中国工程院院士杨裕生：用成熟电池做第三代增程式电动汽车

 中国电动汽车百人会论坛(2018)于1月20-21日在北京钓鱼台国宾馆召开。本届论坛的主题为“把握全球变革趋势实现高质量发展”，论坛延续了“闭门会+高层论坛+主题峰会”的主要框架，中国创新创业大赛第三届国际新能源及智能汽车大赛全球总决赛也在会议期间举行。电力头条App全程直播本次大会。

中国工程院院士杨裕生出席“定义未来 引领变革”主题峰会，并发表主旨演讲。

中国工程院院士杨裕生

各位同志，大家上午好!我今天想讲一个题目就是“用成熟的电池做第三代增程式电动汽车”。

大家可能清楚我是20年前、66岁开始研究电池、研究军用电池，后来扩展到在电动汽车，所以对于怎么发展电动汽车是从电池这个角度来考虑问题的。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。

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。

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。习总书记讲过，新能源汽车是我国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，所以在新加坡他被罚款。我们国家也有类似的车子，装700公斤的电池可以走300公里左右行驶里程，这也是不可取的。所以要切实对比各种电动汽车的节油减排。

第一个小问题，发展电动汽车解除“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，所以发展的也最快。但是这种车第一个焦虑，里程焦虑。要多点电池依然怕断电，电池多了车子重、不节电，夏天、冬天的空调用电严重会缩短里程。第二个，安全焦虑。电池多，而且比能量要提高，所以危险性大，燃烧爆炸的事故就多。刚刚有讲到特斯拉，特斯拉已经烧掉十几辆车了，它的电池比能量比较高。现在我们国家也在推动高比能量电池，实际这个方向昨天我在闭门会上也讲到这个问题，到底应该怎么考虑电池的安全和比能量的关系问题，值得研究。第三个，充电的焦虑。充电桩要密、投资要大，仍然难以满足要求。第四个，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，发展燃料电池的电动汽车还要经过长期的努力。燃料电池要解决五大难题，一个是氢高能效、低排放的制备。第二，氢的安全运输、储存，建加氢站很贵，现在一个加氢站要两三千万，满足几十辆车的加氢需求。所以每辆车在加氢站的建设负担上是相当重的，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，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，这些问题要解决当前都需要时间，当前靠不上，不是三年、五年的问题，是十年、八年之后，研究是可以，但是把研究当成当前的、马上就可以解渴的水来对待，这是不行的。

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，属于增程类的一种车子。

插电式混合动力车，这是大马拉小车，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，两大系统重量就重了，远距离之后是用内燃机，不节油减排，比较贵。当前是靠补贴、牌照吸引客户，我是从上海出来的，我知道上海有一些人把插电式的车子买回去之后，把电池拿掉了，减轻重量，少耗油，当纯油车来使用，甚至于还有个别的把电池卖掉，牌照又省了钱，电池补贴又拿到了，最后还收回了电池的钱，真是“一举多得”。所以插电式混合动力不是一个真正的电动汽车。

第四，纯深混。这种车子可以节油，以普锐斯为代表的可以节油百分之四五十，甚至可能更高。但是投资这样的车子风险比较大，因为新型齿轮加工要求高、加工费用高，丰田这个系列已经卖掉1千多万辆车，和它去竞争这种车子恐怕要有一定的胆量。

所以我的主张是，原则是要用好成熟的电池，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，由市场来决定。用增程式就可以解决纯电动汽车的四大焦虑问题。

我下面介绍一下增程式汽车，过去把它叫做串混，我把增程式车发展分为三代：

第一代的增程式是纯电动汽车上加装了一个增程器，这是一个纯电动汽车，上面加一个增程器，最典型的是宝马i3，单纯是为了增加行驶里程，等到电池原来的电用完之后，增程器就是发动机带电动机，启动了。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。宝马i3加一个增程器要加15%的钱，百公里油耗大概是5.35升，所以油耗还不算太低，这是第一代的。

第二代的就有差别了，从图看不出来有差别，第一代增程和第二代增程，但是电力系统优化了，第一个是，发动机减少了，功率减少，第二是发动机能量优化，就是动态范围窄，在一个很窄的动态范围里提高发动机的效率。第三是电池减少了、成本就降低了，车子减轻，更加节能。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。我们国家的华龙去年生产的12米电动客车，市区运动模式，它的百公里油耗是12升，公路上是16.3升。加拿大的PlanB做的增程式卡车，百公里油耗是17升，日产Note紧凑型的用的E—Power动力系统，这次展览会有展览，是很典型的增程式，就是发动机带发电机的系统，电池也是串联的。它是用的三缸1.3升的发动机，百公里油耗2.7升，电池1.5千瓦时，1.5度电，按照现在的价格大概三四千人民币。这样的车发展起来价格就不是很了，能够得到用户的欢迎。note在日本，前年11月份上市之后卖的非常好。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，补贴突破取消的影响小，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，增程式轿车的运行成本比较低，引用一家公司的计算结果，全寿命运行可以节省27万元。还有免购置税的优惠政策。

第二代增程式也有美中不足的地方，一个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，第二是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，就是第三代增程式车。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，差别就在下面这条横线。发电机发出来的电在第三代是直接到电动机去，而原来的第二代要经过电池组，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，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。最近国外有些公司纷纷提出来什么时候禁售燃油车，实际上这个话不完整，禁售传统的燃油车，我觉得要讲的完整比较好，尤其我们媒体不要跟着瞎炒作。

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，这是白天、黑夜有差别，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。

用太阳能制醇类或者制氢给燃料电池提供能量。太阳能生产植物秸秆来制醇类，这个醇类给内燃机提供燃料。告诉大家一个消息，秸秆制醇类的成本现在已经降到与粮食做酒精的成本很接近了，所以这条路将来发展下去，我们全国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、不挑时、价格低、容易运行，这样组成一个由太阳能到增程式电动汽车的一个发展的链条。

最后我想几句结束语，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，增程式是电动汽车销售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。我这里特别强调，不断的提高电池的比能量是一条非常危险的路。

最后我的一本文集最近出版了，80岁的时候出了一本《纵论电动汽车和化学蓄电》，现在出的是《续论电动汽车和化学蓄电》，这本书把最近五年我对电动汽车的观点，包括刚才的报告内容收录在里面，请大家指正。

谢谢!