在新的能源領(lǐng)域,新科技方面,在某種程度上是很有機(jī)會(huì)趕超我們現(xiàn)在講的這個(gè)新的能源領(lǐng)域。這里面我覺得有一個(gè)很重要的理念,國家支持對這一種企業(yè)家認(rèn)為可能沒有看到它的利潤所在,或者是經(jīng)營資本上,巨大問題上國家支持,但是國家可能要有某種行業(yè)政策,這是第一點(diǎn),我談的第二點(diǎn),我覺得這個(gè)是很重要,任何國家,包括看我們的鄰國,日本、韓國都是在這方面有支持,但是我覺得很重要一點(diǎn),國家在支持過程中,我已經(jīng)聽到了,湖南是4500萬的資金,我覺得在支持過程中,應(yīng)該在支持力度上和范圍上更加廣闊一點(diǎn),不僅僅要支持央企,可能民營企業(yè)也要有所支持,這樣的話對于我們整個(gè)國家發(fā)展可能就會(huì)比較好一點(diǎn)的力度。我們剛才是政府、企業(yè)都有自己的見解,我們下面一個(gè)發(fā)言者是李革臣,是教授、博導(dǎo)。賽恩斯能源科技有限公司總經(jīng)理,大家歡迎!
李革臣(賽恩斯能源科技有限公司總經(jīng)理)
李革臣:好,謝謝大家。按照咱們楊院長的要求,只講主要觀點(diǎn),這個(gè)PPT是可以拷給大家的,只講主要觀點(diǎn)。
主要講兩個(gè)核心問題,第一個(gè)問題,中國公交到底該發(fā)展什么樣的汽車?第二個(gè)觀點(diǎn),這種汽車到底需要什么樣的電池?
增程式的電動(dòng)公交車,這個(gè)東西大家已經(jīng)知道了,電動(dòng)汽車,現(xiàn)在我的觀點(diǎn)是應(yīng)該優(yōu)先發(fā)展增程式電動(dòng)公交客車,它的定義我就不詳細(xì)介紹了,實(shí)際上地面充電和車載充電功能驅(qū)動(dòng)的、純電驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車。
那么電動(dòng)汽車的發(fā)展,從傳統(tǒng)的汽車到純電動(dòng)汽車,經(jīng)過這樣一條路線,我覺得應(yīng)該是可以的。就朔縣經(jīng)過混合動(dòng)力,然后混合動(dòng)力經(jīng)過改造,然后發(fā)展為純電動(dòng)汽車,從傳統(tǒng)汽車到并聯(lián)汽車只要增加電動(dòng)輔助功能,就發(fā)展到混合動(dòng)力,混合動(dòng)力到增程式要增加電池能量,更重要的一件事就是控制策略,然后增程式隨時(shí)變動(dòng),增大電池容量,取消發(fā)動(dòng)機(jī),最后過渡到純電動(dòng)汽車,如果直接過渡存在著一些問題,實(shí)際上這個(gè)方向是對的,一個(gè)是目前的電池水平,再一個(gè)充電設(shè)施的建立需要一個(gè)過程,這次會(huì)議,充電設(shè)施討論特別多,所以我覺得也是非常高興。目前電動(dòng)汽車的設(shè)施,大家都努力去加快,可能會(huì)增快過渡過程。
這個(gè)區(qū)別不講了,這是增程式車的框圖,把綠色的去掉,發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)去掉,就是一個(gè)純電動(dòng)汽車,加上它就叫做增程式。當(dāng)然紅色的電池組它的性能要有很大的要求,再一個(gè),藍(lán)色的有一個(gè)整車控制性,它的控制策略要非常靈活。
為什么要使用增程式?這是一個(gè)城市大巴的駕駛循環(huán)圖,可以發(fā)現(xiàn)大部分車速是在20公里以下,超過40公里非常小,因此它的平均功率只在五六十千瓦就夠了。那么就可以有這樣一個(gè)工作模式。增程式的車有三種工作模式:
第一種模式叫純電動(dòng)工作模式,但是它的容量僅相當(dāng)于純電動(dòng)車的1/3,只能做五六十公里的純電動(dòng)運(yùn)行。
第二種是混合動(dòng)力動(dòng)力模式,它平均速度來講,五六十千瓦足夠了,因此它可以配一個(gè)非常小的發(fā)動(dòng)機(jī),而且完全能滿足12米公交車,18噸重量的,剛才這種駕駛循環(huán)的供應(yīng)要求,這是混合動(dòng)力模式。
第三種插電式工作模式,晚上用充電樁充電,白天有計(jì)劃把電池能量消耗電,這樣就介于混合動(dòng)力和純電動(dòng)車之間。這樣按照特殊的優(yōu)化設(shè)計(jì),實(shí)踐證明能節(jié)油達(dá)到50%以上。
這九大優(yōu)勢不講了,這是控制策略軟件,這個(gè)是一些測試數(shù)據(jù),這個(gè)不講了,這是我們開發(fā)的第一輛增程式電動(dòng)汽車,是08年做的,這是第二輛車,這輛車是和上汽做的,現(xiàn)在正在調(diào)試。
增程式車的觀念受到了國家相關(guān)部門領(lǐng)導(dǎo)的重視,在上月20日,成立了中國城市公交電動(dòng)客車產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)。這個(gè)大會(huì)是11月20日在北京召開的,參加這個(gè)大會(huì)有北京、杭州、大連、天津等九家城市公交企業(yè),有10家客車企業(yè),27家新能源零部件企業(yè),我擔(dān)任秘書長。在這個(gè)會(huì)上楊院士、歐陽明高院士都做了重要講話,這是大會(huì)議程。
具體做什么事情,我們做六件事情。
1、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)平臺(tái),這是有五個(gè)系統(tǒng)。
2、國家”863”計(jì)劃項(xiàng)目申報(bào)與執(zhí)行平臺(tái)。
3、整車項(xiàng)目研發(fā)平臺(tái)。
4、《增程式電動(dòng)公交客車技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)》編輯平臺(tái)。
這是中國李世豪先生,這是楊裕生楊院士,這是歐陽明高院士,他講發(fā)展增程式電動(dòng)汽車是多種技術(shù)路線上進(jìn)行選擇,具有戰(zhàn)略意義,是容易被客戶接受的。
第二個(gè)問題,這個(gè)增程式電動(dòng)汽車有哪些要求?這個(gè)要求比一般情況是不一樣的。
1、安全性。
2、成品率,就是一致性,一致性要求的是成品率,咱們會(huì)后可以詳細(xì)討論,為什么從這個(gè)角度來要求一致性。
3、自放電率,自放電率不要求低,要求是一致。
4、循環(huán)壽命。
5、能量功率兼顧性。
那么電動(dòng)汽車與電池性能的關(guān)聯(lián)性,這個(gè)要注意的是下面三條,前面都是電池該做到的,一個(gè)是安全性,一個(gè)是壽命,一個(gè)是成本,最后的成敗取決于這三條。
最后我們還做了安全性的試驗(yàn),下面,針對與增程式的發(fā)展,賽恩斯有四項(xiàng)創(chuàng)新,第一項(xiàng),本質(zhì)安全性;第二項(xiàng),動(dòng)態(tài)一致性,這個(gè)是電動(dòng)汽車發(fā)展最關(guān)鍵的兩個(gè)方面,我在各個(gè)會(huì)議上我都是在強(qiáng)調(diào)安全性,去年9月份,到美國代表咱們國家科技部參加了中美電動(dòng)車戰(zhàn)略聯(lián)盟這樣一個(gè)會(huì)議,美國的10個(gè)代表發(fā)言,9個(gè)人用一半的時(shí)間強(qiáng)調(diào)安全性,而且恰恰別人的安全性問題比我們做得好多了,恰恰我們在各種會(huì)議上強(qiáng)調(diào)安全性強(qiáng)調(diào)得還是比較少。那么動(dòng)態(tài)一致性就是說一致性是非常重要的,電動(dòng)汽車絕對不能用一個(gè)普通的一致性來要求,充電要5C,放電要10C,一定要到放電10C的時(shí)候它就一致了,充電5C的時(shí)候它就一致了,所以,動(dòng)態(tài)一致性要有,這兩條都是屬于理論性的要求,因?yàn)槲覀冞@個(gè)論壇是產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇,產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇強(qiáng)調(diào)的是企業(yè),企業(yè)要想有未來,要想有發(fā)展,必須賺錢,有人可能問了,大學(xué)生說講賺錢是不是太俗了,實(shí)際上這是非常有道理,只有賺錢,企業(yè)賺錢才可持續(xù)發(fā)展,靠國家補(bǔ)貼那點(diǎn)東西,靠立個(gè)項(xiàng)目來點(diǎn)錢,那個(gè)東西不可能持續(xù)發(fā)展。所以,只有企業(yè)賺錢,才有產(chǎn)業(yè)未來,才有發(fā)展。你要想真正賺錢賺得長遠(yuǎn),你必須理論上要結(jié)合,賺錢實(shí)際上是一個(gè)實(shí)踐的過程,電動(dòng)汽車發(fā)展最重要的就是這兩項(xiàng),一個(gè)一致性,一個(gè)安全性,能不能保證你的電池五年之后還是那么好,安全性可能一下出了問題,你企業(yè)就倒閉,因?yàn)樵诮槿肫髽I(yè)行業(yè),不是開玩笑,汽車行業(yè)有一個(gè)”召回”制度,如果安全性假如出了問題,那么作為企業(yè)召回制度,你到底什么問題?解決了這個(gè)隱患沒有?你如果沒有解決,那你必須所有的電池都要召回,那就是說你要必須得理論上和實(shí)踐上都能夠解決這個(gè)問題,恰恰我們現(xiàn)在從政府、從企業(yè)、從行業(yè)強(qiáng)調(diào)這個(gè)問題太少,重視不夠。
使用壽命,涉及到企業(yè)賺錢,鋰動(dòng)力電池制造技術(shù)的新理念。
電動(dòng)汽車對電池的要求,為什么強(qiáng)調(diào)安全性?我說這是第一指標(biāo),極其重要。電動(dòng)汽車電池的使用特點(diǎn)是其他電源電池不能相比的,存在或可能存在高速移動(dòng)、激烈振動(dòng)、高溫工作等等,所以是非常重要的。
還有幾點(diǎn)說明,本人在多次會(huì)議上強(qiáng)調(diào)鋰動(dòng)力電池安全性問題,目的只在提醒電池廠家、公交系統(tǒng)、政府領(lǐng)導(dǎo)一定要以科學(xué)態(tài)度重視。
鋰離子電池固有的安全問題和潛在的故障模式是固有的、潛在的發(fā)生概率。
這里還有一個(gè)觀點(diǎn)就是世界上沒有絕對安全的電池,有能量就有危險(xiǎn)。所以這里頭的核心觀點(diǎn),有一個(gè)本質(zhì)安全性的定義,本質(zhì)安全性這個(gè)我已經(jīng)提出兩年了,它的定義是在能量越大,危險(xiǎn)越大,所以一定要把能量限制到一定小的范圍。
定義如下:
1、最小能量單元的能量限制為若發(fā)生燃燒爆炸不足以產(chǎn)生嚴(yán)重后果,即使爆炸了也炸不傷人。
2、最小能量單元若發(fā)生燃燒爆炸,其能量不會(huì)引起連鎖反應(yīng),它爆炸不引起旁邊就安全了。
所以同時(shí)具有以上兩點(diǎn)的能量載體我成為本質(zhì)安全性。
還有安全性隨循環(huán)使用變壞,隨著動(dòng)力電池使用次數(shù)增多,電池安全性越小。
第二,動(dòng)態(tài)一致性,這個(gè)我已經(jīng)講過了,不詳細(xì)說了,絕對不能在動(dòng)態(tài)環(huán)境下測它的一致性,一定要在動(dòng)態(tài)的情況下,所以簡單的概念就是這樣的,這個(gè)動(dòng)態(tài)一致性已經(jīng)研究了十幾年,包括原來從”863”的時(shí)候就開始研究這個(gè)事情,現(xiàn)在在”973”這個(gè)團(tuán)隊(duì)里還在研究這個(gè)問題。
這里頭提出,有一個(gè)觀點(diǎn),這個(gè)觀點(diǎn)我要說明一下,大容量單體電池有四項(xiàng)原理性缺陷,這也是配合我的本質(zhì)安全性來提出的。
1、一個(gè)體系能量內(nèi)能量越大危險(xiǎn)越大,這個(gè)就涉及到安全性,這個(gè)是能量公里,誰也不能說我能量越大我危險(xiǎn)越小,這是不可能改變的。
2、極耳附近的電流是電流疊加的匯集點(diǎn),使大單體電池級板的各處電流密度不均勻,電流疊加原理,這個(gè)也不能違反。
3、電池中心位置溫度很高,電池體積越大,溫度梯度就越大,內(nèi)外溫差越大,因此在外部電池溫度相同的情況下,內(nèi)部溫度很高,而且不是直線,這是熱力學(xué)第二定律,也不能違反。
4、化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)發(fā)生變化,導(dǎo)致體積變化,極板要變形,這也是自然規(guī)律,也不可能改變。
因此,都屬于不可抗拒的因素,隨著我們技術(shù)的提高,只能不斷改善,而不能徹底根除。
那么我就提出超大容量鋰動(dòng)力電池的小圓柱型組合路線,這個(gè)組合路線經(jīng)過幾年的試驗(yàn),我覺得應(yīng)該是成功的。小圓柱型采用串并聯(lián)方式構(gòu)成大容量電池,也有嚴(yán)重的缺點(diǎn),就是串并聯(lián)結(jié)構(gòu)非常難以實(shí)現(xiàn),這個(gè)串并聯(lián)結(jié)構(gòu)帶來的復(fù)雜性和不可靠性其嚴(yán)重后果已經(jīng)超出大電池四項(xiàng)致命缺陷,有很多小電池組合之后發(fā)生事故的可能性,事實(shí)有很多,這就是說現(xiàn)在存在著兩條技術(shù)路線,一種小圓柱組合起來,還有很多的大電池的路線,我認(rèn)為都是好的,都是可行的,但是我們都要重視安全性,只不過小容量的解決安全性容易一些,大的你要付出更大的時(shí)間和代價(jià)。再說明一點(diǎn),大容量的單體電池和小容量單體電池應(yīng)用環(huán)境不同,絕對不是說哪種好,哪種不好,賽恩斯是堅(jiān)持超大容量鋰動(dòng)力電池的小圓柱組合電池。
這個(gè)小電池組合路線,我們已經(jīng)發(fā)明專利,已經(jīng)授權(quán),這個(gè)是我們的電池,可以看到這個(gè)特點(diǎn),在用小電池18650,可以說用26650都不行,因?yàn)樯?它的圓柱的直徑大了4mm,內(nèi)部溫度大約高3度到4度,往外傳導(dǎo),然后由它組成第二個(gè)結(jié)構(gòu),這個(gè)結(jié)構(gòu)我們把它叫做單體電池,其實(shí)用這樣一個(gè)理念來做,沒有單體電池的概念,那個(gè)小的我們叫做電池單元,這個(gè)叫做單體電池,任何做一個(gè)切線電流都是均勻的,然后愿意組合多大組合多大,然后再任何做一個(gè)切面,溫度都不會(huì)超過6度-7度,所以越大電流性能越好,測了100點(diǎn)溫度,上下溫度,最高溫度和最低溫度不差7度。
所以提出了一個(gè)理論及應(yīng)用結(jié)果,小圓柱電池路線是成功的,有效解決了鋰動(dòng)力電池的三個(gè)關(guān)鍵性技術(shù)問題,1、安全性;2、一致性,這個(gè)一致性為什么解決?由于時(shí)間關(guān)系就不講了,它是大容量鋰動(dòng)力電池一致性的一個(gè)數(shù)量級;3、使用壽命,主要是由溫度來解決的。
好,謝謝大家!我們的核心技術(shù)是增程式電動(dòng)客車動(dòng)力系統(tǒng)集成技術(shù)和鋰動(dòng)力電池系統(tǒng)集成技術(shù),愿與大家合作,謝謝大家。
(編輯/李艷嬌)
來源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:李艷嬌
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