中國儲能網(wǎng)訊：7月10日上午，在以“突破 變革電動汽車發(fā)展安全之道”為主題的首屆中國國際電動汽車安全技術(shù)創(chuàng)新大會上，中國工程院院士楊裕生指出，現(xiàn)有發(fā)展路線是導(dǎo)致新能源汽車頻繁自燃的根本原因。
在楊院士看來，純電動汽車自燃早就應(yīng)該引起重視。以特斯拉為例，2018年國內(nèi)共發(fā)生了11起汽車失火爆炸事故，而在今年特斯拉的燒車勢頭也依舊不減。2月26日佛羅里達(dá)特斯拉失火，車主當(dāng)場燒死；3月26日，廣州特斯拉無故自燃；4月21日上海特斯拉自燃并燒毀三輛車等等火災(zāi)歷歷在目。特斯拉的自燃，以及國內(nèi)諸多純電動商用車、純電動乘用車的自燃，應(yīng)該催生更深入的思考。
楊院士認(rèn)為，新能源汽車起火的直接原因是電池問題?！皼]有絕對安全的電池，純電動汽車要在里程上追趕燃油車，就會導(dǎo)致車上裝過多的電池?！彼J(rèn)為，鋰離子電池都含有易燃溶劑，在高溫情況下，易產(chǎn)生可燃?xì)怏w。在這一前提條件下，燃油車上一般不會導(dǎo)致著火的短路等故障，在電動車上就很容易出現(xiàn)自燃。
同時(shí)，楊裕生院士還認(rèn)為，“里程越長需裝電池越多，能量密度越高危險(xiǎn)性越大，則電池組燃燒概率越高。”在目前重點(diǎn)發(fā)展和重金補(bǔ)貼長里程純電動車的情況下，企業(yè)還需要解決里程、安全、充電、價(jià)格、后續(xù)電池這五大焦慮。這極易誘導(dǎo)企業(yè)追逐高能電池，導(dǎo)致電池過多裝配和急促智能化，進(jìn)而出現(xiàn)安全性“雙下降”的問題。并且，在2018年長里程車補(bǔ)貼不減反增，更是引出多裝電池追補(bǔ)貼的新高潮。
也正因如此，楊院士認(rèn)為，純電動汽車頻繁自燃的根本原因，是當(dāng)下一些相關(guān)部門抓不準(zhǔn)純電動汽車發(fā)展的主要矛盾，導(dǎo)致其主要矛盾演變成安全與里程的對立，里程作為矛盾的主要方面，安全性則作為次要方面，造成發(fā)展路線、政策、技術(shù)問題等方面的出現(xiàn)偏差。
而發(fā)展路線和“雙掛鉤”政策，進(jìn)一步激化了安全與里程矛盾，導(dǎo)致車量過重，耗電多，實(shí)際排放過量，燒車頻發(fā)等問題層出不窮。在電網(wǎng)電能主要來自燃煤的情況下，節(jié)油而耗電高的長里程純電動車反倒不能減少排放，直接背離了電動汽車節(jié)能減排的宗旨。
面對于現(xiàn)在新能源車發(fā)展過程中的挑戰(zhàn)，楊裕生院士主張，安全性應(yīng)當(dāng)放在新能源汽車發(fā)展的第一位，用增程技術(shù)解決安全與里程矛盾，并以微小型純電動車為突破口，大中型車發(fā)展純電驅(qū)動的增程式。同時(shí)，堅(jiān)持節(jié)能減排宗旨，將純電動乘用車微小型化，發(fā)展增程式用于各種電動車，允許低速車用不燃燒的鉛蓄電池。
以下為楊裕生院士的演講速記內(nèi)容：
楊裕生：
大家上午好，我今天想就電動汽車著火原因進(jìn)行分析和提出對策。我這個(gè)分析主要是宏觀的，具體電池的制作和汽車影響安全的技術(shù)因素，這里就不再講了。我想講三個(gè)題目，第一是電動汽車安全技術(shù)創(chuàng)新大會，我們這個(gè)會議開的很及時(shí)，第二個(gè)問題是電動汽車頻發(fā)燃燒的根源問題，剛才主要講體現(xiàn)宏觀層面，第三是用增程技術(shù)解決安全與里程矛盾。
國外純電動汽車著火事件頻發(fā)，應(yīng)該引起重視！這個(gè)事情不是在今天今年引起重視，早就應(yīng)該引起重視。因?yàn)槭Щ鸬氖虑樵谇皫啄暌呀?jīng)很嚴(yán)重了，2017年以前純電動車燒了十幾輛，去年國外燒的事件繼續(xù)發(fā)生。保時(shí)捷在泰國充電時(shí)起火，西班牙是寶馬無故自燃，用的都是日本有名公司的電池。應(yīng)該說電池質(zhì)量還是比較好的。所以從這里可以看到，電動汽車起火的原因是多方面的，但是電池里面其實(shí)很重要的一點(diǎn)這是不可置疑的。因?yàn)槌潆姇r(shí)起火，這個(gè)很明顯是電池問題，無故自燃也是電池自己燃燒。2018年特斯拉繼續(xù)發(fā)生燃燒事件，頻率是一個(gè)月一起。包括在中國的有重慶、廣州、上海，在美國的很多，還有在歐洲，共計(jì)死了五個(gè)人。五死一傷，其中撞墻起火，充電起火，自燃，還有無故自燃原因，這樣一些情況，可以說引起燃燒的原因是很多的，但是最后都和電池里邊有可燃物密切相關(guān)。
而且死了五個(gè)人，這樣這么高的比例，是燃油車比例很少見的。2019年特斯拉燒車的勢頭并沒有減少。2月，3月，4月，我這里因?yàn)镻PT是做的比較早，6月份又有。汽車一旦起火，能夠采取的應(yīng)對措施確實(shí)不多。所以特斯拉它的應(yīng)急指南里邊提出來，電池火災(zāi)最長可能需要24小時(shí)才能熄滅，可以考慮在做好防護(hù)情況下，讓電池燃燒殆盡，他說就是讓它自己燒，也就是外面去救，救火是很難把它撲滅的。這是特斯拉的經(jīng)驗(yàn)還是教訓(xùn)，現(xiàn)在說不清，是不是應(yīng)該這么做，我現(xiàn)在也說不清，我希望大家一起來探討這個(gè)問題。電動汽車電池?zé)鹬蟮降讘?yīng)該怎么處理。
這上邊說的是外國的情況，我們中國根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2017年燒了103輛車，2018年9月初以前，根據(jù)歐陽明高院士提供數(shù)據(jù)燒了21輛車，實(shí)際上這個(gè)數(shù)據(jù)很不完全。根據(jù)高工鋰電統(tǒng)計(jì)，1月到8月，就剛才提出的時(shí)間差不多，這八個(gè)月，有時(shí)間，有地點(diǎn)的電動汽車燃燒是38輛，時(shí)間或地點(diǎn)記錄不全的還有十幾輛。深圳電動物流車2018年燒了5輛，其中4輛是電池自燃。今年3月6日，12日，16日，北汽的威旺電動物流車，在深圳充電的時(shí)候連續(xù)自燃，所以現(xiàn)在已經(jīng)停止了這種車在深圳充電。
今年4月21號后的一個(gè)月內(nèi)，國內(nèi)燒電動汽車不止11起，就是一個(gè)月當(dāng)中。
國內(nèi)電動汽車燒車的統(tǒng)計(jì)無法完整，因?yàn)槟承┤丝赡芫褪遣粩嗟膭h除電動汽車燃燒事故的報(bào)道。燒車原因分析不透，經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)沒有得到充分的吸取，事故處理的規(guī)章制度不完善。各類事情不了了之。
所以，我們這次舉行電動汽車安全技術(shù)創(chuàng)新大會適逢其時(shí)，我們研究電動汽車燃燒的原因、處理辦法以及相關(guān)政策建議，這是我講的第一個(gè)問題。
第二個(gè)問題，電動汽車頻繁燃燒的根源問題，我講根源，而不是很多具體現(xiàn)象。第一個(gè)我認(rèn)為是電池技術(shù)的原因，因?yàn)殇囯x子電池都含有易燃融劑，作為電解質(zhì)的重要組成部分，它的原因很多，包括蟲放電，內(nèi)阻發(fā)熱，產(chǎn)生枝晶，第二是BMS失靈，過充原因，這些原因往往滯后，不容易查很清晰。但是燃燒和融劑有密切關(guān)系，所以說沒有絕對的安全電池，包括我們經(jīng)常講的安全性說的鉛酸電池也發(fā)生過失火爆炸，因?yàn)樵谑褂眠^程當(dāng)中如果使用不當(dāng)，充電的時(shí)候流出來里面的水，電解產(chǎn)生氫氣和氧氣，氫氣和氧氣如果不能得到很好的很及時(shí)的處置，它也會造成爆炸然說。但是鉛酸電池產(chǎn)生事故的機(jī)率非常低，所以它應(yīng)該說安全意識不高，主要沒有什么可燃的物質(zhì)在里邊。
鋰離子電池就不一樣了，鋰離子電池在充放電的時(shí)候，熱量大幅度產(chǎn)生內(nèi)阻大的正極，正極電位越高，氧化型越強(qiáng)，過充則更強(qiáng)，容易引起和其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)造成熱失控，電壓越高的正極材料，最后產(chǎn)生的熱失控的機(jī)率就越大。這里我引入了美國的一張圖，縱坐標(biāo)代表溫度升高的速度，橫坐標(biāo)是溫度，可以看到，電池當(dāng)溫度升高到200度的時(shí)候，溫度急劇上升，也就是所謂熱失控，333，它的升溫大概在230度，錳酸鋁可以到250度，錳酸鐵它溫度升的是到250度以后，它的升溫不升了，反而降下來了，從這個(gè)上面來看的出，磷酸鐵一定是安全性最高。
第二原因是發(fā)展路線原因，我們政府把純電動車作為發(fā)展的重點(diǎn)，純電動車難解除五大焦慮，一個(gè)是里程焦慮，第二是安全焦慮，第三是充電焦慮，第四是價(jià)格焦慮，第五是后續(xù)電池焦慮。安全焦慮起源于現(xiàn)在重點(diǎn)發(fā)展長里程的純電動車的發(fā)展路線。電池組自燃概率除了與電池本身本性以外，還與電池總量成正比，過去我曾經(jīng)有過一個(gè)分析，分析是概率和哪些因素有關(guān)，電池總量越大，發(fā)生事故的概率越高?，F(xiàn)在要里程長，里程長就需要裝的電池越多，因此電池組燃燒概率越高。
所以純電動車追求長里程的發(fā)展路線，是燒車頻發(fā)的原因，這是第二點(diǎn)。
第三點(diǎn)，補(bǔ)貼政策的原因，我們現(xiàn)在補(bǔ)貼政策是重金補(bǔ)貼長里程純電動車，補(bǔ)貼與純電動里程掛鉤，而且在2018年就是去年，長里程車補(bǔ)貼沒有像其他車那樣減少，反而增加，這樣就引出“多裝電池追補(bǔ)貼”的新高潮。這是去年純電動車快速發(fā)展很重要的，就是長里程純電動車提高，再一個(gè)就是補(bǔ)貼和電池組的比能量掛鉤，比能量越高，補(bǔ)貼越高，就誘導(dǎo)了企業(yè)追逐高能量電池，而能量密度越高，危險(xiǎn)性越大！而且等不及考驗(yàn)、改進(jìn)、成熟就上車，可以說每年提高比能量的指標(biāo)。后來針試不過關(guān)，干脆就把針試實(shí)驗(yàn)取消，實(shí)際上針試過關(guān)，電池也不一定就能保證完全的安全，把這個(gè)實(shí)驗(yàn)取消掉了，就更加促使電池的不安全性。
雙掛鉤的補(bǔ)貼政策導(dǎo)致電池過度多裝和急促高能化，所以安全性雙重因素的影響下降。這是補(bǔ)貼政策所造成的原因。
第三是思想方法原因，就是我們政府部門一些人，抓不住主要矛盾和矛盾的主要面，什么是電動汽車發(fā)展的主要矛盾，我認(rèn)為是安全和里程的對立，現(xiàn)在把里程作為矛盾的主要方面，不顧安全，拼命不斷提高里程要求，安全性作為次要方面，這是頻發(fā)燒車的思想方法原因，這也是造成發(fā)展路線、政策、技術(shù)發(fā)生問題的根源。
所以，這些思想上出了問題，這是根本的問題。
發(fā)展路線和雙掛鉤政策，舞蹈多用超高能鋰電，激化安全與里程矛盾，矛盾本來就存在，但是由于處置不當(dāng)，激發(fā)了矛盾，它的后果就是電動汽車燒車頻發(fā)，車子加重了，耗電多，實(shí)際排放加重，背離了電動汽車節(jié)能減排的宗旨。而且和里程掛鉤的思路也延伸到了積分，現(xiàn)在積分制也是把它和里程掛鉤，里程越長，你積分越多，這個(gè)問題也會造成很不好的副作用。所以我覺得，應(yīng)該把它，把積分改到和節(jié)能減排掛鉤，什么樣的電動車節(jié)能減排高，應(yīng)該給他積分多。
第三個(gè)問題，用增程技術(shù)解決安全與里程矛盾。解決安全和里程矛盾，可以說現(xiàn)在有不同的一些思路和論點(diǎn)，聽說這次海南博鰲就有一個(gè)專家或者是領(lǐng)導(dǎo)人提出來，要在充分保證安全的前提下繼續(xù)提高電池的比能量，這個(gè)話聽上去好像沒有什么錯，實(shí)際上這是一個(gè)偽命題，我舉這么一個(gè)例子，電池大，比能量提高之后，它對安全性是非常嚴(yán)格的。就好像把一只狼和羊關(guān)在一個(gè)籠子里，要保證狼餓不死，又要保證羊能夠存活，這種可能性是不存在的，所以剛才這個(gè)問題，要確保安全條件下繼續(xù)提高電池的比能量，比功率，怎么提高，怎么保證，什么是個(gè)線，現(xiàn)在300瓦，是不還可以繼續(xù)提？現(xiàn)在有些還是這個(gè)說法，加大杠桿來保證電池不受其他的影響和破壞，加大連續(xù)系統(tǒng)。它的結(jié)果是成熟之后的比能量也就高了19%左右。這可以說得不償失的一種做法，我是越來越主張，我提出來一個(gè)原則是用好安全成熟的電池，發(fā)展節(jié)能減排的電動汽車。具體的技術(shù)路線，兩句話，以微小型純電動車為突破口，純電動車微小型，大中型車發(fā)展純電驅(qū)動的增程式。微小型純電動車可以用鉛酸電池做低速車，也可以用磷酸鐵鋰電子電池做高速車，由市場決定。增程式電動車解決純電動車五大焦慮，特別是安全焦慮，市場化最最可行，現(xiàn)在增程式電動車逐漸被接受了，科技部去年1月在電動汽車會上，科技部長講增程式引進(jìn)“新三縱”，替代插電式。這是在大會上說的。
今年國家發(fā)改委汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定把增程式列入電動車類，而把插電式歸到燃油車類。我對于增程式有一些思考和應(yīng)用，我把它發(fā)展劃分為三代，第一代增程式電動汽車是在純電動車上加裝增程器，就是發(fā)電機(jī)，這是純電動車的電路，很簡單，電池組，電動機(jī)提供電，加上增程器，也就是發(fā)電機(jī)，它只是為了增加行駛里程，電池用完了增程器發(fā)電給電池充電，他不追求節(jié)能。典型的代表是德國的寶馬I3，如果要加增程器，加價(jià)15%，增程器是0.7L排量發(fā)動機(jī)，在增程模式的情況下100公里油耗5.35L。
增程式發(fā)電如果電池是簡單的串聯(lián)，增程器的功率比較大，電池原來就重，所以整車耗能比較高，車子加重之后耗能更多，這是第一代增程式汽車，第二代增程式電動汽車它的線路圖和剛才沒有什么差別，但是它的電力系統(tǒng)優(yōu)化，發(fā)動機(jī)的排量減少了一半，第二個(gè)是發(fā)動機(jī)的熱效率從一個(gè)最高點(diǎn)上，而且是一個(gè)從后面來發(fā)電，第三是電池減少60%到70%，所以成本降低，電池少了車子也輕了，更加節(jié)能，這是第二代技術(shù)上的一些做法，它產(chǎn)生的后果就是電池組不會過充和過放，壽命延長，安全性高，磷酸鐵鋰電池比能量合用安全性進(jìn)一步提高，電池少，發(fā)動機(jī)小，補(bǔ)貼取消的影響小，容易推銷，增程行駛時(shí)比燃油車節(jié)油50%以上，大為省錢，可以不充電，免建充電樁，而且可以遠(yuǎn)距離行駛，如果有充電條件，城市里百公里油耗節(jié)油80%以上。燃油車的生產(chǎn)及加油設(shè)施全部繼承，便于發(fā)展。純電動車的剛才講有五大焦慮，在增程式里面不復(fù)存在。
我劃分了第三代的創(chuàng)新的增程式電動汽車技術(shù)，江蘇公爵提出來“發(fā)電直驅(qū)電動車”，而且申請了專利，車上發(fā)電機(jī)的電可以不經(jīng)過電池而直接驅(qū)動電動機(jī)。這個(gè)線路圖就是有一個(gè)粗的紅線，發(fā)電機(jī)發(fā)的電直接到電動機(jī)，極少部分經(jīng)過電池，用不完的電，給電池充電。
這樣就可以減免電池充電放電10%的能量損耗，電池可以進(jìn)一步減少，車子減輕，再降低電耗。電池的大電流工作機(jī)會減少，電池壽命延長，電池用量少，成本降低，更容易銷售，全壽期總費(fèi)用可遠(yuǎn)低于同級別的燃油車適用于各種車輛都可以大為節(jié)能減排。它比第二代增程式更優(yōu)越，節(jié)油率可以大于60%，現(xiàn)在要進(jìn)一步提高它的效率，高效率發(fā)展進(jìn)一步節(jié)能減排。發(fā)展高效率的發(fā)動機(jī)現(xiàn)在有一種論點(diǎn)是不相符的，就認(rèn)為燃油車已經(jīng)到頭了，有些國家說傳統(tǒng)的燃油車應(yīng)該停止生產(chǎn)了，因此發(fā)動機(jī)也就沒有什么前途了。實(shí)際上是不對的，發(fā)動機(jī)是個(gè)好東西，它可以進(jìn)一步提高熱效率，可以在節(jié)能減排當(dāng)中發(fā)揮很好的作用，特別是增程式的組合使用，它可以前沿供電。
再一個(gè)就是發(fā)展高安全性，廉價(jià)的快充磷酸鐵鋰電池，充分吸收5秒鐘的剎車能量，也就是說車子行駛要剎車的時(shí)候最初幾秒鐘速度比較高，它的動能比較大，回收它的能量就會回收比較多的電能。我們提出來負(fù)極以硬碳代替石墨，這樣不容易長枝晶，這是快充很重要的條件，另外，給復(fù)合納米硅提高比容量，在正極當(dāng)中混入多孔碳，把雙電層電容與電池內(nèi)并，這個(gè)器件簡化了線路，降低成本，延長壽命，提高倍率。這也是申請了一個(gè)專利，調(diào)節(jié)四個(gè)材料的比例和電極厚度，可以得到不同充放電倍率和比能量的動力電池，關(guān)鍵在新材料，研發(fā)很有進(jìn)展。比能量高于鈦酸鋰電池一倍，價(jià)格是太酸里電池的三分之一到四分之一，所以這是它的很值得發(fā)展的一種電池。也許有人會說增程式還是要燒油，不是最終目標(biāo)，我說要提請注意，第一，如果我國汽車的油耗降到一半以下，每年節(jié)省原油2億噸，環(huán)境改善，能源安全提高，我國由汽車大國向汽車強(qiáng)國邁進(jìn)了一大步，第二點(diǎn)是純電動車電池多，車重，耗電多，未必是最終目標(biāo)，這個(gè)觀點(diǎn)要明確起來，純電動車未必是最終目標(biāo)。特斯拉在新加坡受罰。所以要看全過程的節(jié)能減排，而不是在看路上行駛的一小塊，要結(jié)合起來，節(jié)能減排的效果最好，未來得增程式發(fā)動機(jī)可以不燒油，不增加二氧化碳，全部能量來提高，太陽能和光伏風(fēng)力發(fā)電，現(xiàn)在蓄電池里邊給車上電池充電，太陽能長出秸稈來，來生產(chǎn)乙醇，乙醇再提供發(fā)動機(jī)發(fā)電，像現(xiàn)在巴西有50%的車子是用的甘蔗做成的乙醇，而不是氣。這樣純電動車增程式電動車的能量全部替代，所以增程式不是向純電動車過渡，而是未來。
最后總結(jié)一下，第一條，要改革路線和政策，要把安全性放在電動汽車發(fā)展的第一位置。第二，改變經(jīng)營，這句話主要對企業(yè)講，電動汽車要賣得出去，不論高速或者低速，必須減少電池的用量，提高安全性，降低車價(jià)，而不是多裝電池，片面追求長里程純電動，或者拼命提高比能量，增加危險(xiǎn)性。第三個(gè)是堅(jiān)持節(jié)能減排的宗旨，提高安全性的做法，有四大意見，一是純電動車乘用車要微小型化，我看到我們長城的車我很高興，這是節(jié)能減排的車，不去追求很長的里程，第二是發(fā)展增程式，用于各種電動車，里程最終決定油箱大小，第三是低速車應(yīng)該允許用不燃燒的鉛蓄電池，由市場決定，而不是由政府個(gè)別部門來決定。四是發(fā)展快充磷酸鐵鋰電容電量，提高壽命，謝謝大家。
