纵论电动汽车和化学蓄电

出版时间：2012-9  出版社：科学出版社  作者：杨裕生  页数：252  字数：297000  

内容概要

《纵论电动汽车和化学蓄电——杨裕生院士文集》新能源产业和新能源汽车产业列入国家“十二五”七大战略性新兴产业，化学电源是这两个产业的核心部分。本文集以化学电源技术的现状和发展前景为依据，对我国电动汽车的发展路线作了实事求是的分析，提出了相应的建议，特别是从安全性和经济效益出发，深入比较了各种化学电源在电动汽车和可再生能源两个领域中蓄电的作用。本文集收纳了著者近几年64 篇文章、报告、访谈录，分为发展电动汽车的战略意义、燃料电池电动汽车、电动汽车的发展路线、动力电池及材料、可再生能源与规模蓄电等五部分。

作者简介

杨裕生(1932-)，江苏如皋人，中国工程院院士，分析化学与放射化学家。开创我国的蘑菇云取样和核武器化学诊断研究。首次核试验中任取样队长，立二等功，领导建立无人穿云取样技术。提出裂变燃耗、中子剂量、锂燃耗、铀同位素、铀钚分威力的放化测试原理并指导研究成功。领导完成20余次试验取样分析任务，为验证和改进这些武器设计提供了重要依据；主持制定多次地下核试验的总体方案；指导镅锔和镧系化学研究。晚年，致力于蓄电技术研究，创建了中国人民解放军第一个化学电源研发中心，在国内率先开展高比能量锂-硫电池、高比功率电化学电容器和大规模蓄电液流电池新体系的研究。他带领团队，先后提出了硫-碳正极材料“主链导电，侧链储能”和“炭孔藏硫，多式储能”的结构设计新思路；得出了电化学电容器用多孔电极材料“六高”综合性能的理论体系和l纳米的孔具有良好储能特性和动力学特性的新结论；研制出了多种具有原创性的高性能关键材料；提出了有自主知识产权、不依赖进口关键材料、高性价比的单液流电池新体系。荣获国家发明二等奖2项，国家发明三等奖l项，国家科技进步奖三等奖2项，部委级科技进步二等奖4项。

书籍目录

序前言第一部分 发展电动汽车的战略意义大力发展纯电动汽车电动车与可再生能源蓄电的发展之路“电动技术产业”将为中国带来跨越式发展机遇以纯电动车为核心的“电动技术产业”正在兴起发展电动车刻不容缓 节能是一个长远国策第二部分 燃料电池电动汽车关于我国燃料电池汽车事业发展的信“氢经济”论的降温与电动车的发展从美国政府停止支持燃料电池电动车研发说起解读“863”计划电动汽车（一期）指南第三部分 电动汽车的发展路线回答《中国高新技术产业导报》记者关于电动车发展方面的问题评奥巴马的“下一代”电池和电动车计划关于我国电动汽车的技术发展路线的建议关于我国电动汽车的技术发展路线建议（全文）争议电动汽车技术路径电动汽车驶向何方?低速短程微型纯电动车是市场推进的突破口要果断制定电动汽车工业发展路线增程式电动车具有较强的过渡优势新能源汽车应坚持纯电动方向莫将电动汽车叫成新能源汽车热烈祝贺时风集团公司小型低速纯电动轿车生产线建成投产增程式电动汽车不是混合动力汽车增程式电动汽车是最佳选择别藐视铅酸电池微型电动汽车走自己的路才有出路电动轿车产业化应以实用小型车为突破口与科技日报讨论增程式汽车的“突破”电动汽车被指掉入“高档陷阱”应大力发展铅酸电池微、小型轿车以电池为依据,规划电动汽车发展发展低速电动车会断送汽车事业吗以电池为依据 规划电动车发展电动乘用车并非“无人买、无车卖”院士重责新能源汽车规划漏洞多半充半放是使用电池较佳方式节能与新能源汽车规划解读：发展路线比技术路线更重要《规划》目标应落实到生产厂试论提高电动汽车安全性之道第四部分 动力电池及材料电动技术产业与动力锂电池电动技术产业与新材料需求“863”计划应该支持铅酸电池的技术发展节油率是衡量电动汽车的根本标准铅酸电池的明天会更好用新技术武装铅酸电池为我国科学发展做出更大贡献“未来电动汽车高能电源研讨会”开幕词客观看铅酸电池铅酸电池本身不会污染环境在张家港华盛公司的讲演要十分重视“镍碳超级电容器”报道引起的负面效应谈铅酸电池行业的转型与发展电池中添加活性炭与超级电容器纯电动公交车：怎样补充电能最有利第五部分 可再生能源与规模蓄电液流电池及其与其他储能方式的比较大规模蓄电装置的化学电池中国风能发电的蓄电技术“非并网风电”应与大规模蓄电相结合简述发展大规模蓄电的液流蓄电池液流电池蓄电技术的进展与前景关于可再生氢氧燃料电池的议论储能装置直接经济效益的判据发展规模蓄电技术要自主创新我国规模蓄电技术发展之见解能源问题与液流电池发展现状给北京市科委的信和建议附录杨裕生传略

章节摘录

版权页：插图：第一部分 发展电动汽车的战略意义大力发展纯电动汽车2006年，我国电动汽车的研发取得了长足进步，不仅是“十五”电动汽车重大科技专项通过验收，而且各地也不断传出电动车研制、生产的新消息。比如，无锡安源汽车有限公司与澳大利亚BCI公司合作成功研制出混合动力客车；山东中通客车公司的混合电动客车下线；一汽和东风的混合动力客车获国家汽车产品公告并投放市场；东风、长安、奇瑞和一汽纷纷宣布混合动力轿车陆续投放市场等。在2006年，我国第一批纯电动轿车取得了产品准入公告。一、纯电动汽车优点明显我国一直很重视清洁、高效汽车技术的开发。电动汽车被列入国家“863”重大专项后，在整车开发方面主要有燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车3种技术。相对于混合动力汽车和燃料电池汽车，纯电动汽车有自身的优势。纯电动汽车以电动机代替燃油机，噪声低、无污染，电动机、油料及传动系统少占的空间和重量可用以补偿电池的需求；且因使用单一的电能源，电控系统相比混合电动车大为简化，降低了成本，也可补偿电池的部分价格。而且，纯电动车的电池在夜间利用电网的廉价“谷电”进行充电，可以平抑电网的峰谷差。对车主而言，利用分时计价的廉价“谷电”，也许花2～3元电费就能省下50元的油费。总之，对国家、电网、环境、用户，都是利益多多。所以应该大力发展纯电动车和以纯电动为主要运行模式的“电-油混合电动车”。目前，有的企业已经开始尝试，如：咸阳威力克能源有限公司用磷酸铁锂锂离子动力电池在北京科技大学的协作下装成了纯电动小轿车；博信电池（上海）有限公司用生产的锌空气电池研制成纯电动客车并向其他公司成组地提供多种纯电动车的电源。还有，解放军某部队与上海交通大学合作研究了电油双动力技术，并且应用到了电动车上。业内人士现在普遍估计，燃料电池汽车能成气候至少是10～15年后。而在纯电动汽车方面，由于二次动力电池进展不断，纯电动汽车虽未得到重大科技专项的资助，但却有“柳成荫”之势。现在应给这些即将成荫之“柳”补浇些“水”。二、解决几个认识问题发展电动汽车应该解决几个认识问题。电动车电池应以安全为第一位。电动车所用的电池，必须将安全性放在诸指标的首位，其次才是比能量、寿命、价格等其他因素所形成的综合性能。锌空气电池和以磷酸铁锂为正极的锂离子动力电池，无疑在现有的各类、各种动力电池中处于优势地位。应该不失时机地充分利用我国这两种电池目前的良好基础和势头，给予及时支持和政策鼓励，使之加速发展。重新认识纯电动汽车的适用范围和电能储量。目前阶段可以如此设想：我国城市电动交通车的动力可以锌空气电池为主，定点更换电池或电极材料，每个城市组建一个或几个电池或电极材料的再生工厂，各为若干条公交线配套服务；城市内使用的轿车则可主要使用以磷酸铁锂为正极的锂离子动力电池，如果电池重约150公斤，蓄电15kWh，续驶150公里，那么对大部分用户是足够了，而整车重量不见得比燃油车重多少。只是最初的车价可能要贵一些，但随着电池价格下降和车产量的增大，价格会不断降低。我认为，按照现有燃油车的指标（续驶里程、加速到100公里/小时所需时间、最高时速等），全面要求城市内使用的纯电动汽车是不合理的，尤其是在纯电动汽车推广应用的初期阶段，而且这样要求也是不必要的。三、建立相关政策国家政策对纯电动汽车的发展十分重要。有关部门可以早日建立起对于纯电动汽车企业的配套优惠政策，让企业能对纯电动汽车及其关键部件的生产放心大胆地投入。应该普及电费的分时计价并拉开峰谷电价的差距，让消费者从油电差价中得到足够的实惠以鼓起其购买纯电动汽车的欲望。最初阶段纯电动汽车的车价可能要比燃油车贵，可以通过向购车人发放政府补贴的办法解决一部分（或免去购车税），购车人用油电差价自己消化一部分。政府补贴纯电动汽车的车价应该是可行的，因为肯定可以从城市空气环境改善、减少用油等方面获得更大的直接或间接补偿。电动车与可再生能源蓄电的发展之路*我国经济快速发展，能源和环境问题“火爆”，石油价格上涨，更显“火上加油”。正如本次会议的通知所说：“大力发展风电和光伏电成为重要的战略决策。积极研发和推广电动车对节省石油和减轻环境污染有重大意义。储能电池与动力电池及相关材料的研究、开发和产业化是战略焦点。”本文讨论当前纯电动车和可再生能源蓄电及相关电池的发展之路。一、发展纯电动车在当前四类电动车（①“油-电混合电动车”；②外充电式（plug-in）混合电动车”；③纯电动车；④燃料电池电动车）中，应跨越式优先选择发展纯电动车。1. 大力发展纯电动车的理由：噪声低；无污染；结构最简单，使用、维修方便；完全替代“石油能源”。如每辆车2千瓦充电5小时，10度电行驶百公里，50万辆车每日共可替代汽油5000吨，一年180万吨！电池在夜间利用廉价“谷电”充电，可以平抑电网的峰谷差，解决当地电网调峰问题，50万辆纯电动车即可消耗 100万千瓦的“谷电”。2. 要重新认识纯电动汽车。过去，动力电池的比能量低，认为纯电动汽车只能用作特种车辆，在较小区域内行驶。如今，动力电池技术进步，性价比不断提高，其大发展已不存在近期难以克服的技术问题、材料来源问题和价格过高的问题。有种要求是不合理的——按照现有燃油车的指标（续驶里程600公里以上、加速到100公里/小时所需时间、最高时速等）全面要求城市内使用纯电动汽车，而且这样要求也是不必要的（尤其是在纯电动汽车推广应用的初期阶段）。3. 电动车动力电池的功能指标和经济指标：①安全性，安全第一；②比能量；③比功率；④寿命；⑤价格；⑥能量转换效率。锂离子动力电池和锌空气电池，在现有的各类、各种动力电池中处于优势地位。电动车在近、中期依靠不了燃料电池：价格昂贵，没有市场；铂的资源不够用；寿命不够长；能量转换效率低；氢的来源和储运有问题。远期，要看燃料电池技术如何发展。4. 磷酸铁锂电池的综合性能最好：安全性高，不用昂贵的原料，不含有害元素。已克服了电导率低、密度不高的缺点，重量比能量可达 100Wh/kg。锂离子电池电动车，昂贵吗？充电1000Wh

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