公斤實現后所帶來的影響分析

中国动力电池300瓦时/公斤实现后所带来的影响分析

2018年1月7日，中国科学院院士、中国电动汽车百人会执行理事长欧阳明高教授报告，“锂离子动力电池有望于2020年前实现300瓦时/千克目标，目前国内外技术研发基本处于同一水平，但安全性研究尚待加强”听到这个信息，笔者有一些联想和思考，供大家分析

一、300瓦时/公斤目标有望实现，说明动力电池瓶颈已突破

笔者第一次认识动力电池是在2008年，清华大学陈全世老师，向笔者展现一张动力电池单体照片，他表示，中国磷酸铁锂动力电池的比能量已到达80瓦时/千克从此，笔者对动力电池的两个指标，即比能量、比功率有了一个基本概念对汽车而言，动力电池比能量、比功率是两个基本指标

动力电池是发展新能源汽车的瓶颈，主要是指动力电池的“比能量、比功率”指标满足汽车比功率要求的还有超级电容，因而一些厂家积极推动超级电容公交车，在上海世博会期间，就有了超级电容公交车的示范运营今天再也没有人提“超级电容”如何车用了再往前追溯，公交车电动化，最开始是混合动力技术方案，为什么呢?动力电池的比功率指标是能满足车用的，主要是比能量离车用距离是比较远的

中国发展新能源汽车到2012年，其技术路线基本明确了“纯电驱动”，为何叫“纯电驱动”，不直接叫“纯电动”呢?笔者理解，动力电池的比能量离车用的“瓶颈”还没有真正突破“纯电驱动”的内涵是，中国的新能源能源汽车的基本要求是，必须是由机电驱动，发动机不直接参与驱动

“纯电驱动”的意义何在?

①决策者已认定了，发展中国新能源汽车的瓶颈是动力电池的比能量过低，而中国技术界和企业界一定能提高;决策者已认定了，中国的动力电池比能量在2020年以前是可以实现300瓦时/公斤目标的

②动力电池的比能量提升有一个过程，估计10年时间为一个台阶“纯电驱动”的提法是一个过渡中国混合动力的技术线路是插电式(增程式)的，是为动力电池突破瓶颈服务的

，而日本式混合动力的技术线路是为改善发动机性能不足而服务的可以看出，都叫混动，但是其意图不同

2、在动力电池瓶颈没有突破之前，我们做了哪些工作?

中国要发展新能源汽车，一直在学习汽车强国的先进技术动力电池是瓶颈(比能量满足不了车用)是全球公认的由于环境和能源安全的压力愈来愈大，而汽车对社会发展的牵引力也是越来明显，发展新能源汽车是人类共同的愿景在动力电池瓶颈没有突破以前，我们做了哪些工作?

①中国公交车企业冲在最前面，2001年开始向俄罗斯、日本学习，开始做传统“混合动力”公交车，交了少的学费，在发动机技术不如人的情况下，在动力结构方面，进行了不同的尝试，如“弱混、中混、强混”等，最后认识到了，传统混合动汽车的关键技术，还是发动机技术没有发动机先进性支持，中国的新能源汽车，如果还是在“弱混、中混、强混”打转，不但学不会日本先进的技术，要超出更是别想了

②10年过去了，动力电池比能量指标有一个明显的进步，但是还是达不到车用要求到了2012年开始放弃了日本式混合动力技术线路，确立了中国特色的新能源汽车路线，即“纯电驱动”中国公交车企业又冲到最前面，提出了“快充”和“充”的技术方案，进而有力的推动了中国公交车电动化的前进步伐不过“快充”和“充”是整车厂发挥自己的积极性，在弥补动力电池比能量不足的一个过渡措施而已

③中国动力电池的比能量提升比较快的是有目共睹的事2008年比能量是80瓦时/公斤，目前已是250瓦时/千克，10年间提升了3倍到了2020年提升到300瓦时/公斤，已是看得见的希望对用户而已，关心的是性能指标，对材料成分(结构)如何改善?是动力电池专家(企业)的事情但是欧阳明高教授报告说，“目前国内外技术研发基本处于同一水平”令人振奋

三、中国动力电池2020年前能实现300瓦时/公斤目标的联想

①2018年年初，电池能量密度单体达到230瓦时/公斤左右，PACK系统大约150瓦时/千克左右;

②2019年再提高瓦时/千克，就能实现工信部要求的300瓦时/公斤指标，PACK系统大约215瓦时/千克左右;

③2025年就能实现单体密度350瓦时/千克、系统密度260瓦时/千克，是力争的目标

推演一下：

①2018年年初，PACK系统大约150瓦时/公斤，这个指标对10米纯电动公交车而言，按1吨电池是150度电，1度电跑1千米耗0.8度电测算，则一次充电持续里程为187.5公里(注：以武汉公交为例，年平均每天运营里程为197公里)

②2020年PACK系统大约215瓦时/千克左右，这个指标对10米纯电动公交车而言，按1吨电池是215瓦时/千克，1度电跑1千米耗0.8度电测算,则一次充电延续里程为268.75千米这个指标对到2020年，全国公交新车全部电动化，车辆技术上已能完全可以满足

③2025年系统密度260瓦时/公斤，这个指标对10米纯电动公交车而言，按1吨电池是260瓦时/千克，1度电跑1公里耗0.8度电测算,则一次充电延续里程为325千米，即到2025公里，纯电动公交车1.5天才需要充一次电

通过上面的测算，可以有如下结论：

①中国公交车全部电动化，再经过8年的时间是可以实现的;

②中国的乘用车如果用于出租车，全部电动化，再经过8年的时间也是可以实现的;

(①、②附件条件是配套的充电设施基本到位，明确实际情况是，公用领域纯电动车辆充电配套，技术上没有问题，投资也有回报的)

③私家车(乘用车)全部电动化，仅从车辆技术上来讲，再经过8年的时间一样是可以实现的但是，电动私家车，如果是依托公共充电设施，还是没法满足使用者要求的)

④城市配送车辆的全部电动化，仅从车辆技术上来说，再经过8年的时间，一样不存在问题，附加条件是交流输入220V/直流输出便携式充电器发展到位)

⑤大、中型货运车辆，如何电动化?其技术线路是什么，目前还是比较含糊的可以这样理解为，大、中型货运车辆如果电动化，对动力电池比能量指标要求会更高

四、中国动力电池300瓦时/千克指标带来的影响分析

中国发展新能源汽车快20年，一直在探索如何实现的技术路线，目前基本清晰

①中国新能源汽车的主要特征是，纯电动驱动，不走日本式混合动力的技术线路这是进行了10年多年的实践后，总结出来的

②车用动力电池比能量的瓶颈指标是300瓦时/公斤，在这个瓶颈没有突破之前，公交车领域、城市配送领域货运车、A00级乘用车基本上是推行纯电动车，而在级别更高的车辆上，推动的是插电式混合动力

③在动力电池pack为100瓦时/公斤上下时，出现过超级电容和日本式混合动力方案，当动力电池pack越过110瓦时/千克后，超级电容和日本式混合动力方案，渐渐没有人再提起

④可以推判，当动力电池pack超出150瓦时/公斤后，有关插电式(增程式)的技术方案，会慢慢被人忘记

5、2025年动力电池实现系统密度260瓦时/公斤，其他热门技术如何办?

目前新能源汽车的技术线路，比较热门的技术有两个：氢燃料电池技术、车用甲醇燃料前面分析过，动力电池比能量低，新能源汽车技术线路比较多，随动力电池能量密度的提升，有些技术方案(日本式混合动力、超级电容)就出局了如果2025年动力电池实现系统密度260瓦时/公斤，氢燃料电池技术，车用甲醇燃料的前景如何?

①车用甲醇燃料技术已经被用户放弃山西是车用甲醇燃料技术试点省分，基本理由是山西煤炭多，发展车用甲醇燃料技术，可以提高煤炭使用效率由于甲醇燃料技术也用的是发动机，必须要开发新的、专用的发动机可以想一想，要在目前发动机技术的基础上上，再开辟一个全新的发动机，其技术难度有多大?吉利汽车公司老总李书福先生，在2017年3月的人大会，有一个提案，倡议发展甲醇汽车而山西省一些甲醇燃料汽车用户试用后，就基本放弃了基本理由是，甲醇排放尾气，对排气管腐蚀性很强(注：一句话，新技术呼吁政府支持容易些，但是要赢到客户，却是十分困难)

②氢燃料电池技术目前比较热1是专家在高峰论坛极力推荐，二是有联合国支持示范项目，3是有些政府领导也比较热衷

现在问题来了，动力电池实现系统密度260瓦时/千克了，氢燃料电池技术要用到车上的且入口在哪里?在公交，已不现实了理由以下：

a)目前纯电动公交车总体技术成熟度远远高于氢燃料电池技术，如：氢燃料电池寿命一样满足不了公交车的要求

b)纯电动公交车要充电设施支持，而氢燃料电池同样加氢站支持而加氢站建设要重新起步供电体系是完毕的，氢的来源在哪里?

c)氢燃料电池技术要用公交车上，目前他不能直接给大家供电，即离不开动力电池的支持氢燃料电池公交车比纯电动公交车结构更复杂，添加更多的附件

6、总结

①动力电池实现系统密度260瓦时/千克，即使开发出氢燃料电池公交车在车辆技术上相当成熟，但是其用户的门已没有了

②如果公交车上的运用不是氢能汽车的切入口，那切入口在哪里?还得继续探索

③一些专家认为，氢燃料电池汽车在国外商品化基本成熟，我国相当落后，我们必须要遇上;问题是我国已是纯电动汽车大国，特别技术已超过外国，外国是否是一定要跟上我国纯电动汽车技术呢?显然，逻辑上不通

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