【CBIS2020】杨裕生：增程式可以解决纯电动汽车的五大焦虑

2020年10月16日-17日，“第五届动力电池应用国际峰会（CBIS2020）暨首届中国新能源新材料（宁德）峰会”盛大开幕，在主题论坛4上，中国工程院 院士杨裕生发表了精彩演讲。

以下为演讲实录：

大家上午好！我今天根据大会的要求讲动力电池的变革，题目是《新能源汽车产业发展规划》，这是上个星期国务院常务会议刚通过，与动力电池有些什么联系。

第一个问题想讲《新能源汽车产业发展规划》，里面明确表示要充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，强化企业在技术路线选择等方面的主体地位，更好发挥政府在标准法规制定、质量安全监管等方面的作用。我认为第一个问题是应该按照规划里讲的“充分发挥市场在资源配置中的决定性作用”。中央早就对此有要求，现在的问题是：谁影响了“充分发挥”市场在电动汽车领域的决定性作用？是怎么样影响的？搞清楚这两个问题，才能够知道怎样改正，但是这两个问题我想不该我来回答，应该有人来做。

第二点也是这个规划里面提到的，应该加强企业在技术路线选择等方面的主体地位。企业在技术路线选择等方面的主体地位被什么削弱了？我认为第一个是不断变换的“三纵”内容，发展路线在那里变，科技部提出来“三纵”，最初是纯电动、混合动力、燃料电池，后面混合动力又改成插电式，后来又改成增程式。第二个问题是过高补贴，搅乱了方向和秩序，发生大规模的骗补，甚至还发明谋补，“谋补”这个词在词典上是没有的，是中国人的发明。第三个是补贴与纯电动里程挂钩，诱导了汽车多装电池、电池拼命追求高比能量，忽视安全性，以及烧车事件频发。在这种情况下企业在技术路线选择上是非常被动。电池比能量我认为不是主要的问题，而是要选对路线，把电池用好。丰田用镍氢电池做普瑞斯、雷克萨斯，镍氢电池能量是50Wh/kg，现在节油率40%，销量早就超过一千万辆。用这么低比能量的电池可以做这么大规模的电动汽车，当然说它是混合动力。所以看出来问题不在电池的比能量，而是你选什么技术路线，怎么用好电池。

第三点是按照规划的精神，我觉得应该调整的政策。第一个是政府部门应该真心舍得放权。第二个不再强推长里程纯电动车。第三个正积分不应该再与纯里程挂钩，第四是低速四轮车的标准要赶快出台。第五电池安全性必须放在首位。我觉得政策上面应该做这些调整。

第四点是执行《规划》必须牢记电动汽车节能减排的宗旨，要真正、全过程计算的节能、减排，而不要“表面的不用油、实际的重排放”。特斯拉不用油，但是在新加坡受到一万美元的罚款，就是因为它追求长里程而多装电池、车重、耗电多，而发电中大量排放二氧化碳等有害物。所以新加坡的政策是对的，他们的节能减排意识强过我国的官员。

第二个问题，各种电动汽车节能减排的现实情况。节能减排的计算已经有清华大学等作了详细的研究。简明的方法：就是直接与燃油车比较节能或者节油和减排二氧化碳的量。我们现在对各种汽车做定型的衡量，长里程纯电动车不节能减排，插电式混合动力车，假节能减排，燃料电池电动车，难节能减排，微小型纯电动车，真节能减排。增程式电动车很节能减排。我把车子和电池作个比方，比方它们组成了不同类型的“家庭”，下面我们来看看这些不同类型的家庭。

第一个长里程纯电动车为什么不节能减排，因为装电池多，负重行车、耗电高，在电网的电能主要来自燃煤的情况下，不能减少排放。电池生产链耗能很高，材料生产一直是高温处理，一直到废电池处置也很耗能，都有排放。汽车专家郭孔辉院士曾指出充电一次150公里里程比较合理，现在比能量提高了，可能是200公里比较合理，里程越长，越背离节能减排宗旨，这样的车子应该叫做“高消费家庭”。长里程纯电动车要多装电池，比能量又要高，燃爆的危险性大，是一个“不和睦的家庭”。

第二个是插电式混合动力车，假节能减排，为什么说它假？第一个它有纯电动与内燃机两套完整系统，车子很重，多耗能，比纯电动多耗能，比燃油车也多耗能。第二是50公里内用电，需充电，远距离用内燃机，这时候仍然是大马拉小车，发电机有大量的富余，所以不节能减排。第三点是现在标榜插电式油耗很低，实际上是油耗计算方法造成的假象，计算方法是有问题的。第四是不少用户不充电当燃油车用，不但费油，排放有增无减，有的还把电池卖掉，他拿到补贴又加牌照的优惠，又拿到电池的钱，所以买的人不少。尤其在上海，牌照价钱很高，这样高的优惠就造成了假的热销。车厂卖车盈利，用户买车得利，而政府出了补贴得不到节能减排。所以我把它比成“啃老组家庭”，这个“老”就是政府，就是我们国家。

第三是燃料电池电动车，为什么说它难节能减排？燃料电池是用氢做能源，而氢是没有矿藏的，要解决的问题很多。第一个是高能耗、低排放制氢，现在有种说法，我们的风光发电很多，用这个电制氢，再用这个氢到燃料电池里面发电，这么一转，10度电剩下3度，但电动10度电可以出9度，这是三倍的效率。一般说用副产氢，合格的副产氢很少。我们有一个大专家用炼钢系统的副产气体来制氢，提纯，结果里面一氧化碳太多，项目最后可以说是失败而终。因为氢气在燃料电池里面一氧化碳的含量纯度必须达到千分之二，很难达到这样的标准，要达到这样的标准非常耗能。第二个是氢的安全储存、运输、分布，投资、耗能大。燃料电池寿命不够长，价格高，制作过程中耗能多。第四是膜、纸、泵、高压气罐等等的技术比较差，国产化还没有做好。铂金的资源太少，要研究无铂催化剂，这是世界性难题。所以要长期奋斗，才能解决不节能、不减排、不便宜的“三不”问题。我有一篇文章叫做获取氢能并不那么轻巧，去年发表在中国科学报，请大家可以参考。燃料电池在车上是一个增程器，很难和其他的增程器竞争，它只发电，要靠电池来驱动。现在燃料电池电动车给了非常高的补贴，煽起了一股进口电池部件的装车热，对于我们国家的技术发展有什么好处呢？所以我把它比成“难脱贫的困难户”。

第四是微小型纯电动车是真正节能减排，电池少，安全性高，适应城市、乡镇交通普遍需求，价格便宜，容易推广。这种车子用220V、5A夜间谷电充电，耗电少，真减排，相当于2省油100公里的耗电量。微小型纯电动车可用铅炭电池做低速车，更安全，也可以用锂离子电池做高速车，由市场决定，政府建立低速车交通管理，并尽快出台低速车标准，避免成为节能减排的绊脚石。我把这种车子比做“小康家庭”。

第五是增程式电动汽车，为什么说它很节能减排。从这个图上可以看到，第一代的电池电用完了之后，发电机启动，给电池充电。第二代就有变化，优化了电力系统，发动机的排量可以减少一半，和电池组合起来使用，同时电池也只有纯电动车的30%—40%，所以车子轻了，更加节能。

我归纳了这些优点，主要是破解了纯电动车的里程、安全、充电、价格、电池寿命五大焦虑，在增程车里面这些问题都解决了。增程式是节能减排又安全的电动车，正在加快发展。前面彩色是外国的，后面蓝颜色是中国车的增程式电动车。2018年科技部把增程式列入了“三纵”取代插电式，最近万刚的发言又把增程式和插电式并列在“三纵”里面，可能有些人反对他的意见。2015年发改委把增程式列为电动车，插电式列为燃油车，这是增程车的文件里面规定的。所以路线选对了，前景是很有希望。

第三个问题讲一下增程式电动车与电池融洽地发展。第一点是增程式车很节能，但是有人不相信，他们说内燃机发出的动力要经过机械能转成电能，再转成机械能两次转换，效率大大折扣。这是一种想当然的说法，增程式节油50%，我总结了有五大法宝：第一个是电池和发电机并联互补，是并联关系；内燃机排量可以减少一半。第二点是内燃机转速调节在最节能的窄范围，热效率很高，第三是红灯或者堵车时内燃机就关闭了，而燃油车此时是“0”效率。第四是能够回收刹车、下坡的能量。这部分可以节省油15%到20%，汽车专家王秉刚同志说可以节油20—30%，我还没有查到出处，但是这点很重要。第五是优化能效的电力电子控制，这是一个很重要的技术，两次能量转换，效率折扣并非臆想的那么大，而且只是领头。而且任何电动车用的电都需要经过两次转换，发电机发电，第二次是增程式车电池用量少，这也是节能减排，增程式车电池用量少，耗能排放就少，而且现在发展趋势是电池用量在减少，日产NOTE ePOWER 只装1.5度电池。增城式器与电池组成并联体系，安全性高，电池用量少，不过充、不过放，不追求过高比能量，不必用高镍三元锂离子电池，所以我把它比成“节俭和睦的家庭”。

第四点增程式是未来汽车的助力，《规划里面》里面讲“2021年起，国家生态文明试验区、大气污染防治重点区域新增或更新公交、出租、物流配送等公共领域车辆，新能源汽车比例不低于80%，增程式没有五大焦虑，能够在公交、出租、物流中大显身手。福建省是国家生态文明试验区之一，可以发展增程式，未来的发动机可以专烧乙醇而不烧油，不增加二氧化碳排放，全部由太阳能、增长秸秆、乙醇给发动机发电。

最后讲到“规划”及增程式车需要的新电池。规划要的新电池强调要开发创新，动力电池的开发创新应该从高比能量为主转向全方位的提高。规划要求加快形成快充为主的高速公路和城乡公共充电网络。我认为快速的关键不在充电器，而在电池的充电倍率，最主要的因素是正、负极材料的充电倍率要高。极片工艺、电解液组成，结构设计也很重要。

更加节能减排的增程式也需要快充电池，这要求很全面，我建议发展电容型锂离子电池，负极用软炭（硬炭）+硅，正极用磷酸铁锂+多孔炭，调节四种材料比例和电极厚度，可得不同充放电倍率和比能量，关键是材料与技术，全极耳引流，在于这方面有好几项专利。

最后对政府部门的建议，要强调节能减排是电动汽车宗旨，考核电动汽车真实的节能减排，要按照节能减排的水平评定正积分，不要再将正积分和纯电动里程挂钩，现在的政策有问题。

最后谢谢大家！顺便说一下，首届增程式电动车研讨会21日在北京举行，如果有兴趣欢迎参加。

（注：本文根据现场速记整理，未经演讲嘉宾审阅，仅作为参考资料，请勿转载！）