縱論電動(dòng)汽車(chē)和化學(xué)蓄電

內(nèi)容概要

《縱論電動(dòng)汽車(chē)和化學(xué)蓄電——楊裕生院士文集》新能源產(chǎn)業(yè)和新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)列入國(guó)家“十二五”七大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，化學(xué)電源是這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)的核心部分。本文集以化學(xué)電源技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展前景為依據(jù)，對(duì)我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展路線(xiàn)作了實(shí)事求是的分析，提出了相應(yīng)的建議，特別是從安全性和經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，深入比較了各種化學(xué)電源在電動(dòng)汽車(chē)和可再生能源兩個(gè)領(lǐng)域中蓄電的作用。本文集收納了著者近幾年64 篇文章、報(bào)告、訪(fǎng)談錄，分為發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)的戰(zhàn)略意義、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展路線(xiàn)、動(dòng)力電池及材料、可再生能源與規(guī)模蓄電等五部分。

作者簡(jiǎn)介

楊裕生(1932-)，江蘇如皋人，中國(guó)工程院院士，分析化學(xué)與放射化學(xué)家。開(kāi)創(chuàng)我國(guó)的蘑菇云取樣和核武器化學(xué)診斷研究。首次核試驗(yàn)中任取樣隊(duì)長(zhǎng)，立二等功，領(lǐng)導(dǎo)建立無(wú)人穿云取樣技術(shù)。提出裂變?nèi)己?、中子劑量、鋰燃耗、鈾同位素、鈾钚分威力的放化測(cè)試原理并指導(dǎo)研究成功。領(lǐng)導(dǎo)完成20余次試驗(yàn)取樣分析任務(wù)，為驗(yàn)證和改進(jìn)這些武器設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)；主持制定多次地下核試驗(yàn)的總體方案；指導(dǎo)镅鋦和鑭系化學(xué)研究。晚年，致力于蓄電技術(shù)研究，創(chuàng)建了中國(guó)人民解放軍第一個(gè)化學(xué)電源研發(fā)中心，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展高比能量鋰-硫電池、高比功率電化學(xué)電容器和大規(guī)模蓄電液流電池新體系的研究。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，先后提出了硫-碳正極材料“主鏈導(dǎo)電，側(cè)鏈儲(chǔ)能”和“炭孔藏硫，多式儲(chǔ)能”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新思路；得出了電化學(xué)電容器用多孔電極材料“六高”綜合性能的理論體系和l納米的孔具有良好儲(chǔ)能特性和動(dòng)力學(xué)特性的新結(jié)論；研制出了多種具有原創(chuàng)性的高性能關(guān)鍵材料；提出了有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、不依賴(lài)進(jìn)口關(guān)鍵材料、高性?xún)r(jià)比的單液流電池新體系。榮獲國(guó)家發(fā)明二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，國(guó)家發(fā)明三等獎(jiǎng)l項(xiàng)，國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，部委級(jí)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)4項(xiàng)。

書(shū)籍目錄

序前言第一部分 發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)的戰(zhàn)略意義大力發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē)電動(dòng)車(chē)與可再生能源蓄電的發(fā)展之路“電動(dòng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)”將為中國(guó)帶來(lái)跨越式發(fā)展機(jī)遇以純電動(dòng)車(chē)為核心的“電動(dòng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)”正在興起發(fā)展電動(dòng)車(chē)刻不容緩 節(jié)能是一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)國(guó)策第二部分 燃料電池電動(dòng)汽車(chē)關(guān)于我國(guó)燃料電池汽車(chē)事業(yè)發(fā)展的信“氫經(jīng)濟(jì)”論的降溫與電動(dòng)車(chē)的發(fā)展從美國(guó)政府停止支持燃料電池電動(dòng)車(chē)研發(fā)說(shuō)起解讀“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車(chē)（一期）指南第三部分 電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展路線(xiàn)回答《中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào)》記者關(guān)于電動(dòng)車(chē)發(fā)展方面的問(wèn)題評(píng)奧巴馬的“下一代”電池和電動(dòng)車(chē)計(jì)劃關(guān)于我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)的建議關(guān)于我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)建議（全文）爭(zhēng)議電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)路徑電動(dòng)汽車(chē)駛向何方?低速短程微型純電動(dòng)車(chē)是市場(chǎng)推進(jìn)的突破口要果斷制定電動(dòng)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展路線(xiàn)增程式電動(dòng)車(chē)具有較強(qiáng)的過(guò)渡優(yōu)勢(shì)新能源汽車(chē)應(yīng)堅(jiān)持純電動(dòng)方向莫將電動(dòng)汽車(chē)叫成新能源汽車(chē)熱烈祝賀時(shí)風(fēng)集團(tuán)公司小型低速純電動(dòng)轎車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)建成投產(chǎn)增程式電動(dòng)汽車(chē)不是混合動(dòng)力汽車(chē)增程式電動(dòng)汽車(chē)是最佳選擇別藐視鉛酸電池微型電動(dòng)汽車(chē)走自己的路才有出路電動(dòng)轎車(chē)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)以實(shí)用小型車(chē)為突破口與科技日?qǐng)?bào)討論增程式汽車(chē)的“突破”電動(dòng)汽車(chē)被指掉入“高檔陷阱”應(yīng)大力發(fā)展鉛酸電池微、小型轎車(chē)以電池為依據(jù),規(guī)劃電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展發(fā)展低速電動(dòng)車(chē)會(huì)斷送汽車(chē)事業(yè)嗎以電池為依據(jù) 規(guī)劃電動(dòng)車(chē)發(fā)展電動(dòng)乘用車(chē)并非“無(wú)人買(mǎi)、無(wú)車(chē)賣(mài)”院士重責(zé)新能源汽車(chē)規(guī)劃漏洞多半充半放是使用電池較佳方式節(jié)能與新能源汽車(chē)規(guī)劃解讀：發(fā)展路線(xiàn)比技術(shù)路線(xiàn)更重要《規(guī)劃》目標(biāo)應(yīng)落實(shí)到生產(chǎn)廠(chǎng)試論提高電動(dòng)汽車(chē)安全性之道第四部分 動(dòng)力電池及材料電動(dòng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)與動(dòng)力鋰電池電動(dòng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)與新材料需求“863”計(jì)劃應(yīng)該支持鉛酸電池的技術(shù)發(fā)展節(jié)油率是衡量電動(dòng)汽車(chē)的根本標(biāo)準(zhǔn)鉛酸電池的明天會(huì)更好用新技術(shù)武裝鉛酸電池為我國(guó)科學(xué)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)“未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)高能電源研討會(huì)”開(kāi)幕詞客觀(guān)看鉛酸電池鉛酸電池本身不會(huì)污染環(huán)境在張家港華盛公司的講演要十分重視“鎳碳超級(jí)電容器”報(bào)道引起的負(fù)面效應(yīng)談鉛酸電池行業(yè)的轉(zhuǎn)型與發(fā)展電池中添加活性炭與超級(jí)電容器純電動(dòng)公交車(chē)：怎樣補(bǔ)充電能最有利第五部分 可再生能源與規(guī)模蓄電液流電池及其與其他儲(chǔ)能方式的比較大規(guī)模蓄電裝置的化學(xué)電池中國(guó)風(fēng)能發(fā)電的蓄電技術(shù)“非并網(wǎng)風(fēng)電”應(yīng)與大規(guī)模蓄電相結(jié)合簡(jiǎn)述發(fā)展大規(guī)模蓄電的液流蓄電池液流電池蓄電技術(shù)的進(jìn)展與前景關(guān)于可再生氫?氧燃料電池的議論儲(chǔ)能裝置直接經(jīng)濟(jì)效益的判據(jù)發(fā)展規(guī)模蓄電技術(shù)要自主創(chuàng)新我國(guó)規(guī)模蓄電技術(shù)發(fā)展之見(jiàn)解能源問(wèn)題與液流電池發(fā)展現(xiàn)狀給北京市科委的信和建議附錄楊裕生傳略

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：第一部分 發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)的戰(zhàn)略意義大力發(fā)展純電動(dòng)汽車(chē)2006年，我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，不僅是“十五”電動(dòng)汽車(chē)重大科技專(zhuān)項(xiàng)通過(guò)驗(yàn)收，而且各地也不斷傳出電動(dòng)車(chē)研制、生產(chǎn)的新消息。比如，無(wú)錫安源汽車(chē)有限公司與澳大利亞BCI公司合作成功研制出混合動(dòng)力客車(chē)；山東中通客車(chē)公司的混合電動(dòng)客車(chē)下線(xiàn)；一汽和東風(fēng)的混合動(dòng)力客車(chē)獲國(guó)家汽車(chē)產(chǎn)品公告并投放市場(chǎng)；東風(fēng)、長(zhǎng)安、奇瑞和一汽紛紛宣布混合動(dòng)力轎車(chē)陸續(xù)投放市場(chǎng)等。在2006年，我國(guó)第一批純電動(dòng)轎車(chē)取得了產(chǎn)品準(zhǔn)入公告。一、純電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)點(diǎn)明顯我國(guó)一直很重視清潔、高效汽車(chē)技術(shù)的開(kāi)發(fā)。電動(dòng)汽車(chē)被列入國(guó)家“863”重大專(zhuān)項(xiàng)后，在整車(chē)開(kāi)發(fā)方面主要有燃料電池汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)3種技術(shù)。相對(duì)于混合動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)，純電動(dòng)汽車(chē)有自身的優(yōu)勢(shì)。純電動(dòng)汽車(chē)以電動(dòng)機(jī)代替燃油機(jī)，噪聲低、無(wú)污染，電動(dòng)機(jī)、油料及傳動(dòng)系統(tǒng)少占的空間和重量可用以補(bǔ)償電池的需求；且因使用單一的電能源，電控系統(tǒng)相比混合電動(dòng)車(chē)大為簡(jiǎn)化，降低了成本，也可補(bǔ)償電池的部分價(jià)格。而且，純電動(dòng)車(chē)的電池在夜間利用電網(wǎng)的廉價(jià)“谷電”進(jìn)行充電，可以平抑電網(wǎng)的峰谷差。對(duì)車(chē)主而言，利用分時(shí)計(jì)價(jià)的廉價(jià)“谷電”，也許花2～3元電費(fèi)就能省下50元的油費(fèi)?？傊?，對(duì)國(guó)家、電網(wǎng)、環(huán)境、用戶(hù)，都是利益多多。所以應(yīng)該大力發(fā)展純電動(dòng)車(chē)和以純電動(dòng)為主要運(yùn)行模式的“電-油混合電動(dòng)車(chē)”。目前，有的企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始嘗試，如：咸陽(yáng)威力克能源有限公司用磷酸鐵鋰鋰離子動(dòng)力電池在北京科技大學(xué)的協(xié)作下裝成了純電動(dòng)小轎車(chē)；博信電池（上海）有限公司用生產(chǎn)的鋅?空氣電池研制成純電動(dòng)客車(chē)并向其他公司成組地提供多種純電動(dòng)車(chē)的電源。還有，解放軍某部隊(duì)與上海交通大學(xué)合作研究了電?油雙動(dòng)力技術(shù)，并且應(yīng)用到了電動(dòng)車(chē)上。業(yè)內(nèi)人士現(xiàn)在普遍估計(jì)，燃料電池汽車(chē)能成氣候至少是10～15年后。而在純電動(dòng)汽車(chē)方面，由于二次動(dòng)力電池進(jìn)展不斷，純電動(dòng)汽車(chē)雖未得到重大科技專(zhuān)項(xiàng)的資助，但卻有“柳成蔭”之勢(shì)?，F(xiàn)在應(yīng)給這些即將成蔭之“柳”補(bǔ)澆些“水”。二、解決幾個(gè)認(rèn)識(shí)問(wèn)題發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)該解決幾個(gè)認(rèn)識(shí)問(wèn)題。電動(dòng)車(chē)電池應(yīng)以安全為第一位。電動(dòng)車(chē)所用的電池，必須將安全性放在諸指標(biāo)的首位，其次才是比能量、壽命、價(jià)格等其他因素所形成的綜合性能。鋅?空氣電池和以磷酸鐵鋰為正極的鋰離子動(dòng)力電池，無(wú)疑在現(xiàn)有的各類(lèi)、各種動(dòng)力電池中處于優(yōu)勢(shì)地位。應(yīng)該不失時(shí)機(jī)地充分利用我國(guó)這兩種電池目前的良好基礎(chǔ)和勢(shì)頭，給予及時(shí)支持和政策鼓勵(lì)，使之加速發(fā)展。重新認(rèn)識(shí)純電動(dòng)汽車(chē)的適用范圍和電能儲(chǔ)量。目前階段可以如此設(shè)想：我國(guó)城市電動(dòng)交通車(chē)的動(dòng)力可以鋅?空氣電池為主，定點(diǎn)更換電池或電極材料，每個(gè)城市組建一個(gè)或幾個(gè)電池或電極材料的再生工廠(chǎng)，各為若干條公交線(xiàn)配套服務(wù)；城市內(nèi)使用的轎車(chē)則可主要使用以磷酸鐵鋰為正極的鋰離子動(dòng)力電池，如果電池重約150公斤，蓄電15kWh，續(xù)駛150公里，那么對(duì)大部分用戶(hù)是足夠了，而整車(chē)重量不見(jiàn)得比燃油車(chē)重多少。只是最初的車(chē)價(jià)可能要貴一些，但隨著電池價(jià)格下降和車(chē)產(chǎn)量的增大，價(jià)格會(huì)不斷降低。我認(rèn)為，按照現(xiàn)有燃油車(chē)的指標(biāo)（續(xù)駛里程、加速到100公里/小時(shí)所需時(shí)間、最高時(shí)速等），全面要求城市內(nèi)使用的純電動(dòng)汽車(chē)是不合理的，尤其是在純電動(dòng)汽車(chē)推廣應(yīng)用的初期階段，而且這樣要求也是不必要的。三、建立相關(guān)政策國(guó)家政策對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展十分重要。有關(guān)部門(mén)可以早日建立起對(duì)于純電動(dòng)汽車(chē)企業(yè)的配套優(yōu)惠政策，讓企業(yè)能對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)及其關(guān)鍵部件的生產(chǎn)放心大膽地投入。應(yīng)該普及電費(fèi)的分時(shí)計(jì)價(jià)并拉開(kāi)峰?谷電價(jià)的差距，讓消費(fèi)者從油?電差價(jià)中得到足夠的實(shí)惠以鼓起其購(gòu)買(mǎi)純電動(dòng)汽車(chē)的欲望。最初階段純電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)價(jià)可能要比燃油車(chē)貴，可以通過(guò)向購(gòu)車(chē)人發(fā)放政府補(bǔ)貼的辦法解決一部分（或免去購(gòu)車(chē)稅），購(gòu)車(chē)人用油?電差價(jià)自己消化一部分。政府補(bǔ)貼純電動(dòng)汽車(chē)的車(chē)價(jià)應(yīng)該是可行的，因?yàn)榭隙梢詮某鞘锌諝猸h(huán)境改善、減少用油等方面獲得更大的直接或間接補(bǔ)償。電動(dòng)車(chē)與可再生能源蓄電的發(fā)展之路*?我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，能源和環(huán)境問(wèn)題“火爆”，石油價(jià)格上漲，更顯“火上加油”。正如本次會(huì)議的通知所說(shuō)：“大力發(fā)展風(fēng)電和光伏電成為重要的戰(zhàn)略決策。積極研發(fā)和推廣電動(dòng)車(chē)對(duì)節(jié)省石油和減輕環(huán)境污染有重大意義。儲(chǔ)能電池與動(dòng)力電池及相關(guān)材料的研究、開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化是戰(zhàn)略焦點(diǎn)?！北疚挠懻摦?dāng)前純電動(dòng)車(chē)和可再生能源蓄電及相關(guān)電池的發(fā)展之路。一、發(fā)展純電動(dòng)車(chē)在當(dāng)前四類(lèi)電動(dòng)車(chē)（①“油-電混合電動(dòng)車(chē)”；②外充電式（plug-in）混合電動(dòng)車(chē)”；③純電動(dòng)車(chē)；④燃料電池電動(dòng)車(chē)）中，應(yīng)跨越式優(yōu)先選擇發(fā)展純電動(dòng)車(chē)。1. 大力發(fā)展純電動(dòng)車(chē)的理由：噪聲低；無(wú)污染；結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，使用、維修方便；完全替代“石油能源”。如每輛車(chē)2千瓦充電5小時(shí)，10度電行駛百公里，50萬(wàn)輛車(chē)每日共可替代汽油5000噸，一年180萬(wàn)噸！電池在夜間利用廉價(jià)“谷電”充電，可以平抑電網(wǎng)的峰谷差，解決當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)調(diào)峰問(wèn)題，50萬(wàn)輛純電動(dòng)車(chē)即可消耗 100萬(wàn)千瓦的“谷電”。2. 要重新認(rèn)識(shí)純電動(dòng)汽車(chē)。過(guò)去，動(dòng)力電池的比能量低，認(rèn)為純電動(dòng)汽車(chē)只能用作特種車(chē)輛，在較小區(qū)域內(nèi)行駛。如今，動(dòng)力電池技術(shù)進(jìn)步，性?xún)r(jià)比不斷提高，其大發(fā)展已不存在近期難以克服的技術(shù)問(wèn)題、材料來(lái)源問(wèn)題和價(jià)格過(guò)高的問(wèn)題。有種要求是不合理的——按照現(xiàn)有燃油車(chē)的指標(biāo)（續(xù)駛里程600公里以上、加速到100公里/小時(shí)所需時(shí)間、最高時(shí)速等）全面要求城市內(nèi)使用純電動(dòng)汽車(chē)，而且這樣要求也是不必要的（尤其是在純電動(dòng)汽車(chē)推廣應(yīng)用的初期階段）。3. 電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池的功能指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：①安全性，安全第一；②比能量；③比功率；④壽命；⑤價(jià)格；⑥能量轉(zhuǎn)換效率。鋰離子動(dòng)力電池和鋅?空氣電池，在現(xiàn)有的各類(lèi)、各種動(dòng)力電池中處于優(yōu)勢(shì)地位。電動(dòng)車(chē)在近、中期依靠不了燃料電池：價(jià)格昂貴，沒(méi)有市場(chǎng)；鉑的資源不夠用；壽命不夠長(zhǎng)；能量轉(zhuǎn)換效率低；氫的來(lái)源和儲(chǔ)運(yùn)有問(wèn)題。遠(yuǎn)期，要看燃料電池技術(shù)如何發(fā)展。4. 磷酸鐵鋰電池的綜合性能最好：安全性高，不用昂貴的原料，不含有害元素。已克服了電導(dǎo)率低、密度不高的缺點(diǎn)，重量比能量可達(dá) 100Wh/kg。鋰離子電池電動(dòng)車(chē)，昂貴嗎？充電1000Wh

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《縱論電動(dòng)汽車(chē)和化學(xué)蓄電:楊裕生院士文集》可供電動(dòng)汽車(chē)和新能源領(lǐng)域的企業(yè)管理、工程和科技人員參考，也可供各級(jí)政府的工業(yè)、發(fā)展改革、科學(xué)技術(shù)等管理部門(mén)人員參考。

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