《電子技術(shù)應(yīng)用》
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電子科技肖成偉:電池的儲(chǔ)能安全和一致性問題
摘要: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所肖成偉主任為構(gòu)建全球汽車界領(lǐng)域、中國(guó)政府高層官員以及行業(yè)精英公...
Abstract:
Key words :

 

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所肖成偉主任

  為構(gòu)建全球汽車界領(lǐng)域、中國(guó)政府高層官員以及行業(yè)精英公開、權(quán)威和極具影響力的交流平臺(tái),引導(dǎo)全球汽車工業(yè)健康,、可持續(xù)發(fā)展,中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)(CAAM)與世界汽車組織共同舉辦全球汽車界領(lǐng)袖盛會(huì)“OICA中國(guó)論壇”。以下為中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所肖成偉主任講話實(shí)錄,。

  肖成偉:各位來賓下午好!我的發(fā)言分三個(gè)部分,。

  其實(shí)大家可以從這個(gè)表上看一下,,整個(gè)中國(guó)汽車的產(chǎn)業(yè)處于快速發(fā)展的態(tài)勢(shì),無論是到2020年還是2030年,,無論是汽車保有量還是千人的擁有輛處于比較快速增長(zhǎng)的階段,。如果能夠達(dá)到歐美的這樣一個(gè)千人比例的話,我想中國(guó)汽車保有量會(huì)處于非常驚人的數(shù)字,。

  這個(gè)就是從1994年一直到現(xiàn)在,,整個(gè)汽車的就是中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的這樣一個(gè)銷售輛的這樣一個(gè)柱狀圖,從這個(gè)柱狀圖來看,,中國(guó)整個(gè)的汽車產(chǎn)業(yè),,無論是同產(chǎn)業(yè)還是銷售量處于快速發(fā)展的階段。尤其是2010年中國(guó)汽車的銷售量超過了1800萬輛,,在2011年這個(gè)數(shù)據(jù)預(yù)計(jì)會(huì)超過2000萬輛,。

  汽車產(chǎn)業(yè)這樣的快速發(fā)展,對(duì)中國(guó)的能源需求提出了一些嚴(yán)峻的考驗(yàn),。尤其是在石油需求的方面,,大家從這個(gè)圖里可以看一下,從1995年到2010年整個(gè)中國(guó)進(jìn)口的石油,,處于一個(gè)相對(duì)的比較快速的階段,。同時(shí)石油的對(duì)外的依存度在2010年達(dá)到了53.8%。隨著整個(gè)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,有的人預(yù)測(cè)將來有可能超過70%的石油依存度的情況,。同時(shí),中國(guó)對(duì)二氧化碳的這樣一個(gè)減排也做了一個(gè)莊嚴(yán)的承諾,。實(shí)際上在2020年的時(shí)候,,整個(gè)的二氧化碳的減排要在現(xiàn)在2005年的基礎(chǔ)上,要降低40%到45%。同時(shí)非化石能源,,就是可再生能源的比例到2020年要占到15%左右的情況,。同時(shí)實(shí)際上,大家可以看一下,,在汽車?yán)镒霰容^大的貢獻(xiàn),,整個(gè)中國(guó)二氧化碳的減排,現(xiàn)在的水平,,目前是燃油消耗水平是一百公里大概是8.06升這樣的水平,。二氧化碳大概是101克左右。

  中國(guó)為了應(yīng)對(duì)這樣汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,尤其是能源的快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì),,在汽車產(chǎn)業(yè)的方面做了一個(gè)比較大的技術(shù)研發(fā)的規(guī)劃包括這樣的一個(gè)項(xiàng)目,尤其是我們?cè)?ldquo;863”項(xiàng)目做的規(guī)劃,,我們成為三縱三橫的布局,,就是燃料電池、混合動(dòng)力,、純電動(dòng)汽車作為三縱,,電機(jī)、電池,、電動(dòng)作為三橫,。

  同時(shí)目前由公信部牽頭制定中國(guó)新能源汽車的規(guī)劃,在規(guī)劃里的一個(gè)重點(diǎn)就是汽車的電動(dòng)化,,我們會(huì)以純電動(dòng)作為中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的一個(gè)支持的重點(diǎn),,優(yōu)先來支持它,來進(jìn)行相應(yīng)的研發(fā)和工作,。同時(shí)我們?cè)诨旌蟿?dòng)力汽車節(jié)能技術(shù)方面我們會(huì)給予相應(yīng)的汽車的支持,。做了這樣的一個(gè)比較在里面,我們從常規(guī)的燃油車,,包括我們的燃?xì)馄?,包括我們的電?dòng)車,包括我們的燃?xì)馄嚨恼麄€(gè)二氧化碳排放這塊,,我們從油井到車輪,,同油井到油箱的這些,我們做了相應(yīng)的比較,。從這里面看,,以鋰離子電池為車載能源的這樣的純電動(dòng)汽車,,它的二氧化碳的排放,,實(shí)際上是在每公里大概143克,這樣一個(gè)水平。那相對(duì)其他的這樣一些企業(yè),,比如說燃油車的一些排放,。還是處于一個(gè)比較好的水平。所以說,,從這個(gè)角度來說,,發(fā)展純電動(dòng)車對(duì)于整個(gè)中國(guó)二氧化碳減排做出比較大的貢獻(xiàn)。

  在科技部支持的這些電動(dòng)汽車研發(fā)的項(xiàng)目里邊,,實(shí)際上是從“九五”就開始支持相應(yīng)電動(dòng)汽車的研發(fā)工作,。這個(gè)是“十五”一個(gè)支持的各個(gè)研發(fā)的內(nèi)容經(jīng)費(fèi)的分布,整個(gè)的純電動(dòng)車研發(fā)的項(xiàng)目,,整個(gè)“863”支持的經(jīng)費(fèi)是8.8個(gè)億,,同時(shí)帶動(dòng)當(dāng)?shù)卣推髽I(yè)的投資大概13個(gè)億,這是“十五”情況,。“十一五”期間,,整個(gè)支持經(jīng)費(fèi)大概是10億人民幣,風(fēng)險(xiǎn)投資大概是100億人民幣,,整個(gè)投資大概是110億人民幣,。在關(guān)鍵零部件的支持力度不斷加強(qiáng)。實(shí)際上在“十一五”的時(shí)候整個(gè)零部件的支持力度達(dá)到34%,。在科技部這樣的大力支持下,,無論是在零部件還是電動(dòng)汽車研發(fā)方面,我們做了很好的儲(chǔ)備,,在這樣的基礎(chǔ)上推出了25個(gè)城市,,我們叫十城千輛的規(guī)范,實(shí)際上是25個(gè)城市參與到這樣的大規(guī)模示范里面,,這個(gè)分為部:科技部,、財(cái)政部、公信部,、發(fā)改委提出的相應(yīng)的大規(guī)模示范補(bǔ)貼的這樣一個(gè)相應(yīng)的一些要求和最后補(bǔ)貼的金額,。比如說在混合動(dòng)力、純電動(dòng),、燃料電池方面的,,在混合動(dòng)力的節(jié)油率包括整個(gè)的效率,就是它整個(gè)的燃油效率我們對(duì)它進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)貼,。

  混合動(dòng)力里面,,最低不到4000塊錢,混合動(dòng)力最高的,,我們可以補(bǔ)到5萬塊錢,,對(duì)于純電動(dòng)我們最高補(bǔ)到6萬塊錢,,對(duì)于燃料電池的我們可以補(bǔ)到2萬塊錢。這是對(duì)于城市大巴車的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn),。也是根據(jù)它的燃油經(jīng)濟(jì)性和它電驅(qū)動(dòng)比,,不同的對(duì)應(yīng)指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)貼。從五萬塊錢到四十二萬是不等的,,從五萬到六十萬包括純電動(dòng)包括燃料電池是這樣的補(bǔ)貼水平,。

  在前期大規(guī)模示范基礎(chǔ)上,我們從25個(gè)城市里篩選出6個(gè)城市,,對(duì)私人購(gòu)車進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)貼,,這是提出的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)純電動(dòng)和Plug-in這兩方面進(jìn)行的補(bǔ)貼,。純電動(dòng)要超過15千瓦,,對(duì)Plug-in要超過10個(gè)千瓦。對(duì)Plug-in的里程要超過10萬公里,。儲(chǔ)存能量是一個(gè)千瓦時(shí)三千塊錢補(bǔ)貼,。對(duì)于純電動(dòng)的補(bǔ)貼是6萬塊錢,對(duì)于Plug-in的最高補(bǔ)貼是5萬塊錢,。只保證在5年10萬公里的,。補(bǔ)貼的期限是從2010年到2012年。

  這是二十五個(gè)城市的一個(gè)分布在里面,,私人購(gòu)車補(bǔ)貼的城市,。實(shí)際上通過各個(gè)城市的一個(gè)規(guī)劃,大概會(huì)有二十萬輛車,,在這樣三年的期限內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模的示范,。截止到2010年大概有190款電動(dòng)汽車,大概是54個(gè)這樣一些汽車階級(jí)進(jìn)行生產(chǎn)的,,進(jìn)入了新能源汽車的公告目錄,。截止到2010年的新能源汽車的總的示范數(shù)量在7181輛,這樣的一個(gè)水平?,F(xiàn)在我把動(dòng)力電池的進(jìn)展給各位來賓做一個(gè)匯報(bào),。這是十一五我們?cè)诘谝黄趩?dòng)863項(xiàng)目里對(duì)電池的相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)要求。里面包括鎳氫電池,、鋰電池,,針對(duì)這些動(dòng)力電池用在混合動(dòng)力或者純動(dòng)力里面提出的相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)。大家可以看一下,,我們里面提出了功率力度要求,、能量的要求、最大充放電的倍率等都提出了相應(yīng)的指標(biāo),。

  這是在十一五計(jì)劃的二期,,我們提出了一些新的技術(shù)指標(biāo)的要求,,這個(gè)技術(shù)指標(biāo)主要是針對(duì)鋰離子電池提出來的。比如說我們主要針對(duì)兩類鋰離子電池,,一類是采用磷酸鐵鋰,,一類是錳酸鋰整個(gè)系統(tǒng)的安全性,、壽命要求,、包括成本進(jìn)行了一些相應(yīng)的要求。這里面對(duì)它壽命這款,,我們對(duì)磷酸鐵鋰到15萬公里,,錳酸鋰是10萬公里的要求。相對(duì)成本這塊,,大容量的用在純電動(dòng)車的要求低于兩塊錢一瓦時(shí),,對(duì)于功率希望能夠低于三塊錢一瓦時(shí)。這是我們對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行了年度的集中測(cè)試,,這些數(shù)據(jù)截止到2008年的測(cè)試一結(jié)果,。從這里面我們可以看出來,無論是鋰離子電池還是鎳氫電池用于混合動(dòng)力這塊相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo),,都有比較大幅度的技術(shù)進(jìn)展,。尤其是強(qiáng)度不斷增強(qiáng)的情況下,取得了比較大的進(jìn)展,。

  比如說我們的電池在2008年的時(shí)候密度達(dá)到2300瓦每公斤,,鎳氫達(dá)到了1200瓦每公斤,這是用在混合動(dòng)力汽車?yán)锩娴膭?dòng)力電池,。這是具體的一些指標(biāo)要求和測(cè)試結(jié)果,。這是幾家不同的產(chǎn)品,最后他們的一些測(cè)試結(jié)果,。最主要是這兩類電池,。

  在2010年我們的測(cè)試數(shù)據(jù)正在測(cè)試中,目前基本測(cè)試完,,正在對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總,,整個(gè)還有大幅度的提升。這個(gè)是系統(tǒng)完了之后的對(duì)他的常規(guī)的循環(huán)壽命進(jìn)行了相應(yīng)的測(cè)試,。大家可以看一下測(cè)試的結(jié)果,。整個(gè)系統(tǒng)常規(guī)循環(huán)的壽命超過了一千次。及時(shí)在達(dá)到一千次的時(shí)候,,整個(gè)的容量保持率還是在80%以上,。這個(gè)是對(duì)于混合動(dòng)力車的模塊進(jìn)行了一些安全性的測(cè)試。比如說在里面有短路,、擠壓等,。上面是鎳氫電池測(cè)試的,。這個(gè)是對(duì)純電動(dòng)車用的模塊進(jìn)行了相應(yīng)的一些測(cè)試,包括短路,、擠壓,、針刺等的測(cè)試,這些測(cè)試結(jié)果達(dá)到了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制訂的相關(guān)要求,,沒有出現(xiàn)起火,、爆炸等現(xiàn)象。這個(gè)是目前在中國(guó)國(guó)內(nèi)的主流電池企業(yè)生產(chǎn)電池系統(tǒng)的圖片,。我們?cè)诶锩鏁?huì)有軟包裝的電池,,會(huì)有一些采用鋼殼的電池,包括我們采用圓柱形的電池,,不同的一些結(jié)果或者不同形狀的電池,,最后我們集成出來的電池系統(tǒng)。

  同時(shí)我們也在標(biāo)準(zhǔn)這塊做了相應(yīng)的研究工作,,我們會(huì)從關(guān)鍵的原材料到電池的單體水平,,到模塊的水平,到系統(tǒng)的水平,。我們?cè)僦贫ㄏ鄳?yīng)的標(biāo)準(zhǔn),,我們也包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),,也包括“863”項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)在里面,。

  這個(gè)就是在電池這一方面,我們進(jìn)行了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)制定工作,,比如說我們?cè)趧?dòng)力電池的測(cè)試程序方面,,我們制定了一些相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。我們同時(shí)對(duì)于電池的統(tǒng)形做了相應(yīng)的工作,。這樣的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)推出來了作為一個(gè)行標(biāo),。對(duì)于電池的安全性這一塊,我們也做了相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),,包括電安全,、機(jī)器安全、熱安全和系統(tǒng)保護(hù)等,。還有循環(huán)壽命也提出了相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),,比如說應(yīng)用在混合動(dòng)力Plug-in里的,相對(duì)的實(shí)驗(yàn)方法和要求,。

  這就是標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)演變的過程,,首先在“863”項(xiàng)目里有內(nèi)部的測(cè)試程序,目前上升到四個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),,在里面有汽車包括關(guān)鍵零部件上公告的時(shí)候相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)法規(guī)依據(jù),。在里面包括鎳氫電池包括鋰電池等,。我們正在做的是包括電池的型就是標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化,包括它的安全性包括它的循環(huán)壽命,,包括系統(tǒng)的測(cè)試,,也在相應(yīng)的制定過程中。還有一個(gè)就是電池的管理系統(tǒng),。和電池的非車載的充電機(jī)之間的通訊,,等等這些我們也在制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn),包括電池的管理系統(tǒng)等這些,。這是我們對(duì)電池的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化提出的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)在批復(fù)完了已經(jīng)在實(shí)施了,。是這樣的一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)公布,,這里面包括兩類一塊是鋰電池、鎳氫電池,。我們并沒有規(guī)范到哪一類材料力,,只是提了一個(gè)電壓,一個(gè)容量,,最大的外形尺寸,,大家可以在這樣的范圍內(nèi)根據(jù)采用的不同技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)。這是鎳氫電池我們也是根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)尺寸不同的容量的要求,。這里面也有六連體的模塊要求,。

  同時(shí)我們?cè)诓牧线@塊,包括正極材料負(fù)極材料隔膜這塊也有相應(yīng)的測(cè)試規(guī)程,。這是做的相應(yīng)的一些針對(duì)純電動(dòng)車包括混合動(dòng)力車包括Plug-in的關(guān)鍵零部件一些測(cè)試的機(jī)構(gòu),,這里面大家可以看一下包括一汽的,包括東風(fēng)的,,包括中國(guó)汽車研究中心的,,包括研究所的,包括北方汽車車輛研究所的,,這樣一些檢測(cè)中心進(jìn)行動(dòng)力電池相應(yīng)的測(cè)試評(píng)價(jià)工作,,同時(shí)就是說,在里面還有一些標(biāo)準(zhǔn)化的一些機(jī)構(gòu),。來進(jìn)行電池的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的制定,,包括跟RSO跟REC的相應(yīng)交流和銜接。這里面有中國(guó)汽車技術(shù)研究中心,,包括天津的電源研究所,,他們分別牽頭來制定動(dòng)力電池的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和一些相應(yīng)的規(guī)范要求。是有這兩個(gè)機(jī)構(gòu)做的,。同時(shí)這兩個(gè)機(jī)構(gòu)也分別對(duì)口著國(guó)際RSO和REC的國(guó)際組織,。

  “十二五”里面,,十二五規(guī)劃去年已經(jīng)啟動(dòng)了一期項(xiàng)目,我們分為三個(gè)方面的內(nèi)容,,進(jìn)行相應(yīng)的支持,,我們是對(duì)著電池的系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的支持,對(duì)純電動(dòng)車用的我們是針對(duì)模塊進(jìn)行相應(yīng)的支持,,對(duì)下一代純電驅(qū)動(dòng)車用的電池我們是針對(duì)電池單體進(jìn)行相應(yīng)的支持,,在電池系統(tǒng)里面包括三類,三類是鎳氫電池,,一類是鋰離電池,,一類是調(diào)節(jié)器。

  同時(shí),,對(duì)共性技術(shù)我們進(jìn)行了一些支持,,包括它的安全性能的技術(shù),包括標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容,,包括它的評(píng)價(jià)的技術(shù)也進(jìn)行了一些相應(yīng)的共性的課題的支持,。

  再把動(dòng)力電池的這樣一個(gè)未來的前景做一個(gè)分析吧,就是我們?cè)谟绕涫窃诳萍疾繝款^做的電動(dòng)汽車的規(guī)劃里面,,我們對(duì)動(dòng)力電池的這樣一個(gè)預(yù)測(cè)是在針對(duì)電動(dòng)汽車的預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上提出來的,。實(shí)際上對(duì)于電動(dòng)汽車的整個(gè)預(yù)測(cè)的數(shù)量,我們預(yù)測(cè)是在2015年會(huì)達(dá)到100萬輛,,對(duì)應(yīng)的電動(dòng)電池的需求量是在100億瓦時(shí)這樣的預(yù)測(cè)水平,。

  實(shí)際上中國(guó)除了電動(dòng)車汽車對(duì)動(dòng)力電車有一個(gè)比較大的需求之外,對(duì)中國(guó)的輕型電動(dòng)車的市場(chǎng),,每一個(gè)動(dòng)力電動(dòng)車的企業(yè)也給予了很大的重視,。目前在中國(guó)輕型電動(dòng)車的市場(chǎng)是非常巨大的。到目前為止輕型電動(dòng)車,,在中國(guó)主要是電動(dòng)自行車保有量已經(jīng)超過1億輛,,每年的產(chǎn)量是2500萬輛。中國(guó)是巨大的市場(chǎng),。

  鋰離子電池逐漸從消費(fèi)類的電子,,逐漸的過度到輕型電動(dòng)車再過度到大型車。實(shí)際上鋰離子電池有好的大的運(yùn)用前景,?;谶@樣的背景下,中國(guó)的很多電池企業(yè)對(duì)鋰離子電池進(jìn)行了很大的投資,,包括產(chǎn)能規(guī)劃,。在里面做的比較大。這是鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)的布局,從南到北,,難免有比亞迪,,上海有萬象和蘇州新恒,在哈爾濱這邊有一個(gè)公司叫Cosligh,。北京的BAK,,MGL。這是做鎳氫的,,湖南的神州,,長(zhǎng)沙的科霸,上海的奧維,、錦州的錦榮,、哈爾濱巨榮這樣的企業(yè)。(名字音譯),。跟整個(gè)中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有有大的關(guān)系,。難免在珠三角是一個(gè)大的布局,在長(zhǎng)三角這一帶包括上海,、浙江珠三角,,京津第一帶是一個(gè)布局,。

  動(dòng)力電池到目前為止投資的廠家超過一百家,,投資的金額超過一百億人民幣,整個(gè)的產(chǎn)能會(huì)超過一百億瓦時(shí),,是這樣的一個(gè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,。這個(gè)表里就列出了主要的動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)能。包括它的一個(gè)投資規(guī)劃,,實(shí)際上在這里面截止到2009年我們給發(fā)改委調(diào)研的時(shí)候的數(shù)據(jù),。實(shí)際上目前來說,它的投資金額包括產(chǎn)能還要大,。同時(shí)鋰離子電池的這樣一個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展也帶動(dòng)了它鋰離子電池材料的發(fā)展,,比如說磷酸鐵鋰,磷酸鐵鋰這塊有北大新型,,蒙酸鋰這塊有蒙古利亞等企業(yè),。

  里面有一些企業(yè),比如說我們電解液的企業(yè),,電池負(fù)極材料的企業(yè),,有的做的全球第一位的都在這里面。無論是從消費(fèi)類的還是輕型消費(fèi)車的還是電動(dòng)汽車的,。在儲(chǔ)能這塊跟汽車有機(jī)結(jié)合在一起,,實(shí)際上把電池作為能源載體,我既可以做成古典型的也可以做成移動(dòng)型的,。同時(shí)動(dòng)力電池的發(fā)展,,也會(huì)在儲(chǔ)能的市場(chǎng)里有一個(gè)比較大的應(yīng)用,。

  實(shí)際上無論是從哪個(gè)角度說,動(dòng)力電池都有一個(gè)很好的前景,,并不是說他現(xiàn)在沒有問題,,他面臨一系列的問題,這里面的無論是用在電動(dòng)汽車上還是儲(chǔ)能上必須給予關(guān)注的,。比如說儲(chǔ)能問題,、安全性問題、一致性問題,,跟他的循環(huán)壽命是結(jié)合在一起的,。三個(gè)方面都要給予足夠的重視,必須達(dá)到相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)要求,,才會(huì)有一個(gè)比較大的優(yōu)勢(shì),。

  謝謝大家!

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