增程式是當前最佳電動汽車課件

1、增程式是當前的最佳電動汽車楊裕生 2011年11月11日 yangyush增程式是當前的最佳電動汽車楊裕生 2011年11月11日 內(nèi)容前言一、我國動力電池性能的評估二、量電池之力而發(fā)展純電動車三、增程式是當前的最佳電動汽車四、電池決定電動汽車的發(fā)展路線內(nèi)容前言前言工信部去年牽頭上報節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)，再三“催促”國務院批準溫總理7月講話：“新能源汽車，發(fā)展方向和最終目標是什么，現(xiàn)在重點發(fā)展的混合動力車和純電動車是不是最終產(chǎn)品，并不十分明確?！?“發(fā)展新能源汽車下一步要集中解決哪些問題，包括路線問題、關鍵核心技術問題、投入問題、政策支持問題，必須盡快明確下來。

2、”（見求是雜志第14期）現(xiàn)在，媒體說，電動車降溫了 企業(yè)說，電動汽車發(fā)展路線不明 發(fā)展要等待政策前言工信部去年牽頭上報節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(201一、我國動力電池性能的評估1、安全性不燃、不炸2、成本與壽命降價、節(jié)能3、比能量Wh/kg4、比功率W/kg5、能量轉換效率與自放電6、可維護性7、生產(chǎn)、處理中的環(huán)境友好技術水平的評價內(nèi)容一、我國動力電池性能的評估1、安全性不燃、不炸技術水平的動力電池的比較技術參數(shù)鉛酸電池鎳氫電池工作電壓(V)2.01.2 質(zhì)量比能量(wh/kg)30-35 90-120體積比能量(wh/L)70200270-600壽命(次)300-500500-80050

3、0-2000自放電率(%/月)10-15206-8充放電速率(C)0.2-11-51-2050-703.2 - 3.7 鋰離子電池價格( Wh/元)0.632.5動力電池的比較技術參數(shù)鉛酸電池鎳氫電池工作電壓(V)2.01鋰離子電池電動車的主力電池，優(yōu)點：比能量高比功率高高能量轉換效率循環(huán)壽命長不足： 有的體系安全性較差； 價格還不夠低 再生時可能污染環(huán)境技術在進步中電源管理和控制系統(tǒng)改進 安全性和循環(huán)壽命正在提高新電極材料提高比容量和工作電壓國產(chǎn)隔膜價格低電池生產(chǎn)半自動化可靠性、一致性提高材料納米化提高比能量和比功率一、我國動力電池性能的評估鋰離子電池電動車的主力電池，優(yōu)點：不足：技術在進步

4、中電源鋰離子電池組著火事件頻發(fā)深圳XX公司的電池 武漢的大客車 在公司本部的小轎車 在曹妃甸的大客車上海XX公司的電池 新疆的大客車 在車庫里的大客車（2010,1,7） 825路公交車（2011,7,8）杭州出租汽車（2011,5,11）合肥大客車冒煙（2011,5,14）深圳223路雙層混動公交大巴冒煙(2011,9,3)南方電網(wǎng)的儲能鋰離子電池組（洛、深）2次一、我國動力電池性能的評估舉例不全面“捂著”的不少統(tǒng)計很難原因多未查明鋰離子電池組著火事件頻發(fā)深圳XX公司的電池杭州出租汽車（20在歷時46天、40多項模擬和佐證試驗后，專家組于6月8日公布了鑒定結論：“自燃事故發(fā)生不能認定電池單體

5、設計、制造方面存在質(zhì)量問題，而是電池成組后不能完全滿足車輛使用環(huán)境的需求，在應用過程中，出現(xiàn)了電池漏液、絕緣受損以及局部短路的情況，且未能及時發(fā)現(xiàn)，在經(jīng)過多次重復使用以后，隱患顯現(xiàn)，引發(fā)本次事故。 ”2011年4月11日眾泰朗悅純電動出租車自燃起火在歷時46天、40多項模擬和佐證試驗后，專家組于6月8日公布近兩年電動自行車安全性事故（不完全統(tǒng)計）事故時間地 點著火情況2011-02-28廣西柳州白云路11號1棟1單元處一電動車充電著火，引燃5輛車2011-08-17 徐州段莊紅綠燈北面的人行道上一輛電動自行車突然起火。2011-01-14鄭州市農(nóng)業(yè)路5號院內(nèi)車棚內(nèi)約50輛電動車和自行車被燒20

6、11-03-29合肥市中國人民銀行門口電動自行車突然冒出濃煙著火燃燒2011-04-01?？诤Ｐ阒新沸阌⒋?50號樓梯幾輛電動自行車全部被燒。2010-11-30鄭州市金水區(qū)柳林鎮(zhèn)柳林村北二街村民自建租賃房門廳因電動車充電時電氣線路短路引發(fā)火災，造成3人死亡，2人受傷。2011-06-28嘉善浦先生騎著電動自行車行至嘉善縣城解放路與談公路交叉口電動車上冒出火花，一股火苗從車身上竄出，瞬間點燃了整輛電動車2011-01-06沈陽市沈鐵路42號樓三單元樓道可能由于電動車充電不當引發(fā)火災2010-10-13化工路與紅旗西路交匯處附近自行車行駛突然熄火，后冒煙起火2010-09-24市區(qū)汶河南路一路邊

7、電動車便民充電站一輛正在充電的電動車起火2011-07-25株洲大橋橋中央一輛電動自行車起火，整個車被燒得只剩下車架子，現(xiàn)場濃煙籠罩。近兩年電動自行車安全性事故（不完全統(tǒng)計）事故時間地 河南商報河南商報自2008年以來僅河南省就發(fā)生電動自行車引起傷人、亡人的火災事故8起 致6人死亡12人受傷電動車亡人火災起數(shù)、死亡人數(shù) 分別占全省同期亡人火災數(shù)的10.0%、亡人數(shù)的11.3%，電動車傷人數(shù) 占同期傷人數(shù)的42.8%?！俺潆姴划斒窃獌础弊?008年以來僅河南省就發(fā)生電動自行車引起傷人、亡人安全第一大部分著火電池組的正極用的是磷酸鐵鋰！既不必驚慌，又要重視大容量、高電壓鋰離子電池的安全是個新問題影

8、響因素多，環(huán)節(jié)復雜，圓滿解決要有個過程電池防火功能設計電池組防火功能設計觀念：含能部件，又含有機溶劑，是易燃物 今后比能量提高，危險性更大一、我國動力電池性能的評估安全第一大部分著火電池組的正極用的是磷酸鐵鋰！既不必驚慌，又鉛酸蓄電池每車一塊優(yōu)點：成熟、廉價、安全 有一萬安時以上的大型產(chǎn)品缺點：比能量較低 深放電時循環(huán)壽命較短 鉛污染環(huán)境（尤其是冶煉、回收中）*（日）Shin-Kobe Technical Report No.15 (2005-3)關鍵：各種新結構卷繞式、管式等 新技術鉛炭電池等 正確使用，2005年循環(huán)壽命4500次* 2009年達到6000次（70%DOD）電動自行車促成若

9、干家十億以上產(chǎn)值鉛酸電池廠一、我國動力電池性能的評估鉛酸蓄電池每車一塊優(yōu)點：成熟、廉價、安全*（日）Shin金屬氫化物-鎳電池優(yōu)點：比功率較高環(huán)境友好資源循環(huán)利用循環(huán)壽命較長能量轉換效率較高不足： 比能量不及 鋰離子電池 價格不低 稀土大漲價 影響競爭力已用于混合電動轎車的電源日本的鎳氫動力電池的比能量45Wh/kg一、我國動力電池性能的評估金屬氫化物-鎳電池優(yōu)點：不足：已用于混合電動轎車的電源一、我新技術：將活性炭加入電池中將活性炭摻入鉛酸電池負極鉛碳電池活性炭片與鉛酸電池負極并聯(lián)超級電池活性炭摻入鋰離子電池正極電容電池 （江蘇常州，遼寧朝陽，2011年6月）活性炭摻入氫鎳電池負極“鎳碳超級

10、電容器” （周國泰院士，2011年9月）應稱“高功率氫鎳電池”效果：比功率提高 循環(huán)性改善 比能量減低，約42Wh/kg 活性炭占了電極的30%這類電池 可以統(tǒng)稱為超電容電池一、我國動力電池性能的評估新技術：將活性炭加入電池中將活性炭摻入鉛酸電池負極鉛碳電總之： 用目前的電池做純電動車 性能不能與燃油汽車相比 續(xù)駛里程、加速時間、最高速度估計，15-20年也難做到！電池與油的能量密度相差懸殊2個量級 很難消除此差距為什么？一、我國動力電池性能的評估總之： 用目前的電池做純電動車電池與油的能量密度相差懸殊用于純電動車，合理設計： 續(xù)駛里程 150km 最高速度 100 km/h目前動力鋰離子電池

11、比能量 約90Wh/kg二、量電池之力而發(fā)展純電動車用于純電動車，合理設計：目前動力鋰離子電池比能量 約90Wh車載電池用量取決于續(xù)駛里程和最高車速車重、車速、里程、電池優(yōu)化設計不同汽車續(xù)駛里程最高車速車重功率需求能量需求目標車重車重匹配150km/h50km/h100km/h80km150km300km450 車重差燃油車純電動OK!不堪重負 ！引自郭孔輝院士惡性循環(huán)的根子不合理的續(xù)駛里程電池要多用 車重就增加 車重了又要加電池量合理指標100km/h150km里程如300km車載電池用量取決于續(xù)駛里程和最高車速車重、車速、里程、電池車載電池用量取決于續(xù)駛里程和最高車速車重、車速、里程、電池

12、優(yōu)化設計不同汽車續(xù)駛里程最高車速車重功率需求能量需求目標車重車重匹配150km/h50km/h100km/h80km150km300km450 車重差燃油車純電動OK!不堪重負 ！參考郭孔輝院士的圖修改惡性循環(huán)的根子不合理的最高車速功率要求高 要加電池量電池用多了 車重又增加 合理指標100km/h150km車速如150km/h車載電池用量取決于續(xù)駛里程和最高車速車重、車速、里程、電池最節(jié)油-用“谷電”“風電”零排放-只有電動力簡單-無油路/氣路/水路車身便宜-一般性加工有資源優(yōu)勢和一定基礎電動汽車必須：真能節(jié)油、減排；買得起；用得好 發(fā)展電動汽車，不容動搖純電動車是奮斗目標優(yōu)點突出二、量電池

13、之力而發(fā)展純電動車目前電池裝的純電動汽車 不能全滿足這三個條件最節(jié)油-用“谷電”“風電”電動汽車必須：真能節(jié)油、減排；1、常規(guī)純電動轎車的市場難測二、量電池之力而發(fā)展純電動車例：BYDe6 300km 36.98 萬/輛初印象行程不短 價格不斐觀點：要全面評價 冷靜地觀察市場用磷酸鐵鋰為正極的鋰離子電池 700公斤百公里耗電量為19.5度 1、常規(guī)純電動轎車的市場難測二、量電池之力而發(fā)展純電動車例：大量圈地搞充電站、換電站，費錢多而效率低 奧運會、世博會的模式不能用于商業(yè)運行 現(xiàn)電池比能量下，合理的設計里程僅約150公里電池量大，散熱困難安全問題解決難度加重電池和純電動公交車價格高，長期離不了

14、補貼電池單體、成組、使用欠成熟，性能衰退過快但公交大客車一日需行200-300公里電池與車輛不能齊壽，后續(xù)電池誰補貼？電池性價比的提高 要有個較長過程2、純電動公交車目前只宜少量演示二、量電池之力而發(fā)展純電動車觀點：少量演示 發(fā)現(xiàn)問題 積累經(jīng)驗大量圈地搞充電站、換電站，費錢多而效率低現(xiàn)電池比能量下，合理3、鉛酸電池微、小型轎車應大發(fā)展 理由一 車輕、小，耗電少，充電易解決 行百公里微型車耗電5-6度電，小型車8-10度理由二 結構簡單：使用、維修方便、節(jié)材節(jié)能理由三 電池少，價格低廉，容易推銷理由四 充電容易220V，5A觀點：動車做小，所有矛盾都易解決是電動自行車、摩托車的升級換代產(chǎn)品遮風擋

15、雨的代步工具滿足廣大城鎮(zhèn)用戶需求，大力發(fā)展普及車二、量電池之力而發(fā)展純電動車3、鉛酸電池微、小型轎車應大發(fā)展 理由一 車輕、小，耗電少政府部門要主動領導要趕快制定合理的標準，要允許上牌照魯、浙、蘇、粵等省市，生產(chǎn)者眾多 已批量出口，應盡快允許在國內(nèi)銷售可以很快建(改)成幾個年產(chǎn)20萬輛的廠形成有中國特色的電動汽車產(chǎn)業(yè)即可大量節(jié)省汽油，減輕城鎮(zhèn)空氣污染科學時報7月28日A3版文章“別藐視鉛酸電池微型電動汽車”二、量電池之力而發(fā)展純電動車政府部門要主動領導魯、浙、蘇、粵等省市，生產(chǎn)者眾多 可以很快4、鋰離子電池微型轎車有發(fā)展空間 車小、輕（800kg），耗電少 耗電5-6度電/百公里 200kg電

16、池可以行駛 300km（低速）或 250（高速）電池少，價格低廉（應8萬），容易推銷充電方便220V，5A觀點：適應大城市用戶、中產(chǎn)階層需求比能量（100Wh/kg）是鉛酸電池的3倍容易向無補貼過渡二、量電池之力而發(fā)展純電動車4、鋰離子電池微型轎車有發(fā)展空間 車小、輕（800kg），只有電動機一種動力故屬純電驅(qū)動行駛前電池組充電途中小功率發(fā)電機最佳工況下發(fā)電發(fā)電機與電池并聯(lián)驅(qū)動電動機 也可給電池充電車上發(fā)電雖仍需用油 但可省油一半以上電池組電機變速箱充電器220V純電動車發(fā)電機油箱內(nèi)燃機純電動汽車增程三、增程式是當前的最佳電動汽車高功率電池或儲能電池+超電容 提供回收電能只有電動機行駛前電池組

17、充電途中小功率發(fā)電機最佳工況下發(fā)電1 以鉛酸電池+電容器為能源（科凌）增程式電動公交車逐漸被上下認識2 以鋰離子電池為能源（杭州賽恩斯）3 以鋰離子電池+超級電容器（合肥江淮）4 以鋰離子電池為能源（寧波神馬）5 以超級電容器為能源（浙江青年-巨容）6 轎車2011年國家863（廣汽-科凌）三、增程式是當前的最佳電動汽車1 以鉛酸電池+電容器為能源（科凌）增程式電動公交車逐漸被增程式十大好處1、不必配太大容量動力電池且可遠行2、電池組不會缺電和過放電壽命延長3、不一定用鋰離子電池而用別種價格低4、夜間在停車場充電不另建充電站省地5、夜間充電是使用電網(wǎng)的“谷電”“填谷”6、不需要充電/換電的周轉

18、電池低投入7、不需要大量的換電設施和人員運行省8、傳統(tǒng)汽車設施和成就全繼承且易加工9、現(xiàn)有技術就可節(jié)油50%以上節(jié)能減排多10、政府補貼負擔輕較容易過渡到無補貼觀點：新一代電池投用前的最佳車種三、增程式是當前的最佳電動汽車增程式1、不必配太大容量動力電池且可遠行4、夜間在停車場車輛在行駛中 發(fā)電機給電池充電電池始終運行于“半充”狀態(tài)與“半放”狀態(tài)之間（以電池半容量為基準）“半放”“半充”電池運行于“半充”與“半放”狀態(tài)之間的好處：1、內(nèi)阻最小，發(fā)熱量小2、不過充，安全有保障3、不過放，循環(huán)壽命長4、淡化了不一致性問題5、可簡化電源管理系統(tǒng)6、可用廉價的鉛酸電池運行段三、增程式是當前的最佳電動汽

19、車車輛在行駛中 發(fā)電機給電池充電電池始終運行于“半放”“半充”增程式優(yōu)于插電式混合動力車內(nèi)燃機和電動機兩動力系統(tǒng)，復雜，價較貴插電式50公里內(nèi)也不用油遠距離全用內(nèi)燃機用內(nèi)燃機時，大馬拉小車，油耗仍很高Plug-InCharger220V電機電池組油箱內(nèi)燃機變速箱觀點：企業(yè)行為，可以在競爭中發(fā)展三、增程式是當前的最佳電動汽車增程式優(yōu)于插電式混合動力車內(nèi)燃機和電動機兩動力系統(tǒng)，復雜，價混合動力公交車有“中國特色”，是補貼重點部分企業(yè)用外企部件拼裝交帳，不掌握核心技術電池壽命也不樂觀；也有后續(xù)電池補貼的問題中度混合動力公交車，節(jié)油不多2010中國（杭州）新能源公交客車精英賽 5公司參賽7輛混合動力客

20、車，平均節(jié)油率（基準車型：12米級，手動變速器）：14.63% 觀點：政策過于看重了混合動力公交車增程式公交車優(yōu)于混合動力2011中國（昆明）公交車精英賽：15.61% 三、增程式是當前的最佳電動汽車混合動力公交車有“中國特色”，是補貼重點部分企業(yè)用外企部件拼兩者通過行星輪式齒輪機構結合綜合調(diào)節(jié)兩動力之間的轉速關系 變速箱電池組油箱內(nèi)燃機驅(qū)動軸逆變器電機行星齒輪機構變速箱內(nèi)燃機系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)各有一套變速機構兩動力組合-復雜加工要求高我國無優(yōu)勢專利也難繞過車貴，中國賣不動日本政府要轉向美國政府不支持觀點：中國個別企業(yè)可試 政府不必提倡增程式比混聯(lián)式(全混合)更合中國企業(yè)普瑞斯為代表總銷量200萬三、增程式是當前的最佳電動汽車兩者通過行星輪式齒輪機構結合變速箱電池油箱內(nèi)驅(qū)逆電機行星齒輪為向新一