節(jié)能與新能源汽車的發(fā)展離不開(kāi)電池、電機(jī)、電控技術(shù)的更新,而電池技術(shù)又是其中的關(guān)鍵。在近日召開(kāi)的中國(guó)節(jié)能與新能源汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展研討會(huì)上,企業(yè)代表和專家們共同呼吁,要讓成熟技術(shù)充分利用市場(chǎng)之手,破解當(dāng)前節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)化困局。
車用動(dòng)力電池發(fā)展迅猛
中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)韓作樑說(shuō),“十一五”期間,我國(guó)電池工業(yè)有了長(zhǎng)足進(jìn)展。據(jù)初步統(tǒng)計(jì),2010年,我國(guó)化學(xué)電池總產(chǎn)量約370億只,超過(guò)全球電池總產(chǎn)量的一半;太陽(yáng)能電池總產(chǎn)量約5635MW,達(dá)到全球總產(chǎn)量的40%以上;全國(guó)電池生產(chǎn)總值約4306億元,我國(guó)已成為世界電池生產(chǎn)、加工和貿(mào)易中心。
“特別是車用動(dòng)力電池更是發(fā)展迅猛,應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。”據(jù)韓作樑介紹,鉛酸電池通過(guò)技術(shù)改造和產(chǎn)品的升級(jí)換代,在機(jī)場(chǎng)擺渡車、高爾夫[綜述圖片論壇]球車、小區(qū)擺渡車等專門領(lǐng)域得到快速發(fā)展;鎳氫電池通過(guò)技術(shù)進(jìn)步,在進(jìn)一步優(yōu)化比功率的同時(shí),比能量得到重大突破,產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)不斷成熟,已經(jīng)在混合動(dòng)力汽車上規(guī)模化應(yīng)用;鋰離子電池通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新,不斷開(kāi)發(fā)新的鋰電體系,在純電動(dòng)汽車領(lǐng)域的試驗(yàn)性開(kāi)發(fā)中取得新的進(jìn)展。
2009年初,國(guó)家科技部、工信部、財(cái)政部、國(guó)家發(fā)改委四部委共同啟動(dòng)“十城千輛”節(jié)能與新能源汽車示范推廣應(yīng)用工程,在13個(gè)城市開(kāi)展應(yīng)用試點(diǎn)工作,并制定出臺(tái)了財(cái)政補(bǔ)貼政策,目前試點(diǎn)城市已增加至25個(gè),初步形成一定示范效應(yīng)。
“按行業(yè)專家評(píng)價(jià),我國(guó)汽車動(dòng)力電池已經(jīng)成為世界動(dòng)力電池第一方陣中的一員。”不過(guò),在韓作樑看來(lái),發(fā)展迅猛并不等于技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先,“在這方面,我們離美國(guó)和日本確實(shí)還有一定差距,出現(xiàn)了全國(guó)至今沒(méi)有一家企業(yè)能大規(guī)模量產(chǎn)電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)困局?!?/p>
“節(jié)能”與“新能源”并舉
所謂純電動(dòng)汽車,一般指采用單一蓄電池作為儲(chǔ)能動(dòng)力源的汽車。通過(guò)電池向電機(jī)提供電能,驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),從而推動(dòng)汽車前進(jìn)。電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車并沒(méi)有太大區(qū)別,主要在于動(dòng)力源及其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的不同。簡(jiǎn)單地說(shuō),純電動(dòng)汽車的電動(dòng)機(jī)相當(dāng)于傳統(tǒng)汽車的發(fā)動(dòng)機(jī),而蓄電池相當(dāng)于原來(lái)的油箱。
混合動(dòng)力汽車則同時(shí)擁有兩種“血統(tǒng)”,即分別由傳統(tǒng)的汽油、柴油機(jī)與電動(dòng)機(jī)分別提供動(dòng)力。通過(guò)在混合動(dòng)力汽車上使用電機(jī),動(dòng)力系統(tǒng)可以按照整車的實(shí)際運(yùn)行工況要求靈活調(diào)控,而發(fā)動(dòng)機(jī)保持在綜合性能最佳的區(qū)域內(nèi)工作,從而降低油耗與排放。
國(guó)家863計(jì)劃節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目監(jiān)理咨詢專家組組長(zhǎng)王秉剛強(qiáng)調(diào),節(jié)能與新能源汽車應(yīng)該并舉。“混合動(dòng)力”不是過(guò)渡戰(zhàn)略,只要傳統(tǒng)汽車存在一天,各種形式的混合動(dòng)力技術(shù)都是傳統(tǒng)汽車實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的絕好途徑,都將被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用。
盡管新近出臺(tái)的“十二五”規(guī)劃綱要已明確,在培育發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)中,新能源汽車產(chǎn)業(yè)將重點(diǎn)發(fā)展插電式混合動(dòng)力汽車、純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車技術(shù),但在改造提升制造業(yè)中也提出,要推廣普通混合動(dòng)力技術(shù),推動(dòng)汽車產(chǎn)品節(jié)能。王秉剛據(jù)此認(rèn)為,“十二五”期間,傳統(tǒng)汽車將實(shí)現(xiàn)各種形式混合動(dòng)力技術(shù)的普遍應(yīng)用,這與發(fā)展新能源汽車并不矛盾。與會(huì)專家認(rèn)為,對(duì)于純電動(dòng)汽車,我們可以通過(guò)大力興建充電站,加速發(fā)展鋰電池技術(shù),來(lái)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。但同時(shí)也要看到,以燃料電池為基礎(chǔ)的電動(dòng)汽車是目前全球公認(rèn)的發(fā)展方向,當(dāng)前混合動(dòng)力是電動(dòng)汽車的過(guò)渡產(chǎn)品,也應(yīng)該得到政策的積極扶持。
成熟技術(shù)亟待產(chǎn)業(yè)化
中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)常務(wù)副會(huì)長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)董揚(yáng)表示,其實(shí)我們沒(méi)必要在戰(zhàn)略及技術(shù)路線的討論中錯(cuò)過(guò)發(fā)展機(jī)遇,而應(yīng)在節(jié)能與新能源汽車發(fā)展中更多地關(guān)注混合動(dòng)力技術(shù)。“因?yàn)檫@種技術(shù)更有可能大范圍采用,達(dá)到大比例節(jié)油的效果?!?/p>
據(jù)介紹,作為節(jié)能與新能源汽車示范運(yùn)營(yíng)試點(diǎn)城市之一的濟(jì)南市,2010年,購(gòu)入了100輛混合動(dòng)力公交車投入運(yùn)營(yíng)。檢測(cè)結(jié)果顯示,在混合動(dòng)力模式關(guān)閉的情況下,百公里油耗是42升;在油電混合動(dòng)力工作時(shí),百公里油耗是28.5升?;旌蟿?dòng)力車比普通車每百公里節(jié)約13.5升油,節(jié)油率高達(dá)30%。
“如果說(shuō)純電動(dòng)是戰(zhàn)略,混合動(dòng)力則是戰(zhàn)術(shù)?!北本├砉ご髮W(xué)吳鋒教授介紹說(shuō),實(shí)際上,目前“十城千輛”節(jié)能與新能源汽車示范推廣應(yīng)用工程中,路上跑的公交車基本上是混合動(dòng)力,純電動(dòng)并不多。在他看來(lái),“混合動(dòng)力是現(xiàn)階段必經(jīng)之路,對(duì)純電動(dòng)技術(shù)將有很多借鑒意義。”
當(dāng)前,世界各國(guó)都在進(jìn)行純電動(dòng)汽車研發(fā),但沒(méi)有一個(gè)國(guó)家能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。為什么?北京大學(xué)國(guó)家發(fā)展研究院副院長(zhǎng)姚洋分析認(rèn)為,主要是在動(dòng)力電池開(kāi)發(fā)中,一些關(guān)鍵技術(shù)短時(shí)間內(nèi)還很難得到突破:一是電池續(xù)航能力低。比亞迪最好的可能也就是兩三百公里;第二電池成本還是非常高。對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō),如果太貴,大家是不愿意掏錢去買的;第三是電池的安全、穩(wěn)定性還無(wú)法得到有效保證。
相比之下,節(jié)能汽車的推廣應(yīng)用就容易得多。據(jù)湖南科力遠(yuǎn)新能源股份有限公司董事長(zhǎng)鐘發(fā)平介紹,目前鎳氫電池作為混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵部件已經(jīng)很成熟,是混合動(dòng)力汽車所用電池體系中惟一被實(shí)際驗(yàn)證并被商業(yè)化、規(guī)?;碾姵伢w系。2010年,美國(guó)動(dòng)力汽車市場(chǎng)上共有29款動(dòng)力車型,其中27款采用了鎳氫動(dòng)力電池,占到93%的份額。而日本豐田公司以鎳氫電池體系開(kāi)發(fā)的混合動(dòng)力汽車普銳斯[綜述圖片論壇],在美國(guó)和日本熱銷,全球保有量已超過(guò)200萬(wàn)輛。
“放眼全球的混合動(dòng)力車,90%采用的動(dòng)力電池都是鎳氫電池,因?yàn)楸容^穩(wěn)妥?!鄙虾HA普汽車有限公司副總經(jīng)理馬智濤說(shuō),客戶關(guān)注的是整車的性能,而不是鋰電池還是鎳氫電池的區(qū)別。而對(duì)于整車廠來(lái)講,任何一種零部件都是個(gè)集成的過(guò)程,需要一份針對(duì)整車需求的完整的成熟度。
“當(dāng)然,鋰離子電池是最終發(fā)展方向,國(guó)家一定要大力支持其解決核心瓶頸問(wèn)題?!敝袊?guó)工程院院士、中南大學(xué)校長(zhǎng)黃伯云和中國(guó)工程院院士陳立泉同時(shí)堅(jiān)持認(rèn)為,由于鎳氫電池技術(shù)比較成熟,國(guó)際應(yīng)用上也有經(jīng)驗(yàn),因此無(wú)論是國(guó)家還是企業(yè),都要加快這一成熟技術(shù)的推廣應(yīng)用,以破解當(dāng)前節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)化困局。
目前我國(guó)節(jié)能與新能源汽車已經(jīng)基本完成了產(chǎn)業(yè)化階段的準(zhǔn)備工作,進(jìn)入了市場(chǎng)導(dǎo)入準(zhǔn)備期。中國(guó)電池工業(yè)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)韓作樑呼吁,在節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中,國(guó)家應(yīng)建立以節(jié)油率為主要指標(biāo)的財(cái)政支持政策,把政策支持集中在像電池、電機(jī)、電控等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和零部件研發(fā)上,不再一般性地支持生產(chǎn)能力的形成。防止以節(jié)能與新能源汽車名義,盲目擴(kuò)大汽車組裝能力。
背景資料
鋰離子電池又稱鋰電池。鋰電池分為液態(tài)鋰離子電池(LIB)和聚合物鋰離子電池(PLB)2類。鋰電池是迄今所有商業(yè)化使用的二次化學(xué)電源中性能最為優(yōu)秀的電池,這也是促進(jìn)鋰電池用于電動(dòng)助力車的一個(gè)關(guān)鍵因素。
它的性能優(yōu)勢(shì)在于:
1.比能量高:無(wú)論是體積比能量,還是重量比能量,鋰電池均比鉛酸蓄電池高出三倍以上。由此決定了鋰電池體積更小、重量更輕,其市場(chǎng)消費(fèi)感覺(jué)很好。
2.循環(huán)壽命長(zhǎng):鋰電池用于電動(dòng)助力車的循環(huán)壽命一般在800次以上,采用磷酸鐵鋰正極材料的鋰電池可以達(dá)到2000次左右,超出鉛酸蓄電池1.5倍至5倍以上。這大大降低了鋰電池的使用成本,提高了消費(fèi)者的使用便利程度。
3.具有較寬的充電功率范圍:這是鋰電池具有的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。在需要時(shí),可以使充電時(shí)間控制在20分鐘~60分鐘,充電效率達(dá)到85%以上。在進(jìn)一步技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)上,這一特性得到更好的發(fā)揮,可以具有很好的商業(yè)價(jià)值。
4.倍率放電性能好。鋰電池的倍率放電可以達(dá)到10倍率以上,特殊制作可以達(dá)到30倍率。這一特性非常有利于電動(dòng)助力車的智能控制技術(shù)的發(fā)展。
我國(guó)鋰離子電池產(chǎn)量全球第一,生產(chǎn)量占世界總量的三分之一以上,100多家鋰電生產(chǎn)企業(yè)對(duì)鋰離子電池材料需求殷切,不少?gòu)S商都計(jì)劃在今后2年內(nèi)把產(chǎn)量大幅提高。目前,中國(guó)鋰電制造企業(yè)形成了液態(tài)鋰電池以比亞迪為首,聚合物鋰電以TCL電池為首的兩大行業(yè)領(lǐng)先者。其中,TCL電池完成了聚合物鋰離子電芯從技術(shù)研發(fā)到大規(guī)模生產(chǎn)的全過(guò)程,并且迅速走到了這項(xiàng)技術(shù)的最前沿。TCL生產(chǎn)的聚合物鋰電芯在電池電化學(xué)阻抗、能量密度、高低溫放電等方面均已躋身世界前列。