用成熟电池做第三代增程式电动汽车

　　什么叫成熟的电池？我认为至少是安全的，不是试验的，而是像一个成年人一样。

　　电动汽车发展焦虑

　　最近大家可能很关注固态电池，实际上正确讲应该是全固态电池，但是现在把固态电池里面放一点少量的有机电解液，也叫做固态电池，实际上这个是有点不伦不类。真正的全固态电池安全性是很高的，这个可能是10年以后的事情，把希望寄托在10年以后的电池，来发展当前的电动汽车，这是虚无缥渺的。

　　现在补贴正在退坡，三年补贴就要退出，这三年日子怎么过？三年过了之后我们电动汽车怎么发展？我最近几年一直在考虑，补贴退坡之后电动汽车怎么发展的问题。今天我提出这个问题主要就是想来讨论在三年左右或者之后的电动汽车发展问题。

　　第一个问题，发展电动汽车，迈向汽车强国。新能源汽车是我国由汽车大国迈向汽车强国的必由之路，发展电动汽车的目的是节油减排，不是为发展纯电动汽车或者是发展电动汽车而发展电动汽车，有一个很明确的目的是要节油减排，汽车强国必须依靠自主知识产权生产油耗最低、排放最少的电动汽车，要兼顾其他的性能。有的电动汽车只节油不减排，比如像特斯拉，在新加坡它被罚款，就是因为它追求长里程而多装电池，车子就重，耗电多，而发电当中排放大量的二氧化碳，所以在新加坡被罚款。

　　与此同时，发展电动汽车还应解除“四大焦虑”。因为电动汽车国家补贴是最高的，大家也觉得它比较好做，所以发展得也最快。但是这种车第一个焦虑是里程焦虑。增加电池依然怕断电，电池多了车子重、不节电，夏天、冬天的空调用电会严重缩短里程。第二个是安全焦虑。电池多，而且能量比要提高，所以危险性大，燃烧爆炸的事故就多。刚刚讲到特斯拉，特斯拉已经烧掉十几辆车了，它的电池比能量比较高。我认为，到底应该怎么考虑电池的安全和能量比的关系问题，值得研究。第三个是充电焦虑。充电桩要密、投资要大，仍然难以满足要求。第四个是价格焦虑。电池大、价格就高，补贴结束之后竞争力就降低了。所以当前纯电动汽车宜做耗电少的微小型纯电动汽车，在有补贴的时候可以发展特种车、物流车辆。补贴停止之后竞争力就会下降，所以发展纯电动汽车的问题不容乐观。

　　第二个问题就是发展燃料电池的电动汽车还要经过长期的努力。燃料电池要解决几大难题：氢高能效、低排放，安全运输、储存问题，燃料电池的寿命不够长、价格高，还有一些关键的技术，像质子交换膜，这些材料技术还有待提高。

　　还有一个问题是燃料电池要用铂金做催化剂，铂金资源太少，要研究不用这个催化剂，这些问题都需要时间来解决。另外，燃料电池的功率响应慢，难以满足行车的速度变化，需要用电池来调节，实际上已经演变为用燃料电池增程，属于增程类的汽车。

　　插电式混合动力车是大马拉小车，也就是说发动机很大，实际上并不需要那么大的动力。这个车子是两个系统，一个燃料系统、一个燃油系统，两大系统重量就大了，远距离之后是用内燃机，不节油减排，比较贵。另外，纯深混车虽然可以节油，但是投资风险比较大。因为新型齿轮加工要求高、加工费用高。

　　所以我的主张是，原则是要用成熟的电池，发展安全节能减排的电动汽车，这是一个原则，不应该改变的。技术路线要以微小型纯电动汽车为突破口，大中型车要发展纯电驱动的增程式。这个发展路线我大概在十年前提出来的，我觉得电池的发展证明这两句话可能还是正确的。现在微小型纯电动汽车可以用安全成熟的铅酸电池，也可以用锂离子电池做高速车，这个由市场来决定。同时，用增程式就可以解决纯电动汽车的四大焦虑问题。

　　增程式

　　有效解决电动车发展瓶颈

　　我把增程式车发展分为三代：第一代的增程式是在纯电动汽车上加装了一个增程器。这种增程器的电池比较重，因为是原来做纯电动汽车的电池，增程器的油耗高、车子加重，耗能更大。

　　第二代的增程式电动汽车是燃油车和电动汽车的融合，改变了第一代单纯延长续驶里程的局限性，能够节能减排。同时，第二代增程式电动汽车电力很充足，电池组不会过充和过放，寿命延长，安全性高，磷酸铁锂锂离子电池合用，安全性进一步提高。电池少，补贴退坡、取消的影响小，容易推销。增程行驶的时候必然有车节油50%，大为省钱，可以不外充电，免建充电桩，而且能够远距离行驶。如果有充电条件的城市，百公里油耗节油率可以到80%以上。100公里路程内，燃油车的生产，加油设施全集成，便于发展。解除了纯电动汽车的四大焦虑问题，避免了插电式混合动力车大马拉小车的不节能问题。

　　不过，第二代增程式电动车也有美中不足的地方：第一，是电池充电放电过程中有能量损耗，因为电主要是通过电池。第二，电池用量虽然比纯电动汽车少，大概是40%左右，因为功率要满足最高速度的要求，电池的用量仍然有纯电动汽车的40%，车价仍然高于燃油车。第三，电池比较多，重量比较大，有减轻重量的潜力。第四，电池始终在高负荷工作，影响电池的寿命。

　　最后一个问题，讲一讲创新的第三代增程式电动汽车。江苏公爵提出了一个新的模式，就是发动机发电直接驱动电动汽车，简称发电直驱电动汽车。它和第二代增程式不同，车上的发动机发的电不经过电池，而是直接驱动电动机，继承了第二代增程式的全部优点，克服了它的缺点，节油率可以到60%甚至更高。

　　优点是电池用量可以进一步减少、成本进一步降低，可以适用于各种车辆，均可以大量节能减排。有人可能会说，增程式还是要烧油，不是最终目标。

　　对此，我想有两点说明，第一个，如果我国的汽车油耗都降到一半以下，全国年节油将达到1亿吨，我们这个汽车大国就变成汽车强国了，这是一个很大的进步。第二个，电动汽车最终未必是纯电动汽车，可以不烧油，而烧醇类要以节能减排为衡量标准，而不是以烧油不烧油作为考核技术路线。

　　发展电动汽车的目的是节能减排，凡是节能又减排的车都应该鼓励发展，最后由市场来裁决。凡是不利于节能又减排的政策规章，都应该改革，观念都应该更新。我对于未来可持续发展的低碳电动汽车有个设想，就是由太阳能发出来的能量，来驱动增程式电动汽车，这个能量运动的路线，第一个是光伏发电和风能发电，发的电给动力电池充电，这样能够安全长寿、资源丰富、节能、环境友好、用量最少，动力电池要达到这样的目的。

　　目前，秸秆制醇类的成本已经降到与粮食做酒精的成本，所以发展下去，全国7亿吨的秸秆利用起来，就可以产生1亿吨的酒精。用这样的燃料，包括氢燃料或者醇燃料来做增程器，就是做燃料电池的能量，这样热效高、重量轻、价格低、容易运行，组成一个由太阳能到增程式电动汽车的一个发展的链条。

　　最后我想说，第一，汽车企业要生产卖得出去的车，减少电池用量，主动消化补贴退坡的差额，确保不增加用户的支出。第二，增程式是电动汽车消化补贴退坡影响走向市场化的最佳技术路线，是建设汽车强国的利器。第三，发电直驱增程式电动汽车节能的关键是巧用电池和发动机，不苛求电池高比能量。

　　(本文根据杨院士在“2018中国电动汽车百人会论坛”上的演讲整理而成，未经本人同意。)

　　中国工程院院士 杨裕生

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