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走好新汽車革命時代第一步,動力電池該怎樣做?

鉅大LARGE  |  點擊量:810次  |  2018年09月29日  

隨著技術(shù)的日趨成熟和綠色發(fā)展理念的推進,中國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)己經(jīng)進入快速增長期。之前連續(xù)3年的產(chǎn)銷量居世界第一,占全球市場保有量的50%以上。截止到今年8月底,今年新能源汽車的產(chǎn)銷分別完成了60.7萬輛和60.1萬輛,同比分別增長75.4%和88%,保持了良好的勢頭。


在技術(shù)方面,乘用車主流車型續(xù)駛里程已經(jīng)達到300公里以上,與國際先進水平同步,領(lǐng)先企業(yè)的動力電池單體能量密度達到了250瓦時/公斤,價格是1.2元/瓦時,較2012年分別提高了2倍,下降了70%。


而在配套設施方面,充電網(wǎng)絡的建設穩(wěn)步推進,公共場所、居民小區(qū)、單位內(nèi)部、高速公路等主要的場所覆蓋率大幅提高,截止今年7月,全國共建成公共樁27.5萬個,同比增長52%,新用戶私人樁安裝率接近80%,新能源汽車專用號牌在全國推廣使用。


隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴大,發(fā)展新能源汽車的溢出效應更加明顯,吸引資本、人才、技術(shù)加速積聚,帶動了投資、就業(yè)、稅收和出口等方面。


正如中國電動汽車百人會理事長陳清泰在近日的全球新能源汽車創(chuàng)新大會上所言:我們正在經(jīng)歷一場偉大的汽車革命!歷屆的工業(yè)革命都是由能源、通訊、交通三者的顛覆性技術(shù)率先突破而引發(fā)的,這次不同的是汽車動力技術(shù)電動化的進程,不是基于技術(shù)本身的正向發(fā)展和市場需求的拉動,而是出于控制溫室氣體排放的緊迫性,和對持續(xù)發(fā)展的擔憂。

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全球掀起汽車革命電動化進程需雙線特種


在陳清泰看來,目前汽車的電動化在向深度發(fā)展。汽車動力技術(shù)電動化的進程,不是基于技術(shù)本身的正向發(fā)展和市場需求的拉動,而是出于控制溫室氣體排放的緊迫性和對持續(xù)發(fā)展的擔憂,而使諸多國家的政府一反常態(tài),不斷出手干預,成為汽車動力技術(shù)電動化的第一推動力,政府不僅制定政策,鼓勵企業(yè)發(fā)展新能源汽車,還紛紛制定看起來很激進的禁售傳統(tǒng)燃油車的時間表,以此來改變廠家和消費者的預期。


在2017年11月,歐盟委員會提出了一個新的二氧化碳排放標準,到2025年,新的汽車每公里的二氧化碳排放要再減少15%,2030年再減少30%。按照法規(guī),2021年新車的碳排放降低到95克/公里,屆時每公里超1克要罰款95歐元,可謂是全球最嚴的排放法規(guī),其目的就是要倒逼汽車動力技術(shù)的電動化。


今年7月9日,英國政府官方網(wǎng)站公布了交通部主導制定的長達147頁的“零排放之路”的方案,向電動汽車轉(zhuǎn)型已經(jīng)由號召引導進入了措施保障的階段,方案有46個要點,它以可操作性的措施來助推市場向零排放過渡,實現(xiàn)到2040年停止新增傳統(tǒng)燃油車的目標。


而在中國,開始推動電動汽車產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)10年,陳清泰認為,今后將有兩個重要的時間節(jié)點。

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一個節(jié)點是2020年雙積分政策實施、政府補貼終止,到那時造車新勢力已經(jīng)大舉進入,外資企業(yè)和合資企業(yè)也紛紛發(fā)力,消費者買車的時候已經(jīng)排除了政府補貼因素的影響。純電動、增程式、混合動力和燃油車將同臺較量。企業(yè)間的差距將拉大,缺乏競爭力的企業(yè)將被邊緣化,并購、重組的勢力將會增加。


另一個節(jié)點是最遲到2025年,那個時候電動車的性價比將達到或超過燃油汽車,市場的力量將推動消費轉(zhuǎn)型,向電動化傾斜,傳統(tǒng)車面臨更大的壓力。


陳清泰指出,五個因素正在促使中國成為全球新能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的一片熱土。


一是中國換道先行,率先起步汽車動力技術(shù)的電動化,取得了全球的廣泛認同,產(chǎn)生了某些先發(fā)效應;


二是中國不僅有全球最大的新能源汽車市場,而且還有全球最大的燃油車市場,它足以容納國內(nèi)外企業(yè)在這里放手施展;


三是中國政府和社會對電動車有較高的認知度。電動汽車改變能源結(jié)構(gòu),實現(xiàn)綠色出行,助推智能交通、智慧城市等,這些有可能造福社會的效果,恰恰都是中國政府和社會特別關(guān)切的熱點,幾乎比任何國家對此都有更高的期待;


四是中國較強的互聯(lián)網(wǎng)、電子信息和人工智能產(chǎn)業(yè)和企業(yè)的大舉進入,熱情參與,一些城市已經(jīng)開始布局5G,這些都為電動車的后續(xù)發(fā)展提供了有力的支持;


五是日益放開的市場,吸引全球主要零部件公司率先參與,主要汽車公司紛紛做出進入中國市場的部署,尋求中國合作伙伴,大舉進入只待時機,開放的效果還迎來了特斯拉這樣的新興力量。


這些因素有望使中國能吸引更多的相關(guān)創(chuàng)新資源和生產(chǎn)要素,形成競爭與合作共存的聚集地,成為全球電動汽車從整車到電池零部件、從硬件到軟件、從生產(chǎn)到研發(fā)的一片熱土。


有關(guān)方面預計,到2030年,中國當年的電動汽車產(chǎn)銷量將超過1500萬輛,不同級別的自動駕駛基本普及,保有量將達到8000萬輛。


如果這個預計要變成現(xiàn)實,涉及到能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整、智能電網(wǎng)的建設、交通基礎(chǔ)設施的升級,新一代移動通信的支持、產(chǎn)業(yè)鏈的調(diào)整、就業(yè)崗位的轉(zhuǎn)移,以及法律法規(guī)的調(diào)整等等,可以說這是一場波瀾廣闊的革命,其中每一個方面都是周期較長、牽動全社會的巨大系統(tǒng)工程。


此外,他還指出,未來競爭的焦點是電動汽車的網(wǎng)聯(lián)化和智能化。電動汽車的技術(shù)進步應該雙線特種,一條戰(zhàn)線是是信息化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化,最終實現(xiàn)無人駕駛,給人以全新的體驗。另一條戰(zhàn)線,是電池、電機、電控,以保障汽車的基本功能,這是個基礎(chǔ),也是必須打好的基礎(chǔ)。


汽車電動化切勿急功近利 動力電池研發(fā)要以安全為主


提起電池,最近新能源汽車頻繁起火事件引起業(yè)內(nèi)極度關(guān)注。中國科學院院士、中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高通過對今年新能源汽車事故的統(tǒng)計數(shù)據(jù)作出分析認為,電池熱失控是電動車事故的主因。導致熱失控的問題多種多樣,主要體現(xiàn)為三個方面:電池產(chǎn)品測試驗證不足;車輛使用過程中可靠性惡化;以及充電安全管理技術(shù)水平的低下。


具體來說,電池產(chǎn)品測試驗證不足的原因一方面源于,電池化學材料的體系改進所需周期相對較長,動力電池材料改進開發(fā)周期一般需要24—28個月,但補貼政策一年一變,部分企業(yè)為獲得補貼盲目追求高比能量,縮短測試驗證時間。而為了縮短開發(fā)周期,往往首選物理改進,一味減薄非含能材料厚度,過度填充活性物質(zhì),埋下安全隱患。


另一方面,現(xiàn)有動力電池的測試驗證手段不完善,相當一部分企業(yè)只進行國標要求的電池安全測試,并未建立企業(yè)內(nèi)部的電池安全測試標準,部分企業(yè)甚至沒有電池安全測試驗證能力,以至于不能充分反映實車使用條件。


車輛使用老化過程中可靠性惡化體現(xiàn)在全生命周期中防水效果不佳;電器接觸元件設計缺陷以及現(xiàn)有的電動車年檢制度的不健全,對于傳統(tǒng)燃油車有很具體明確的要求,但是電動車年檢的具體要求目前仍然是空白。


充電安全管理技術(shù)水平低下表現(xiàn)在:充電過程中的數(shù)據(jù)通訊不規(guī)范,部分電池系統(tǒng)管理和充電機的廠商未能嚴格執(zhí)行標準,直流充電未采用專用網(wǎng)絡,與整車總線公用,導致充電網(wǎng)絡上充斥大量充電無關(guān)數(shù)據(jù),負載率高。現(xiàn)有的充電功能安全設計水平低下,產(chǎn)品未嚴格執(zhí)行充電安全相關(guān)標準。比如說,為降低成本,未配置專用的充電繼電器及充電繼電器粘連診斷功能,不能在發(fā)生險情時及時切段等。


歐陽明高認為,雖然近期新能源車起火事件頻發(fā),但應該正確看待這一問題。他建議,新能源汽車的補貼政策要符合技術(shù)發(fā)展規(guī)律,對能源密度的提升不宜過快過于頻繁。原有的產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標到2020年要求單體電池的能量密度達到350WH/公斤,系統(tǒng)能量密度達到260WH/公斤,循環(huán)壽命達到2000次,歐陽明高認為這一標準相對較高,不宜強制推行。


此外,他認為應盡快推出電動汽車的安全年檢規(guī)范,以及電動汽車黑匣子和電池包消防安全接口等規(guī)范。還有,全力提升現(xiàn)有鋰離子電池系統(tǒng)安全技術(shù),全力突破新型固態(tài)電池技術(shù)。

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