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日佛羅里達特斯拉失火，車主當場燒死；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，應該催生更深入的思考。
楊院士認為，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，就會導致車上裝過多的電池。”他認為，鋰離子電池都含有易燃溶劑，在高溫情況下，易產(chǎn)生可燃氣體。在這一前提條件下，燃油車上一般不會導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，楊裕生院士還認為，“里程越長需裝電池越多，能量密度越高危險性越大，則電池組燃燒概率越高?！痹谀壳爸攸c發(fā)展和重金補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、價格、后續(xù)電池這五大焦慮。這極易誘導企業(yè)追逐高能電池，導致電池過多裝配和急促智能化，進而出現(xiàn)安全性“雙下降”的問題。并且，在2018年長里程車補貼不減反增，更是引出多裝電池追補貼的新高潮。
也正因如此，楊院士認為，純電動汽車頻繁自燃的根本原因，是當下一些相關部門抓不準純電動汽車發(fā)展的主要矛盾，導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、技術問題等方面的出現(xiàn)偏差。
而發(fā)展路線和“雙掛鉤”政策，進一步激化了安全與里程矛盾，導致車量過重，耗電多，實際排放過量，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，安全性應當放在新能源汽車發(fā)展的第一位，用增程技術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，堅持節(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行分析和提出對策。我這個分析主要是宏觀的，具體電池的制作和汽車影響安全的技術因素，這里就不再講了。我想講三個題目，第一是電動汽車安全技術創(chuàng)新大會，我們這個會議開的很及時，第二個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，第三是用增程技術解決安全與里程矛盾。
國外純電動汽車著火事件頻發(fā)，應該引起重視！這個事情不是在今天今年引起重視，早就應該引起重視。因為失火的事情在前幾年已經(jīng)很嚴重了，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。保時捷在泰國充電時起火，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，但是電池里面其實很重要的一點這是不可置疑的。因為充電時起火，這個很明顯是電池問題，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，共計死了五個人。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。
而且死了五個人，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，我這里因為PPT是做的比較早，6月份又有。汽車一旦起火，能夠采取的應對措施確實不多。所以特斯拉它的應急指南里邊提出來，電池火災最長可能需要24小時才能熄滅，可以考慮在做好防護情況下，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)驗還是教訓，現(xiàn)在說不清，是不是應該這么做，我現(xiàn)在也說不清，我希望大家一起來探討這個問題。電動汽車電池燒火之后到底應該怎么處理。
這上邊說的是外國的情況，我們中國根據(jù)不完全統(tǒng)計，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，實際上這個數(shù)據(jù)很不完全。根據(jù)高工鋰電統(tǒng)計，1月到8月，就剛才提出的時間差不多，這八個月，有時間，有地點的電動汽車燃燒是38輛，時間或地點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號后的一個月內(nèi)，國內(nèi)燒電動汽車不止11起，就是一個月當中。
國內(nèi)電動汽車燒車的統(tǒng)計無法完整，因為某些人可能就是不斷的刪除電動汽車燃燒事故的報道。燒車原因分析不透，經(jīng)驗教訓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創(chuàng)新大會適逢其時，我們研究電動汽車燃燒的原因、處理辦法以及相關政策建議，這是我講的第一個問題。
第二個問題，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。第一個我認為是電池技術的原因，因為鋰離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，因為在使用過程當中如果使用不當，充電的時候流出來里面的水，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)生事故的機率非常低，所以它應該說安全意識不高，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，過充則更強，容易引起和其他物質(zhì)的化學反應，化學反應造成熱失控，電壓越高的正極材料，最后產(chǎn)生的熱失控的機率就越大。這里我引入了美國的一張圖，縱坐標代表溫度升高的速度，橫坐標是溫度，可以看到，電池當溫度升高到200度的時候，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，純電動車難解除五大焦慮，一個是里程焦慮，第二是安全焦慮，第三是充電焦慮，第四是價格焦慮，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)有過一個分析，分析是概率和哪些因素有關，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。
第三點，補貼政策的原因，我們現(xiàn)在補貼政策是重金補貼長里程純電動車，補貼與純電動里程掛鉤，而且在2018年就是去年，長里程車補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，再一個就是補貼和電池組的比能量掛鉤，比能量越高，補貼越高，就誘導了企業(yè)追逐高能量電池，而能量密度越高，危險性越大！而且等不及考驗、改進、成熟就上車，可以說每年提高比能量的指標。后來針試不過關，干脆就把針試實驗取消，實際上針試過關，電池也不一定就能保證完全的安全，把這個實驗取消掉了，就更加促使電池的不安全性。
雙掛鉤的補貼政策導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，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，這個問題也會造成很不好的副作用。所以我覺得，應該把它，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，應該給他積分多。
第三個問題，用增程技術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，聽說這次海南博鰲就有一個專家或者是領導人提出來，要在充分保證安全的前提下繼續(xù)提高電池的比能量，這個話聽上去好像沒有什么錯，實際上這是一個偽命題，我舉這么一個例子，電池大，比能量提高之后，它對安全性是非常嚴格的。就好像把一只狼和羊關在一個籠子里，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，什么是個線，現(xiàn)在300瓦，是不還可以繼續(xù)提？現(xiàn)在有些還是這個說法，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“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，這是純電動車的電路，很簡單，電池組，電動機提供電，加上增程器，也就是發(fā)電機，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15%，增程器是0.7L排量發(fā)動機，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)動機的排量減少了一半，第二個是發(fā)動機的熱效率從一個最高點上，而且是一個從后面來發(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一步提高，電池少，發(fā)動機小，補貼取消的影響小，容易推銷，增程行駛時比燃油車節(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，在增程式里面不復存在。
我劃分了第三代的創(chuàng)新的增程式電動汽車技術，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)電機的電可以不經(jīng)過電池而直接驅(qū)動電動機。這個線路圖就是有一個粗的紅線，發(fā)電機發(fā)的電直接到電動機，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，電池可以進一步減少，車子減輕，再降低電耗。電池的大電流工作機會減少，電池壽命延長，電池用量少，成本降低，更容易銷售，全壽期總費用可遠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)在要進一步提高它的效率，高效率發(fā)展進一步節(jié)能減排。發(fā)展高效率的發(fā)動機現(xiàn)在有一種論點是不相符的，就認為燃油車已經(jīng)到頭了，有些國家說傳統(tǒng)的燃油車應該停止生產(chǎn)了，因此發(fā)動機也就沒有什么前途了。實際上是不對的，發(fā)動機是個好東西，它可以進一步提高熱效率，可以在節(jié)能減排當中發(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。
再一個就是發(fā)展高安全性，廉價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，給復合納米硅提高比容量，在正極當中混入多孔碳，把雙電層電容與電池內(nèi)并，這個器件簡化了線路，降低成本，延長壽命，提高倍率。這也是申請了一個專利，調(diào)節(jié)四個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，關鍵在新材料，研發(fā)很有進展。比能量高于鈦酸鋰電池一倍，價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，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國邁進了一大步，第二點是純電動車電池多，車重，耗電多，未必是最終目標，這個觀點要明確起來，純電動車未必是最終目標。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，要結合起來，節(jié)能減排的效果最好，未來得增程式發(fā)動機可以不燒油，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，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，增加危險性。第三個是堅持節(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，第三是低速車應該允許用不燃燒的鉛蓄電池，由市場決定，而不是由政府個別部門來決定。四是發(fā)展快充磷酸鐵鋰電容電量，提高壽命，謝謝大家。
