随着我国新能源汽车发展进入快车道，作为新能源汽车核心零部件的动力电池行业也迎来了高速发展期。6月26日，由南京市工业和信息化局主办、中国汽车技术研究中心有限公司（以下简称中汽中心）协办的“2019南京创新周新能源汽车产业地标峰会”上中国工程院院士杨裕生出席会议并发言，他不仅重点介绍了当今电动汽车及动力电池产业情况，还结合政策和市场环境详细阐述电动汽车及动力电池的发展路线和发展方向，以下是发言实录：
中国工程院院士杨裕生
杨裕生：大家下午好，今天我想讲一讲关于当今的电动汽车及动力电池产业发展。太长远的问题限于本人的水平，讲不透，讲不清，当前的问题看法也不一定很准确，但是我觉得作为一个讨论会，可以提出观点和大家一起交流。
新的市场环境之下，发展什么电动汽车？发展什么样的动力电池？我今天讲三个问题，第一是，节能减排是电动汽车的宗旨，第二是，市场主导下什么车卖得好？第三是，当前动力电池产业应该怎么干？
先讲第一个问题，节能减排是电动汽车的宗旨。节能减排要从电动汽车全寿期衡量，而不是只看电动汽车行驶这一段，要把电怎么来的考虑进去。当然，考虑更全面的就要把整个汽车的各个零部件的制造一直到汽车到最后的处置都要考虑进去。但是，最主要的先要把能源的使用考虑进去。所以，我说，长里程纯电动车是不节能减排；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。下面我谈谈我的看法，做一些分析。
为什么说长里程纯电动车不节能减排？现在电网电能主要来自燃煤的情况下，节油而耗电高的长里程纯电动车是不能减少排除的。TESLA纯电动车不用油，但是在新加坡受到罚款，就是因为追求长里程而多装电池，车重，耗电多，而发电的时候大量排放二氧化碳等有害物，这就是一个很好的例子。新加坡这个政策是对的，和我们政府现在的做法不同。即使未来电网的电能主要来自太阳能等清洁能源，而且高能电池也“过关了”，长里程纯电动车也未必可取。第一，多装电池，比能量又要高，燃烧爆炸的危险性大。第二，多装电池，电池生产、废电池处置耗电多。第三，多装电池，负重行车，浪费能量。第四，电池用电量大，车子价格高，竞争力低。第五，电池寿命短于整车，换新电池要用户另出钱。第六，充电桩要密，费钱又占地，且难符合要求。总之，长里程纯电动车背离了发展电动车的节能减排的宗旨；其次，用户多花钱，补贴取消后竞争力就差。
为什么说插电式混合动力车是假节能减排？插电式混合动力车有纯电动和内燃机两个动力系统，所以，第一点，车子很重，耗能高；第二点，50公里之内用电需要充电，远距离用内燃机，现在内燃机都是大马拉小车，不节能减排；第三点，标榜油耗很低，实际上计算耗油的方法有假象；例如，纯电动行驶80公里，20公里用油，计算百公里油耗时就将20公里的用油量除以100，于是，现在就讲插电式百公里耗油很低，实际上这是假的。第四点，不少用户不充电，插电式当燃油车在使用；当燃油车使用，费油排放就有增无减，还有的人把电池卖掉，这样他就得到了卖掉电池的钱，再加补贴，再加牌照的优惠，造成插电式的销量就大了。真实情况不是插电式对节能减排有贡献大家很欣赏它，而是种种利益诱惑，或者是误导造成的结果。去年百人会上，科技部万钢部长在会上宣布把插电式从“三纵”里面剔出了，取而代之的是增程式；发改委今年公布的一个汽车文件，也已经把插电式车放到燃油车里面去，而从电动汽车里面除名了。所以，现在政府部门已经开始认识到插电式车的实质了。
为什么说燃料电池电动车难节能减排？现在燃料电池用氢做能源，氢是没有矿藏的，需要用一次能源来转化，要解决的问题很多。第一个问题就是高能效低排放制氢技术。现在常有人讲，用电来电解水制氢，再通过燃料电池发电。这个转换过程中，10度电大概就剩了3度多电，转换效率是电池蓄电的三分之一。氢的另外一种来源是用副产氢，这个副产氢里面通常杂质很多，特别是一氧化碳这个气体对于燃料电池危害很大，结果是纯化过程消耗能量很大。第二个问题是氢的安全运输、分布、储存需要很大的投资，耗能也很多。第三个问题是燃料电池的寿命不够长，另外它的价格高，制作耗能也多。第四个问题是燃料电池用的质子交换膜、碳纸、气泵等的生产技术差，国产化还没有做好。第五个问题是铂金的资源太少，现在国产每年约4吨，进口铂金50吨左右，大部分用在化工行业做催化剂，也有一部分做首饰及其他用途。如果要大量做燃料电池现在这一点铂金远远不够，所以要研究没有铂金的催化剂，这是一个世界性难题。有人说，现在我们做少铂金催化剂，减少铂金用量。实际上，铂金少用了，电池寿命就短，因为它经不住气体里面杂质的毒化。这些问题要经过长期研究奋斗才能解决。
所以，我觉得我们政府尤其需要考虑三个问题。
第一个是燃料电池基础材料研发20年，20年来看到政府不断有很多的支持来研发这些刚才说的膜、纸、泵等等这些东西。但是20年生产不过关，原因何在？钱花的也不少，我觉得应该很好地总结一下经验教训。第二个是用进口燃料电池和电池零部件装车现在很时髦，给很高的补贴，这样做对我们国家的技术发展有什么好处？第三个是多大规模的演示合适？在什么地方演示？怎么从演示走向市场化？现在有一种说法，燃料电池电动车的演示也要搞“十城千辆”。有没有这个必要呢？我提三个问题，希望政府能够好好考虑。
我说微小型纯电动车是真正的节能减排，为什么？微小型电动汽车的电池少，安全性高，适应城市、乡镇交通的普遍需求，价格比较便宜，容易推广。微小型纯电动车以220v，5A充电8小时，8-9度电就可以行驶约100公里耗电少，真减排，相当于每公里3升油的排放。现在电能全部来自电网，如果我国发展1亿辆小型纯电动车，夜间充电就相当于100座百万KW的抽水蓄能电站，可省1.5亿元建站费用。微小型纯电动车可以用铅碳电池做低速车，更安全；也可以用锂离子电池做高速车，应由市场决定。
为什么说增程式电动车很节能减排？我这里画了一个第二代增程式的图，和第一代一样，但是它比第一代优化：第一发动机排量减小；第二发动机选择能效最高处；第三电池少，降低成本；第四车子减轻更加节能。综合它的优点：电池组不会过充过放，寿命延长，安全性高；磷酸铁锂电池比能量合用，安全性更提高；电池少，补贴退坡取消影响小，易推销；增程行驶比燃油车节油50%以上，大为省钱；可以不用充电，免建充电桩，且能行远距离；如有充电条件，城市百公里内节油率大于80%；燃油车生产及加油设施全继承，便于发展。总之，增程式电动车没有里程、安全、充电、价格、电池五大焦虑。
第二代增程式是燃油车与电动车的融合，改变了第一代的单纯延长续驶里程的局限性，节能减排。此技术已用于多种车辆，效果都很好。例如，华龙的12米电动车，市区公交模型百公里油耗12升，公路模式百公里油耗16.3升。日产汽车NOTE是一个紧凑型乘用车，日产说“e-Power动力系统是串联式混合动力”，实际上就是增程式，用三缸1.3升发动机，电池只装1.5度，百公里油耗2.9升（另外一个地方说是2.7升）。我国山东德州富路集团做了一个增程式低速车，用单缸0.2升排量的发动机发电，配铅酸电池，百公里油耗仅1.8升，2017年开始上市，当年就销售1万多台。
实际上燃料电池也是增程器的一种，将来它要和其他发电系统竞争。
以上是我想讲的第一个问题——对于现有各种车辆节能减排的看法。
下面讲第二个问题：市场主导下什么电动车能够卖得好？
我觉得电动车需要有七个方面来衡量它的性能：节能减排、安全性高、使用方便、价格低廉、能源费少、维修方便、使用期长。这七个方面都很重要，但是当前特别需要提的是安全性要高，安全性高的车子才会受到用户的亲睐，特斯拉纯电动车2017年以前烧了十几辆，2018年烧了11辆，今年2月26日佛罗里达车主烧死，3月26日广州、4月21号上海、5月12日香港三辆车无故自燃。
据不全统计，我国2017年烧车103辆，2018年烧51辆（？）这里我打了一个问号，因为不同的来源有不同的结果。90%以上是用三元锂离子电池的纯电动车。今年4月21号以后的一个月内，烧车11辆。
再举个例子，深圳的电动物流车，2018年这一个车种在深圳市就烧了5辆，其中4辆是电池自燃；今年3月6号、12号、16号的11天里面，用三元锂离子电池的北汽威旺电动物流车在充电时自燃，后来深圳就把这种车停止充电了。三元锂电火势蔓延太猛，车里的人来不及逃生，车外的人来不及救援！
安全性高的车才会受到用户青睐。
高镍三元锂离子电池为何引发频频烧车？着火是怎么点起来的，根源可能是多方面的，但是，造成那么剧烈的燃烧，烧起来之后还救不了，主要的问题还是电池里面的三元正极材料。
这一张图是美国桑地亚国家实验室提出来的，可以看到含镍80%的镍钴铝三元材料电池的热失控的温度是200度，镍钴锰各占三分之一的三元材料电池的热失控温度要高一些，大概在230度，尖晶石锰酸锂电池是250度；而磷酸铁锂电池温度升高后则没有发生剧烈的热失控。正极材料热失控温度越低，电池安全性越差。用三元正极的电池安全性最低，高镍三元电池更危险。特斯拉用的就是这个含镍80%的镍钴铝三元电池。
所以，补贴停止后，安全性将是电动汽车买主最看重的因素之一。
我现在想做一个探索，就是量化各种电动车辆的竞争力。刚刚说的有七个指标，我把这七个指标每个指标按0-5分来打，最后纯电动车12分，插电式车14分，燃料电池车11分，微纯电动车27分，增程式33分。我想大家都可以来用这一张表按照自己的判断来评判一下这五种车子的分数应该怎么打。表中有一个红星记号，就是燃料电池电动车“价格低廉”指标，我打了一个0分。现在燃料电池电动车补贴很高，所以“很便宜”，有的可以说不花多少钱就可以买到，这是假象。所以，我已经提出过有骗补危险的警告。
这表中，增程式车和微纯电动车分数名列前茅。虽然这个次序将来会有动态的微调，因为随着技术进步，各个指标可能会有变动，但是这一评估表，我想对于评价各个车子的竞争力是有参考价值的。
第三代增程式电动车技术是江苏公爵新能源公司提出的“发动直驱电动车”，就是发动机发的电不经过电池组，通过粗的红箭头到电动机，它和第二代增程式的不同，就在这一点上。这样就免除了充-放电的10%能量损耗，而且电池用量可以再减少，这样的车子预计节油率可达到60%，电池寿命可以更长。它集成了第二代增程式全部优点，克服了美中不足，集安全、节能减排、长里程、方便、省钱之大全。
或许有人会说：“增程式还是要烧油，不是最终目标”。我要提醒两点，第一点，如果我国汽车油耗都降到一半以下，每年省油2亿吨，环境改善、能源安全提高，我国由汽车大国向汽车强国迈进了一大步。第二点，纯电动车电池多、车子重、耗电多，未必是最终目标。特斯拉在新加坡受罚，很能说明问题。这与工信部的观点不同。要衡量全过程节能减排！
发动机和电池配合，节能减排效果最佳，这组合简直是“天作之合”。
未来增程式发动机可以不烧油，不增加二氧化碳排放。这里我有这么一个设想，就是全部能量从太阳能来，太阳能通过光伏发电、风力发电给蓄电站充电，蓄电站给车上电池充电。太阳能还可通过秸秆、甜高粱生产乙醇，将乙醇供发动机发电。这样，增程式电动车用的能量全部由太阳能来提供，也就是不增加二氧化碳的排放。所以增程式不是向纯电动汽车的过渡，而是未来的主力。
最后一个问题讲当前动力电池产业干怎么干？
我曾经在报纸上发表过一篇文章，要大力发展磷酸铁锂电池，高镍三元等高能电池不应该作为重点。有个别人提出不同意见，但是更多的人是赞成这个观点的。另外，现在有人讲，全固态电池可以提高安全性，我用了一个“又悬又远”来说明我的观点。悬，这个东西能不能做出来是个问题，所以我觉得全固态电池很悬；远，什么时候做出来，现在还是比较难以预料。
我想讲三点，第一点是磷酸铁锂电池是主力，要再提高性价比。磷酸铁锂电池的优势是安全性高，寿命长，不用短缺金属。我国已掌握微纳结构技术，碳包覆技术，弥补了电导率不高。磷酸铁锂电池已经已成功用于微小型纯电动车和第二代增程式。南昌有个恒动公司，单体已经达到180Wh／公斤，电池包达到151Wh／公斤。所以我们要向先进指标来看齐，当然，这个指标还可以提高。另外，进一步提高电池一致性和寿命，降低成本。磷酸铁锂电池将在公平竞争的市场当中。
大显身手，为节能减排做大贡献。
第二点就是电动汽车发展需要用新的电池。其一是传统燃油车改成轻混，要求电池快充电来回收刹车能量，可以节油15%。现在说得比较多的48V电池组，电池容量小于0.4度电，回收刹车能量时要求35C的充电能力。其二是，第三代增程式电动汽车电池用量少，大概一度多点的电容量，要回收刹车能量电池应有约5-8C倍率充电能力。其三是充电桩增多后，电动车电池可以少装、快充，大概需要10C左右，就是6分钟把电池充满，这样，电池可以成倍减少。
目前电池能够快放，但是难以快充，因为是用石墨做负极，锂离子嵌入石墨的速度慢，快充容易在石墨表面生成枝晶，穿透隔膜引起短路。所以，要发展高安全性、廉价的快充电池，负极需以硬炭代石墨，不易长枝晶。为了提高负极比容量，可以在硬炭中复合纳米硅。同时，在正极磷酸铁锂当中混入多孔炭，这样双电层电容与电池的内并，就简化了并联的线路、降低成本、延长寿命、提高功率。所以，我们提出的一种高安全型、可快充的电容型磷酸铁锂电池，就是用这样一幅图表示。调节这四种材料的比例和电极厚度，可得不同充放电倍率的动力电池。这种电池的关键在材料，现在研发已经有进展。这种电池的比能量比钛酸锂电池要高一倍，成本则是它的三分之一到四分之一。
最后我想讲几句。第一点是政策要改革。电动汽车和动力电池必须安全第一，而不是里程第一。第二点是企业经营要改向。电动汽车要发展必须市场化；要市场化，必须减少电池用量、提高安全性、节能减排、降低车价。而不是追求长里程纯电动、多装电池、浪费能源、增加排放、加大废电池处置量，更不该极速提高比能量、增加危险性。
第三点是提高安全性、坚持节能减排宗旨有四条做法。1、积分与节能减排挂钩，而不与纯电动里程挂钩。现在工信部提的积分与纯电动里程挂钩的做法，我认为不可取。我给他们提意，见他们不接受。2、发展新的磷酸铁锂电池，要提高寿命和充电倍率。3、纯电动乘用车微小型化，不追求超长里程。4、发展增程式技术，用于各种电动车。
