陈全世:中国电动汽车电池及充电系统标准的制定
4月20日,清华大学汽车研究所所长、中国汽车工程学会电动汽车分会主任陈全世在”2011年全球汽车论坛”上发表演讲。
陈全世:尊敬的主席先生,尊敬的来宾和专家,我今天主要讲一下电动车、电池以及充电的标准制定,因为我本人是国家电动车标会的负责人,我起草过7项标准,但是现在电动车推广主要卡在标准上,没有标准就没有办法产业化,尤其是目前我们纯电动车也好,普拉格也好,把充电作为非常重要的途径,电动车推广的关键在能源系统,能源系统不光是电池,还有充电,现在出现的一些问题,我觉得可能在标准领域也出现了乱障。一个看看电动汽车主要讲四个问题,一个是电动汽车发展的现状,另外电动车产业发展的路线图,我们国家规定2011年-2020年有一个想法,第三个充电设施的建设,现在建设的比较多,全国各地特别是2009年10月份以后,全国各地掀起了充电站的高潮,后面再说一下比准。
中国的电动汽车还有国家已经出台的要求,但是现在还没有完全作为正式发布,但是内部透露的消息可以看到,中国在电动汽车,新能源汽车方面,节能与新能源汽车方面是雄心壮志或者野心勃勃,是一回事,还是有重大规划的,也就是说要在电动车要做的节能与新能源汽车,总规模占世界第一,这是在10年以内的规划,到2020年,另外把新能源汽车作为界定,把不充电的混合动力作为混合汽车,具体的目标都有规定,大家可能看到了。国家可能会给一些补贴,主要是国家财政,不包括地方的未来10年1,000亿,这个数字比较保守,地方政府投入和企业投入,过去可能是1:3:10,最后的投资上万亿,光铁道建设投入了2万亿,我觉得不是耸人听闻的,中央财政财政部投资1,000亿,地方财政投入更大,这个问题可能大家需要关注的问题,现在看来这个势头比较好,毕竟有这样的需求。
第一个油价在上涨,涨得有点不太好给别人接受,另外环境的问题在恶化,尤其是北京、上海大城市,工业出去了,汽车排放是很重要的问题,另外压力是电网里面低谷电和新能源,风电、太阳能、核电,还有其他新能源,带有季节性或者气候性,一会儿有,一会儿没有,晚上要不要发电?因此中国对新能源汽车动大手笔,希望在新能源汽车上能够尽快赶上国际先进水平,在传统汽车上我们有三大关键技术的缺失第一条内燃机技术,第二自动变速箱技术,第三整车氢量化缺失,但是发动机能不能绕过去?要看事在人为。国家还会有一些补贴,但是地方我估计新能源补贴政策主要在地方,地方的政策应该是比较优惠的,有的地方国家给一,他也给一,国家给一他给二,这些补贴政策是推广新能源政策重要的手段,补贴政策也带来非议,一个是发展方向,第二个现在还不足要走到市场竞争,举个例子,目前幼儿园在校学,没有进入大学,没有竞争力,国家不给他补贴可能会夭折。这是一个很重要的,但补贴的东西不一定现在具有市场前景,如果油市场前景可能不需要补贴了。
总体的战略,国家科技部和专家提出总体战略要三步走,第一步要实行一些大城市公共服务范围的各种车辆进行示范,集中使用的车辆,我后面会讲的,这个推广应用和产业化要分步走,第二步讲一些新能源小型、轻型车,纯电动车不要搞,当时提出口号纯电动汽车不要走大划,要走小型低,小型化、低配置,容易走到市场。
第三步经过10年到2020年,新能源汽车和现在传统汽车具有竞争力?这就是我觉得已经是很快的速度了。
电动汽车的好处大家很清楚,中国为什么发展它?就是解决中国能源结构问题和我们排放污染问题,二氧化碳的排放和有害气体的排放。还有电网系统的效率问题,解决这三大问题。
第二个讲一下电动车产业发展的路线图,我简单介绍一下,第一个就是我们采取了两套办法,一个是过渡战略,另外转型战略,过渡战略把现有的内燃机充分发挥作用,包括甲醇、乙醇、二甲醚、天然气,这就是的过渡战略,甚至是混合动力也是过渡战略,另外转型新的能源,就是纯电动,燃料电池,已经得到了大家共识,节能和新能源汽车并重,解决国家能源问题可能解决不了近渴。轻量化技术和传统新能源技术要一步步做,这是要企业做,企业要竞争力,必须节省油耗,提高燃油效率,减少重量,使汽车更经济,更安全,更快捷。
另外从中国来说,为什么要优先发展新能源汽车?我估计有三个问题,第一个能源结构,第二发动机技术缺失,第三个电网系统,电网系统目前中国没有数据,我2007年在美国开会的时候和美国人们交流,他们作了详细的报告,美国有电力研究院,还有福特公司,他们统计平均美国从凌晨1点-凌晨7点,在那个时间里面全美国电网负荷率不超过47%,53%富余,而且美国轻型车1亿3,000万辆,按照3个千瓦充电用的是6%,因此推出智能电网,大家一块充就崩溃了,允许充电还富余的,中国数据没有,中国晚上富余电也是比较多,10年前统计过,现在没有统计。发展的路线图有混合动力到小型电动车,然后再到标准的电动车。
我讲的小型电动车,不是低速45公里的速度,低速是低配置,不是推广45公里以下,那个方向我本人不认为是方向。还讲社会的环境也是有利于推广,技术的支撑,因此我提出一个想法,就是新能源汽车要选择一种1+4,就是5个1,一个选择正确的模式,所谓正确的模式包括四个,一种正确的技术路线,包括纯电动还是混合动力,还是燃料电池,是充电还是换电,适用的车型,可能和有些别人不一样,现在不宜拿纯电动做出租车,纯电动现在还处于比较弱小的地步,不要在恶劣条件下使用。另外合适的使用地区,在哪里使用合适要选择,不主张在严酷的环境下用,像青海、西藏用,冬天太冷电池充电都是问题,冷对能量消耗太大,找一个合适的地区,包括一个城市上海、北京到哪里用,北京到延庆用不合适。还有公共汽车选择合适的路线,心里毕竟电动汽车不成熟。还要选择合理的模式和正确的使用者,怎么用它?用的比较合适?才能取得突破,正确的使用者不主张给农民用,农民的文化程度,对电动车接受程度比较差,他们对成本使用更非常敏感,因为我家在农村,我跟我们的弟弟说,不要买电动车,我主张白领人们,尤其家里有钱的,有一辆车可以有第二辆车可以用它。一个东西的成功试验还是要条件,如果现在条件非常好,我举个例子,我们有一个城市,在8年以前,出租车有2升排量的车型,跑了40万公里出问题,这个不是用出租车用的,后来打官司请专家判断,这个卖错了,这个使用很关键。
纵观历史发展要有一个阶段,电动车还没有成熟,可能在小学、初中阶段。还没有到高中。
第三个问题讲的关键技术,三电(电机、电池、电控),小的电动助力转向,电动刹车。现在的充电设施各地建得比较多,但是怎么充比较模糊,因为我在20年前开始研究电动车,国家第一批国家八五技术拿到的计划的人,可能有两种模式一个是集中充电,一个是分散充电,一个直流充电,一个交流充电,对于普通的在晚上充电是关键的,另外集中充电有两种,一个是大单位公交公司,另外应急充电,在加油站旁边,你的车跑50公里够了,但是这一天突然有事了去另外一个地方,找一个地方充15分钟,等等20公里里程,这是应急充电系统,一般建在加油站旁边。基本是两种模式在运转。
这是过去我们讲的美国提出智能电网的概念,这里有风能、太阳能,还有PHASEOUT,汽车在这里是双向的,电网需要电时,我电动车还有80%电,干脆再给你电网。看出每一个都是双向的,电网充电,电动汽车有一大批几百万辆车都有电,电网高峰时给你双向的充电。另外一些其他城市都做过,各国几乎都做过电动车示范,在上世纪90年代和本世纪初期,世界各地都做过示范,要示范必须要有充电站,美国、欧洲、日本,欧洲有法国、德国,我都去看过。充电模式主要讲了几个问题,国家”863”,”十二五”支持的课题,在某种意义上反应的方向,专家们提出,里面有两个课题,一个固定充电,一个换电的模式都在支持,多少钱?这里都有,大家可以看。
另外一个是标准,标准很关键,充电连插头不能插上,这个很关键,现在出口很麻烦,在法国有法国的插头,到英国插不上,起码在我们国家内部做成一致,另外给电池充电必须要有充电机和电网之间,或者电网和车里的电池管理系统之间有一个通信协议,他能够看到你怎么给你充电,不然的话瞎充出问题。我们的标准委员会是1995年成立的,现在标准42项电动车标准,今年1月10号又通过了几项,我估计有50几项标准,因此有人说中国电动车没有标准,这完全是误解,我已经当了三届,现在是第三届,里面有30几个专家和正式委员,和将近10个通信委员,是外资企业作为通信委员参加,每年会制定很多标准,在2008年-2012年标会开始做工作。但是现在出现混乱情况,这是标准之一,过去有一个中国标准委员会电动化委员会,现在我们制定标准看看和国际比较,我们的标准还是比较多,不是说中国的标准很落后,在某种意义上说我们走得快,有的标准可能不一定非常完整,好在标准规定三年修订一次。
现在的问题在哪里?现在的标准主要是这样的情况,关于充电的标准现在有几项,引起了各个地方的重视,这些重视有点乱,一个汽车行业的标准,这是去年10月22日工信部批准的电动车行业标准,其中4项关于充电的,原先我们想定国标,现在遇到问题是混合动力汽车的分类,另外两项超级电容的标准低,底下有一个电池的规格和尺寸,这个标准就是把电池逐渐规范一下,不要什么型号做得太多。还有一个标准关于充电的接口和插头,还有通信协议,这个标准定的是汽车标准。还有关于电动车电池管理系统和通信系统协议,比较详细,就是电池在车上,资料在地面上,这个非常重要,因此引起了打连战的情况,其他单位也在做这个标准。最近有几个单位,一个电力系统,他们出台了一套标准,叫企业标准,也就是说国家能源局主要一些能源系统,NBT,33001,他们非车载转到市充电的技术条件,充电机理技术条件,还有监控,管理技术标准,就是3001、3002、3003,北京市也出题了14项标准,地方标准关于充电有14项标准,叫电动汽车,电能供给和保障技术标准,发改委发布的机械行业标准,GBT113、42、40气象标准,内容差不多,但是标准之间有矛盾的,这个矛盾怎么办?我们已经把这个问题告诉了国家标准化委员会和国家技术质量监督局,现在出面整顿,同一个内容按照同一个内容做,这些都不是国标,一个是GB,一个QC,电网公司自己还有标准,标准问题非常重要。我也在研究这个问题,国家现在希望有电动汽车标准化委员会,会同能源局把标准统一起来,我们第一次会议已经在今年1月10号开了,先把插头插座的标准已经通过了,但是通信协议标准要求比较麻烦,因此现在还没有完全统一。
我们的电动汽车已经经过了4个五年计划,20年的研究,解决了基本的问题,从标准上也是建立一个基本的标准体系,我们也和国外接轨,我也作为国家电动汽车标准化和国际协调委员之一,每年和国际协调,国际协调主要协调两项标准,一个安全标准,第二个能源能耗和排放,速度开多快?怎么循环?插头怎么做?他不管,他们只管安全,再管能耗和排放的问题。标准也是一个我们产业发展的必需的过程,尤其讲安全标准,很多单位忽略这个问题,安全标准是我起草的,当然不是我的功劳,参照国际化标准,这是2000年颁布的,因此出现了很多问题,甚至国内出现了电池的问题,国家把安全标准让我来制定,我有义务宣传,只要我到一个地方会讲这个问题,因此标准不光是规定别人的,也是安全和保证,没有安全就没有了。因此电动汽车要推广,还是要稳妥,要慎重,毕竟生命是关键的,汽车不光是会在道路上出问题,在充电过程中也会出问题。
另外这是我们过去讲的一句话,搞汽车的人有一个心愿,能不能生产生态汽车,排放零污染,能源可再生,绿色化,汽车持续发展一定要发挥正面的特点,减少负面的影响。
( 编辑/李艳娇 )