主持人:劉總的報告我聽了以后也很興奮,關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)達國家達到了很大的反響,也就中國在新的能源領域,新科技方面,在某種程度上是很有機會趕超我們現(xiàn)在講的這個新的能源領域。這里面我覺得有一個很重要的理念,國家支持對這一種企業(yè)家認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,我談的第二點,我覺得這個是很重要,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,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,應該在支持力度上和范圍上更加廣闊一點,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國家發(fā)展可能就會比較好一點的力度。我們剛才是政府、企業(yè)都有自己的見解,我們下面一個發(fā)言者是李革臣,是教授、博導。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,這個PPT是可以拷給大家的,只講主要觀點。
主要講兩個核心問題,第一個問題,中國公交到底該發(fā)展什么樣的汽車?第二個觀點,這種汽車到底需要什么樣的電池?
增程式的電動公交車,這個東西大家已經(jīng)知道了,電動汽車,現(xiàn)在我的觀點是應該優(yōu)先發(fā)展增程式電動公交客車,它的定義我就不詳細介紹了,實際上地面充電和車載充電功能驅(qū)動的、純電驅(qū)動的電動汽車。
那么電動汽車的發(fā)展,從傳統(tǒng)的汽車到純電動汽車,經(jīng)過這樣一條路線,我覺得應該是可以的。就朔縣經(jīng)過混合動力,然后混合動力經(jīng)過改造,然后發(fā)展為純電動汽車,從傳統(tǒng)汽車到并聯(lián)汽車只要增加電動輔助功能,就發(fā)展到混合動力,混合動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,然后增程式隨時變動,增大電池容量,取消發(fā)動機,最后過渡到純電動汽車,如果直接過渡存在著一些問題,實際上這個方向是對的,一個是目前的電池水平,再一個充電設施的建立需要一個過程,這次會議,充電設施討論特別多,所以我覺得也是非常高興。目前電動汽車的設施,大家都努力去加快,可能會增快過渡過程。
這個區(qū)別不講了,這是增程式車的框圖,把綠色的去掉,發(fā)動機和發(fā)電機去掉,就是一個純電動汽車,加上它就叫做增程式。當然紅色的電池組它的性能要有很大的要求,再一個,藍色的有一個整車控制性,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工作模式,但是它的容量僅相當于純電動車的1/3,只能做五六十公里的純電動運行。
第二種是混合動力動力模式,它平均速度來講,五六十千瓦足夠了,因此它可以配一個非常小的發(fā)動機,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)的供應要求,這是混合動力模式。
第三種插電式工作模式,晚上用充電樁充電,白天有計劃把電池能量消耗電,這樣就介于混合動力和純電動車之間。這樣按照特殊的優(yōu)化設計,實踐證明能節(jié)油達到50%以上。
這九大優(yōu)勢不講了,這是控制策略軟件,這個是一些測試數(shù)據(jù),這個不講了,這是我們開發(fā)的第一輛增程式電動汽車,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部門領導的重視,在上月20日,成立了中國城市公交電動客車產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新平臺。這個大會是11月20日在北京召開的,參加這個大會有北京、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),我擔任秘書長。在這個會上楊院士、歐陽明高院士都做了重要講話,這是大會議程。
具體做什么事情,我們做六件事情。
1、關鍵技術研發(fā)平臺,這是有五個系統(tǒng)。
2、國家”863”計劃項目申報與執(zhí)行平臺。
3、整車項目研發(fā)平臺。
4、《增程式電動公交客車技術要求標準》編輯平臺。
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)展增程式電動汽車是多種技術路線上進行選擇,具有戰(zhàn)略意義,是容易被客戶接受的。
第二個問題,這個增程式電動汽車有哪些要求?這個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,咱們會后可以詳細討論,為什么從這個角度來要求一致性。
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。
那么電動汽車與電池性能的關聯(lián)性,這個要注意的是下面三條,前面都是電池該做到的,一個是安全性,一個是壽命,一個是成本,最后的成敗取決于這三條。
最后我們還做了安全性的試驗,下面,針對與增程式的發(fā)展,賽恩斯有四項創(chuàng)新,第一項,本質(zhì)安全性;第二項,動態(tài)一致性,這個是電動汽車發(fā)展最關鍵的兩個方面,我在各個會議上我都是在強調(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車戰(zhàn)略聯(lián)盟這樣一個會議,美國的10個代表發(fā)言,9個人用一半的時間強調(diào)安全性,而且恰恰別人的安全性問題比我們做得好多了,恰恰我們在各種會議上強調(diào)安全性強調(diào)得還是比較少。那么動態(tài)一致性就是說一致性是非常重要的,電動汽車絕對不能用一個普通的一致性來要求,充電要5C,放電要10C,一定要到放電10C的時候它就一致了,充電5C的時候它就一致了,所以,動態(tài)一致性要有,這兩條都是屬于理論性的要求,因為我們這個論壇是產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇,產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇強調(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,大學生說講賺錢是不是太俗了,實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,靠國家補貼那點東西,靠立個項目來點錢,那個東西不可能持續(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,你必須理論上要結合,賺錢實際上是一個實踐的過程,電動汽車發(fā)展最重要的就是這兩項,一個一致性,一個安全性,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,因為在介入企業(yè)行業(yè),不是開玩笑,汽車行業(yè)有一個”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踐上都能夠解決這個問題,恰恰我們現(xiàn)在從政府、從企業(yè)、從行業(yè)強調(diào)這個問題太少,重視不夠。
使用壽命,涉及到企業(yè)賺錢,鋰動力電池制造技術的新理念。
電動汽車對電池的要求,為什么強調(diào)安全性?我說這是第一指標,極其重要。電動汽車電池的使用特點是其他電源電池不能相比的,存在或可能存在高速移動、激烈振動、高溫工作等等,所以是非常重要的。
還有幾點說明,本人在多次會議上強調(diào)鋰動力電池安全性問題,目的只在提醒電池廠家、公交系統(tǒng)、政府領導一定要以科學態(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。
這里還有一個觀點就是世界上沒有絕對安全的電池,有能量就有危險。所以這里頭的核心觀點,有一個本質(zhì)安全性的定義,本質(zhì)安全性這個我已經(jīng)提出兩年了,它的定義是在能量越大,危險越大,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,其能量不會引起連鎖反應,它爆炸不引起旁邊就安全了。
所以同時具有以上兩點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,隨著動力電池使用次數(shù)增多,電池安全性越小。
第二,動態(tài)一致性,這個我已經(jīng)講過了,不詳細說了,絕對不能在動態(tài)環(huán)境下測它的一致性,一定要在動態(tài)的情況下,所以簡單的概念就是這樣的,這個動態(tài)一致性已經(jīng)研究了十幾年,包括原來從”863”的時候就開始研究這個事情,現(xiàn)在在”973”這個團隊里還在研究這個問題。
這里頭提出,有一個觀點,這個觀點我要說明一下,大容量單體電池有四項原理性缺陷,這也是配合我的本質(zhì)安全性來提出的。
1、一個體系能量內(nèi)能量越大危險越大,這個就涉及到安全性,這個是能量公里,誰也不能說我能量越大我危險越小,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,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,這是熱力學第二定律,也不能違反。
4、化學物質(zhì)反應發(fā)生變化,導致體積變化,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力電池的小圓柱型組合路線,這個組合路線經(jīng)過幾年的試驗,我覺得應該是成功的。小圓柱型采用串并聯(lián)方式構成大容量電池,也有嚴重的缺點,就是串并聯(lián)結構非常難以實現(xiàn),這個串并聯(lián)結構帶來的復雜性和不可靠性其嚴重后果已經(jīng)超出大電池四項致命缺陷,有很多小電池組合之后發(fā)生事故的可能性,事實有很多,這就是說現(xiàn)在存在著兩條技術路線,一種小圓柱組合起來,還有很多的大電池的路線,我認為都是好的,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間和代價。再說明一點,大容量的單體電池和小容量單體電池應用環(huán)境不同,絕對不是說哪種好,哪種不好,賽恩斯是堅持超大容量鋰動力電池的小圓柱組合電池。
這個小電池組合路線,我們已經(jīng)發(fā)明專利,已經(jīng)授權,這個是我們的電池,可以看到這個特點,在用小電池18650,可以說用26650都不行,因為啥?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,然后由它組成第二個結構,這個結構我們把它叫做單體電池,其實用這樣一個理念來做,沒有單體電池的概念,那個小的我們叫做電池單元,這個叫做單體電池,任何做一個切線電流都是均勻的,然后愿意組合多大組合多大,然后再任何做一個切面,溫度都不會超過6度-7度,所以越大電流性能越好,測了100點溫度,上下溫度,最高溫度和最低溫度不差7度。
所以提出了一個理論及應用結果,小圓柱電池路線是成功的,有效解決了鋰動力電池的三個關鍵性技術問題,1、安全性;2、一致性,這個一致性為什么解決?由于時間關系就不講了,它是大容量鋰動力電池一致性的一個數(shù)量級;3、使用壽命,主要是由溫度來解決的。
好,謝謝大家!我們的核心技術是增程式電動客車動力系統(tǒng)集成技術和鋰動力電池系統(tǒng)集成技術,愿與大家合作,謝謝大家。
(編輯/李艷嬌)
來源:第一電動網(wǎng)
作者:李艷嬌
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