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　　我國動力電池產業正處在由技術追趕期向同步發展期過度的關鍵階段，在國家相關政策支持下，需要進一步實現顛覆性的技術突破和協同創新。21日上午的主題論壇從全生命周期的角度，審視鋰資源全產業鏈的發展。基于核心技術的突破，發展鋰電產業，突出鋰電產業綠色發展特色;培育中國、乃至世界級的鋰資源、材料和動力電池公司，通過電池的技術突破和成本降低，支撐電動汽車的可持續發展。

　　來自美國加州大學戴維斯分校交通研究所的Andrew Burke做了一堂技術性演講報告，他認為在插電式混合動力車輛里面，可以把超級電容器聯合電池來進行使用，能夠降低峰值電流，并且降低對電池的壓力，即使是混合動力車型，也可以從中受益。現場實錄如下：

　　非常非常榮幸能夠來到本次高峰論壇，我來中國很多次了，但是第一次來到青海省西寧市，來到這樣大規模的一個國際高峰論壇上。今天我的演講可能聽起來有點像上課，或者分享的是鋰離子電池和超級電容的應用，希望我的演講讓大家能夠有興趣。我演講的主要內容,是希望通過評估插電式混合動力汽車內部使用超級電容對于電池性能的影響，包括之前也有講者提到。

　　對于整個電池的性能、系統成本而言，如何通過超級電容器的引用，在插電式混合動力汽車內部的鋰離子電池上使用，使用超電，對比一些比較長行駛里程的純電動車相比,我們看一看他們的初始成本有什么樣的變化。可能有不同類型的大大小小的電池，它的單位成本也是不一樣的。

　　這里是一個簡單的回顧，對于不同類型的新能源汽車它所需要的電池以及對于電池的要求，包括HEV混動車，以普銳斯為例，使用的是內燃機，使用比較基礎的電機50千瓦以及比較小的高功率的鋰離子電池。而進入到純電動汽車EV，比如說日產的聆風，使用的是比較大的電機，差不多是100—120千瓦。比較大型的電池大約25—60千瓦時，有的時候甚至會超過這個數字。而行駛里程大概100—250英里，轉換成公里是乘以1.6。對于這個電池現在它已經是足夠大，能夠來支持這樣的輸出功率的要求，而對于插電式混合動力，PHEV雪佛蘭的沃藍達為例，和電池的體系之間是獨立的，他有100—120千瓦的電機，現在純的電動里程是20—50英里。考慮到它的內燃機的發動機和發電機來支持非純電的里程，有的PHEV是平行式的布置，有的我建議使用串聯式的電池布置。現在有很多提升，在電池布置或者說安排上面也有各種不同類型的選擇。對于電池方面有什么要求呢?首先必須要滿足電機功率的要求，必須要滿足純電里程的要求，我們渴望能夠達到的純電里程。作為電池本身必須要有深度放電，必須要有比較長的生命周期，最后非常重要一點，也是要有可靠的比較低的成本。對于插電而言，它比較大的挑戰是小型化的電池、高功率、長壽命、低成本，而對于PHEV這樣插電式的車，它的解決之道或者解決方案是能夠把純電動汽車的電池結合超級電容。對于EV的電池、電動車的電池，它已經發展到了非常成熟的階段，而且它已經有很大的產能，因此它的成本上也是比較可靠的。

　　這里列出了一款PHEV整個布置圖(ppt)，在這里有不同的AC的電機，DC/AC的逆變器，還有DC/DC轉換器的左邊有一個超級電容。有的時候人們會說，我們為什么沒有辦法使用超級電容呢?因為它有一個DC/DC轉換器的存在，這是普銳斯動力總成的架構，他們在這里有兩個DC/AC的逆變器，而且他們還有能力，能夠把整個電池包，包括兩個不同的電機，一個是作為發電機為高壓電池充電，然后用高壓電池反饋能量，這是超級電容器的系統。

　　超級電容如何來支持這個電池呢?另外對于電池而言最優的工況，是他們能夠提供一個平均的功率，而超電能夠滿足峰值放電脈沖的要求，特別是在加速的時候，這樣一個峰值放電脈沖的要求，而且在再生制動的過程當中也能夠滿足充電脈沖的要求，也就是換句話說，對于電池的負荷水平引入超電是非常好用的。

　　我在此呼吁的是，如何在電動汽車的能量電池當中結合HEV所謂的動力電池，今天上午也有很多的講者，大家展示了很多數字和實例，大家有的提到180瓦時/公斤，在這里也列出了不同電池的能量密度，瓦時/公斤數。當我們不斷的提高能量密度的時候，提高EV電池的能量密度的時候，它的功率能力可能趕不上整個能量密度的增長速度。另外還有第二種不同類型的電池，我們把它稱作功率電池，所以前面提到的是能量電池，HEV的功率電池，它的能量密度可能要滿足相應的需求要做出一些平衡。對于能量電池的能量密度還是屬于非常高的，而動力電池的能量密度相應就沒有那么高。動力電池的一個循環壽命也是比較短的，與高能量密度的能量電池相比。而且我們也是列出了美元每度電的成本，前者是比較低一點。

　　而在這張(ppt)上我們也列出了兩者重大的差異，包括能量密度，就是每瓦時/公斤數，以及美元/度數，以及整個電池容量按時上面的比較，也比較了功率，而在這個表上底部是一些新的，鉻、鎳、二氧化錳的電池，列出了兩種，一個是強調能量密度，一個是強調功率密度，而且同樣引入了倍增系數為2以后做了一個對比。

　　當我們提到超級電容器的時候，它能夠提供的是汽車加速時候的高脈沖，并且在做回收制動的時候也能夠滿足相應的要求，超級電容它的設計本身是用于不同的整車應用，尤其包括我前面提到，無論是充放電的過程當中，結合超級電容，能夠讓EV的電池發揮更大的作用，包括在這里能量密度內阻，同樣列出了瓦時/公斤，能量密度，以及做了一系列的不同，超級電容器這些生產商之間的對比，他們的能量密度相較于我們前面提到的普通的HEV動力電池的功率都要高。但是這里的能量密度差不多是在5—10瓦時/公斤，這是一個60秒放電，在汽車上如果有機會要獲得一個非常好的功率的時候，是需要在電池當中引入超電，這里通過一些具體的已經商業化可用的那些含超級電容的，這是一家公司3200法拉的電池，這是它的電池組有6個電芯，這個是比較高壓的應用情況，48V的超級電容模塊，同樣它有18個3000法拉的單體組裝組成。

　　我這里也可以跟大家比較一下重量成本，我們有動力電池、能量電池，還有超級電容器，這里我們進行了簡要的總結，這里是按照千瓦時/千克、千瓦時/升，以及分別的成本是按照美元來計價。目前我們的超級電容器大概是2.5美元/千瓦時，如果說可以有更大的規模的話，可能成本也可以進一步的下降。這些電容器的生產也是在向著大規模的方向在去發展，我們也進行了一些計算，我們這里是針對20英里、40英里、60英里PHEV的行駛里程，以及它的一個電池的成本進行了計算。我們是使用美國的一個測試循環，75%的能量儲存在電池類的能量被使用。

　　這張圖(ppt)上，同樣的20、40、60英里的PHEV的總結對比，這里的參數更加的豐富，包括像20英里，這兩個系統其實是非常接近的，如果說60英里的話，使用超級電容器的優勢就更加的明顯，比我們使用能量電池的優勢更加明顯。我們也進行了一系列的模擬仿真，對于我們的能量和功率的要求進行了進一步的比較，主要是電池、還有我們的電容器之間的比較結果。動力電池和能量電池以及電容器之間的一些的不同點。

　　為了跟大家更好的展示一下結果，我們的目標是希望電池能夠實現最穩定的功率、能夠降低波動，在左邊是一個小型的能量電池，它的續航里程大概是20英里，右邊是除了這個能量電池之外的是加了一個24千克的超級電容器，可以看到它的電流波動在左邊是非常快速、非常劇烈的，如果是在右邊這張圖上，他的電池的電流是更加的平穩，曲線也非常的平緩，所以電容器可以幫助我們很好的去降低電流的波動，由電池來去提供相應的這些能量，同時也為電容器來進行充電。我們也有研究電池溫度的變化，如果說沒有進行冷卻的話，它的溫度變化是什么樣的一個趨勢。

　　可以看到，加了電容器之后，整個溫度的變化是比左邊的只有能量電池的表現要更好的，我們嘗試了一個更大的80千克的一個能量電池，6個循環，是40英里的行駛里程。可以看到結果和之前也是比較類似的，如果是加了電容器，它整個電流的波動可以進一步的降低，這些脈沖都可以被電容器緩沖掉。

　　最后簡要的總結，我們認為在插電式混合動力車輛里面，可以把我們的超級電容器聯合我們的電池來進行使用，能夠去降低我們的峰值電流，并且降低對于我們電池的壓力，即使是混合動力的車型，也可以從中獲益。除此之外，它的成本跟我們的動力電池、能量電池相比還是非常有吸引力的。我們也有進行這三種技術路線的比較，隨著我們技術、我們鋰離子電池性能進一步的提升，我們也會進一步的跟進。隨著我們生產規模的增大，相信電容器的成本也會進一步的下降，特別是在混合動力這樣一個趨勢上面，我們可以進一步的提升在成本這方面的競爭力。

　　為了進一步的在將來讓我們的PHEV有更大的吸引力，成本肯定是我們要解決的一個首要的問題，像中國政府的策略是非常的偏向于純電動，還有PHEV，如果是我自己的話，我也非常的理解充電設施的重要性。作為駕駛電動車的一個駕駛員來說，我們的充電設施非常的重要，PHEV充電設施也非常的關鍵，如果說我們不能夠獲取充電的話，我們還可以使用混合動力的方式進一步的行駛，所以PHEV是有很大的吸引力的。在這方面超級電容器也是有非常光明的前景，其中PHEV就是一個非常好的應用的方向。

　　今天我就分享到這里。謝謝大家!