电子科技肖成伟:电池的储能安全和一致性问题

2011-04-21 20:34:23来源: 新浪汽车

 

中国电子科技集团公司第十八研究所肖成伟主任

  为构建全球汽车界领域、中国政府高层官员以及行业精英公开、权威和极具影响力的交流平台,引导全球汽车工业健康、可持续发展,中国汽车工业协会(CAAM)与世界汽车组织共同举办全球汽车界领袖盛会“OICA中国论坛”。以下为中国电子科技集团公司第十八研究所肖成伟主任讲话实录。

  肖成伟:各位来宾下午好!我的发言分三个部分。

  其实大家可以从这个表上看一下,整个中国汽车的产业处于快速发展的态势,无论是到2020年还是2030年,无论是汽车保有量还是千人的拥有辆处于比较快速增长的阶段。如果能够达到欧美的这样一个千人比例的话,我想中国汽车保有量会处于非常惊人的数字。

  这个就是从1994年一直到现在,整个汽车的就是中国汽车产业的这样一个销售辆的这样一个柱状图,从这个柱状图来看,中国整个的汽车产业,无论是同产业还是销售量处于快速发展的阶段。尤其是2010年中国汽车的销售量超过了1800万辆,在2011年这个数据预计会超过2000万辆。

  汽车产业这样的快速发展,对中国的能源需求提出了一些严峻的考验。尤其是在石油需求的方面,大家从这个图里可以看一下,从1995年到2010年整个中国进口的石油,处于一个相对的比较快速的阶段。同时石油的对外的依存度在2010年达到了53.8%。随着整个汽车产业的发展,有的人预测将来有可能超过70%的石油依存度的情况。同时,中国对二氧化碳的这样一个减排也做了一个庄严的承诺。实际上在2020年的时候,整个的二氧化碳的减排要在现在2005年的基础上,要降低40%到45%。同时非化石能源,就是可再生能源的比例到2020年要占到15%左右的情况。同时实际上,大家可以看一下,在汽车里做比较大的贡献,整个中国二氧化碳的减排,现在的水平,目前是燃油消耗水平是一百公里大概是8.06升这样的水平。二氧化碳大概是101克左右。

  中国为了应对这样汽车产业的发展,尤其是能源的快速增长的态势,在汽车产业的方面做了一个比较大的技术研发的规划包括这样的一个项目,尤其是我们在“863”项目做的规划,我们成为三纵三横的布局,就是燃料电池、混合动力、纯电动汽车作为三纵,电机、电池、电动作为三横。

  同时目前由公信部牵头制定中国新能源汽车的规划,在规划里的一个重点就是汽车的电动化,我们会以纯电动作为中国汽车产业的一个支持的重点,优先来支持它,来进行相应的研发和工作。同时我们在混合动力汽车节能技术方面我们会给予相应的汽车的支持。做了这样的一个比较在里面,我们从常规的燃油车,包括我们的燃气汽车,包括我们的电动车,包括我们的燃气汽车的整个二氧化碳排放这块,我们从油井到车轮,同油井到油箱的这些,我们做了相应的比较。从这里面看,以锂离子电池为车载能源的这样的纯电动汽车,它的二氧化碳的排放,实际上是在每公里大概143克,这样一个水平。那相对其他的这样一些企业,比如说燃油车的一些排放。还是处于一个比较好的水平。所以说,从这个角度来说,发展纯电动车对于整个中国二氧化碳减排做出比较大的贡献。

  在科技部支持的这些电动汽车研发的项目里边,实际上是从“九五”就开始支持相应电动汽车的研发工作。这个是“十五”一个支持的各个研发的内容经费的分布,整个的纯电动车研发的项目,整个“863”支持的经费是8.8个亿,同时带动当地政府和企业的投资大概13个亿,这是“十五”情况。“十一五”期间,整个支持经费大概是10亿人民币,风险投资大概是100亿人民币,整个投资大概是110亿人民币。在关键零部件的支持力度不断加强。实际上在“十一五”的时候整个零部件的支持力度达到34%。在科技部这样的大力支持下,无论是在零部件还是电动汽车研发方面,我们做了很好的储备,在这样的基础上推出了25个城市,我们叫十城千辆的规范,实际上是25个城市参与到这样的大规模示范里面,这个分为部:科技部、财政部、公信部、发改委提出的相应的大规模示范补贴的这样一个相应的一些要求和最后补贴的金额。比如说在混合动力、纯电动、燃料电池方面的,在混合动力的节油率包括整个的效率,就是它整个的燃油效率我们对它进行相应的补贴。

  混合动力里面,最低不到4000块钱,混合动力最高的,我们可以补到5万块钱,对于纯电动我们最高补到6万块钱,对于燃料电池的我们可以补到2万块钱。这是对于城市大巴车的补贴标准。也是根据它的燃油经济性和它电驱动比,不同的对应指标进行相应的补贴。从五万块钱到四十二万是不等的,从五万到六十万包括纯电动包括燃料电池是这样的补贴水平。

  在前期大规模示范基础上,我们从25个城市里筛选出6个城市,对私人购车进行相应的补贴,这是提出的标准,对纯电动和Plug-in这两方面进行的补贴。纯电动要超过15千瓦,对Plug-in要超过10个千瓦。对Plug-in的里程要超过10万公里。储存能量是一个千瓦时三千块钱补贴。对于纯电动的补贴是6万块钱,对于Plug-in的最高补贴是5万块钱。只保证在5年10万公里的。补贴的期限是从2010年到2012年。

  这是二十五个城市的一个分布在里面,私人购车补贴的城市。实际上通过各个城市的一个规划,大概会有二十万辆车,在这样三年的期限内进行大规模的示范。截止到2010年大概有190款电动汽车,大概是54个这样一些汽车阶级进行生产的,进入了新能源汽车的公告目录。截止到2010年的新能源汽车的总的示范数量在7181辆,这样的一个水平。现在我把动力电池的进展给各位来宾做一个汇报。这是十一五我们在第一期启动863项目里对电池的相应技术指标要求。里面包括镍氢电池、锂电池,针对这些动力电池用在混合动力或者纯动力里面提出的相应技术指标。大家可以看一下,我们里面提出了功率力度要求、能量的要求、最大充放电的倍率等都提出了相应的指标。

  这是在十一五计划的二期,我们提出了一些新的技术指标的要求,这个技术指标主要是针对锂离子电池提出来的。比如说我们主要针对两类锂离子电池,一类是采用磷酸铁锂,一类是锰酸锂整个系统的安全性、寿命要求、包括成本进行了一些相应的要求。这里面对它寿命这款,我们对磷酸铁锂到15万公里,锰酸锂是10万公里的要求。相对成本这块,大容量的用在纯电动车的要求低于两块钱一瓦时,对于功率希望能够低于三块钱一瓦时。这是我们对动力电池进行了年度的集中测试,这些数据截止到2008年的测试一结果。从这里面我们可以看出来,无论是锂离子电池还是镍氢电池用于混合动力这块相应的技术指标,都有比较大幅度的技术进展。尤其是强度不断增强的情况下,取得了比较大的进展。

  比如说我们的电池在2008年的时候密度达到2300瓦每公斤,镍氢达到了1200瓦每公斤,这是用在混合动力汽车里面的动力电池。这是具体的一些指标要求和测试结果。这是几家不同的产品,最后他们的一些测试结果。最主要是这两类电池。

  在2010年我们的测试数据正在测试中,目前基本测试完,正在对相应的数据进行汇总,整个还有大幅度的提升。这个是系统完了之后的对他的常规的循环寿命进行了相应的测试。大家可以看一下测试的结果。整个系统常规循环的寿命超过了一千次。及时在达到一千次的时候,整个的容量保持率还是在80%以上。这个是对于混合动力车的模块进行了一些安全性的测试。比如说在里面有短路、挤压等。上面是镍氢电池测试的。这个是对纯电动车用的模块进行了相应的一些测试,包括短路、挤压、针刺等的测试,这些测试结果达到了行业标准制订的相关要求,没有出现起火、爆炸等现象。这个是目前在中国国内的主流电池企业生产电池系统的图片。我们在里面会有软包装的电池,会有一些采用钢壳的电池,包括我们采用圆柱形的电池,不同的一些结果或者不同形状的电池,最后我们集成出来的电池系统。

  同时我们也在标准这块做了相应的研究工作,我们会从关键的原材料到电池的单体水平,到模块的水平,到系统的水平。我们再制定相应的标准,我们也包括行业标准、国家标准,也包括“863”项目的标准在里面。

  这个就是在电池这一方面,我们进行了相应的标准制定工作,比如说我们在动力电池的测试程序方面,我们制定了一些相应的标准。我们同时对于电池的统形做了相应的工作。这样的标准已经推出来了作为一个行标。对于电池的安全性这一块,我们也做了相应的行业标准,包括电安全、机器安全、热安全和系统保护等。还有循环寿命也提出了相应的行业标准,比如说应用在混合动力Plug-in里的,相对的实验方法和要求。

  这就是标准的一个演变的过程,首先在“863”项目里有内部的测试程序,目前上升到四个行业标准,在里面有汽车包括关键零部件上公告的时候相应的实验法规依据。在里面包括镍氢电池包括锂电池等。我们正在做的是包括电池的型就是标准化和规格化,包括它的安全性包括它的循环寿命,包括系统的测试,也在相应的制定过程中。还有一个就是电池的管理系统。和电池的非车载的充电机之间的通讯,等等这些我们也在制定相应的标准,包括电池的管理系统等这些。这是我们对电池的标准化和规格化提出的行业标准,这个标准已经在批复完了已经在实施了。是这样的一个行业标准已经公布,这里面包括两类一块是锂电池、镍氢电池。我们并没有规范到哪一类材料力,只是提了一个电压,一个容量,最大的外形尺寸,大家可以在这样的范围内根据采用的不同技术进行相应的设计。这是镍氢电池我们也是根据不同的标准尺寸不同的容量的要求。这里面也有六连体的模块要求。

  同时我们在材料这块,包括正极材料负极材料隔膜这块也有相应的测试规程。这是做的相应的一些针对纯电动车包括混合动力车包括Plug-in的关键零部件一些测试的机构,这里面大家可以看一下包括一汽的,包括东风的,包括中国汽车研究中心的,包括研究所的,包括北方汽车车辆研究所的,这样一些检测中心进行动力电池相应的测试评价工作,同时就是说,在里面还有一些标准化的一些机构。来进行电池的相应标准的制定,包括跟RSO跟REC的相应交流和衔接。这里面有中国汽车技术研究中心,包括天津的电源研究所,他们分别牵头来制定动力电池的相关标准和一些相应的规范要求。是有这两个机构做的。同时这两个机构也分别对口着国际RSO和REC的国际组织。

  “十二五”里面,十二五规划去年已经启动了一期项目,我们分为三个方面的内容,进行相应的支持,我们是对着电池的系统进行相应的支持,对纯电动车用的我们是针对模块进行相应的支持,对下一代纯电驱动车用的电池我们是针对电池单体进行相应的支持,在电池系统里面包括三类,三类是镍氢电池,一类是锂离电池,一类是调节器。

  同时,对共性技术我们进行了一些支持,包括它的安全性能的技术,包括标准的内容,包括它的评价的技术也进行了一些相应的共性的课题的支持。

  再把动力电池的这样一个未来的前景做一个分析吧,就是我们在尤其是在科技部牵头做的电动汽车的规划里面,我们对动力电池的这样一个预测是在针对电动汽车的预测的基础上提出来的。实际上对于电动汽车的整个预测的数量,我们预测是在2015年会达到100万辆,对应的电动电池的需求量是在100亿瓦时这样的预测水平。

  实际上中国除了电动车汽车对动力电车有一个比较大的需求之外,对中国的轻型电动车的市场,每一个动力电动车的企业也给予了很大的重视。目前在中国轻型电动车的市场是非常巨大的。到目前为止轻型电动车,在中国主要是电动自行车保有量已经超过1亿辆,每年的产量是2500万辆。中国是巨大的市场。

  锂离子电池逐渐从消费类的电子,逐渐的过度到轻型电动车再过度到大型车。实际上锂离子电池有好的大的运用前景。基于这样的背景下,中国的很多电池企业对锂离子电池进行了很大的投资,包括产能规划。在里面做的比较大。这是锂离子电池生产企业的布局,从南到北,难免有比亚迪,上海有万象和苏州新恒,在哈尔滨这边有一个公司叫Cosligh。北京的BAK,MGL。这是做镍氢的,湖南的神州,长沙的科霸,上海的奥维、锦州的锦荣、哈尔滨巨荣这样的企业。(名字音译)。跟整个中国经济的发展有有大的关系。难免在珠三角是一个大的布局,在长三角这一带包括上海、浙江珠三角,京津第一带是一个布局。

  动力电池到目前为止投资的厂家超过一百家,投资的金额超过一百亿人民币,整个的产能会超过一百亿瓦时,是这样的一个统计结果。这个表里就列出了主要的动力电池生产企业的产能。包括它的一个投资规划,实际上在这里面截止到2009年我们给发改委调研的时候的数据。实际上目前来说,它的投资金额包括产能还要大。同时锂离子电池的这样一个产业发展也带动了它锂离子电池材料的发展,比如说磷酸铁锂,磷酸铁锂这块有北大新型,蒙酸锂这块有蒙古利亚等企业。

  里面有一些企业,比如说我们电解液的企业,电池负极材料的企业,有的做的全球第一位的都在这里面。无论是从消费类的还是轻型消费车的还是电动汽车的。在储能这块跟汽车有机结合在一起,实际上把电池作为能源载体,我既可以做成古典型的也可以做成移动型的。同时动力电池的发展,也会在储能的市场里有一个比较大的应用。

  实际上无论是从哪个角度说,动力电池都有一个很好的前景,并不是说他现在没有问题,他面临一系列的问题,这里面的无论是用在电动汽车上还是储能上必须给予关注的。比如说储能问题、安全性问题、一致性问题,跟他的循环寿命是结合在一起的。三个方面都要给予足够的重视,必须达到相应的产业要求,才会有一个比较大的优势。

  谢谢大家!

关键字:储能  新恒  蒙古利亚  电池企业  电池负极

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2011/0421/article_3598.html
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