圖為加州大學(xué)戴維斯分校交通研究所教授Andrew Burke發(fā)表主題演講

　　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(guī)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(yīng)用，希望我的演講讓大家能夠有興趣。我演講的主要內(nèi)容,是希望通過評估插電式混合動力汽車內(nèi)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(tǒng)成本而言，如何通過超級電容器的應(yīng)用，在插電式混合動力汽車內(nèi)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(nèi)燃機，使用比較基礎(chǔ)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(chǎn)的聆風(fēng)，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?xí)^這個數(shù)字。而行駛里程大概100—250英里，轉(zhuǎn)換成公里是乘以1.6。對于這個電池現(xiàn)在它已經(jīng)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(xiàn)在純的電動里程是20—50英里。考慮到它的內(nèi)燃機的發(fā)動機和發(fā)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(lián)式的電池布置。現(xiàn)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(zhàn)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(jié)合超級電容。對于EV的電池、電動車的電池，它已經(jīng)發(fā)展到了非常成熟的階段，而且它已經(jīng)有很大的產(chǎn)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(zhuǎn)換器的左邊有一個超級電容。有的時候人們會說，我們?yōu)槭裁礇]有辦法使用超級電容呢？因為它有一個DC/DC轉(zhuǎn)換器的存在，這是普銳斯動力總成的架構(gòu)，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(fā)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(tǒng)。

　　超級電容如何來支持這個電池呢？另外對于電池而言最優(yōu)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(dāng)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(dāng)中結(jié)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(shù)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(shù)。當(dāng)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(yīng)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(yīng)就沒有那么高。動力電池的一個循環(huán)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(shù)，以及美元/度數(shù)，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(diào)能量密度，一個是強調(diào)功率密度，而且同樣引入了倍增系數(shù)為2以后做了一個對比。

　　當(dāng)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(yīng)的要求，超級電容它的設(shè)計本身是用于不同的整車應(yīng)用，尤其包括我前面提到，無論是充放電的過程當(dāng)中，結(jié)合超級電容，能夠讓EV的電池發(fā)揮更大的作用，包括在這里能量密度內(nèi)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(chǎn)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(dāng)中引入超電，這里通過一些具體的已經(jīng)商業(yè)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(yīng)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(jié)，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(guī)模的話，可能成本也可以進一步的下降。這些電容器的生產(chǎn)也是在向著大規(guī)模的方向在去發(fā)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(huán)，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(jié)對比，這里的參數(shù)更加的豐富，包括像20英里，這兩個系統(tǒng)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(yōu)勢就更加的明顯，比我們使用能量電池的優(yōu)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(jié)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(jié)果，我們的目標(biāo)是希望電池能夠?qū)崿F(xiàn)最穩(wěn)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(xù)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(wěn)，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(yīng)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(xiàn)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(huán)，是40英里的行駛里程。可以看到結(jié)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(jié)，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(lián)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(shù)路線的比較，隨著我們技術(shù)、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(chǎn)規(guī)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(shè)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(shè)施非常的重要，PHEV充電設(shè)施也非常的關(guān)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(yīng)用的方向。

　　今天我就分享到這里。謝謝大家！

　　（根據(jù)發(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱）