新能源汽車動(dòng)力電池關(guān)于三元和磷酸鐵鋰的安全性爭議由來已久,尤其是商用電動(dòng)車究竟該使用哪種電池一直眾說紛紜,為此,筆者針對(duì)新能源客車動(dòng)力電池技術(shù)路線問題,向國家863電動(dòng)車重大專項(xiàng)動(dòng)力電池測(cè)試中心主任王子冬特別約稿。
以下內(nèi)容為王子冬老師撰稿。
電動(dòng)公交車爆燃起火事故時(shí)有發(fā)生,備受行業(yè)關(guān)注,這些事件在提醒人們:新能源汽車還存在著許多問題,路還很長,業(yè)者應(yīng)該時(shí)刻保持清醒的頭腦。特別是不能一出現(xiàn)安全事故就說動(dòng)力電池不好,這是整個(gè)新能源汽車行業(yè)要共同面對(duì)的問題。
電池組不安全五大因素
2015年12月份香港巴士起火原因表面上看是動(dòng)力電池造成的,但是導(dǎo)致電池?zé)崾Э氐脑虿淮_定。電動(dòng)車電池組的成組技術(shù)、充電方法、使用方法、維護(hù)方式、保護(hù)系統(tǒng)的可靠性、通信協(xié)議的有效性等都會(huì)對(duì)電池組的安全性造成影響。在我看來,這些問題主要體現(xiàn)在以下五個(gè)方面,造成了目前新能源汽車產(chǎn)銷量和起火事故數(shù)量均呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢(shì)!
首先是整車企業(yè)長期以來與電池生產(chǎn)企業(yè)沒有形成可靠的戰(zhàn)略合作關(guān)系,把動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)按照采購零部件的方式對(duì)待,沒有按照需求進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)工作,相互忠誠度不夠。比如說以前整車企業(yè)經(jīng)常壓電池生產(chǎn)企業(yè)周轉(zhuǎn)資金的現(xiàn)象嚴(yán)重,電池生產(chǎn)企業(yè)很難全心全意替整車企業(yè)考慮,也不會(huì)為整車企業(yè)開發(fā)合適的產(chǎn)品,由于動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)的周轉(zhuǎn)資金緊張,經(jīng)常也會(huì)欠材料供應(yīng)商的錢,材料供應(yīng)商也為自己的利益考慮,往往也不會(huì)把最好的材料給電池生產(chǎn)企業(yè)。這就安全埋下了隱患!
其次,因?yàn)檎嚻髽I(yè)的過度壓價(jià),電池生產(chǎn)企業(yè)沒有足夠的利潤,所以服務(wù)方面不夠到位,雖然有相應(yīng)的數(shù)據(jù)積累,但是不去分析,沒有興趣投入人力和物力為整車企業(yè)去做故障診斷系統(tǒng)的開發(fā),因此沒有能夠提前發(fā)現(xiàn)事故苗頭。
第三,新能源汽車起火主要集中在電和熱方面。在研發(fā)過程中,pack、電機(jī)、電控、整車等各個(gè)領(lǐng)域的企業(yè)普遍缺乏深厚的技術(shù)積累,一些能力差的企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)流程不完善,以滿足基本功能為主,對(duì)新能源汽車和零部件的特性沒有足夠深入的研究,特別是在安全功能設(shè)計(jì)過程中,如果沒有得到有效的驗(yàn)證,就很難控制電池組出現(xiàn)熱失控現(xiàn)象。
第四,高壓系統(tǒng)中的鏈接結(jié)構(gòu)不合理、不可靠也導(dǎo)致了這些事故的發(fā)生。
第五,對(duì)車輛運(yùn)行的日常合理使用、保養(yǎng)維護(hù)和安全監(jiān)控工作不到位,造成電池組工作負(fù)擔(dān)太大,出現(xiàn)小問題時(shí),不能及時(shí)調(diào)整,造成問題的疊加,導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。
客車安全關(guān)系到更多人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全,風(fēng)險(xiǎn)不容忽視。目前鋰電池供不應(yīng)求,什么樣的電池都能賣出去,存在產(chǎn)品質(zhì)量下降的現(xiàn)象,事故發(fā)生概率在增加。隨著時(shí)間的推移,電池性能、質(zhì)量良莠不齊,如何面對(duì)即將到來電池性能衰退、質(zhì)保、維修、抱怨等問題?所有的企業(yè)和地方政府部門對(duì)此要做好一些思想準(zhǔn)備。
為了避免電池?zé)崾Э噩F(xiàn)象的發(fā)生,需要對(duì)電動(dòng)車電池組的成組技術(shù)、充電方法、使用方法、維護(hù)方式、BMS保護(hù)系統(tǒng)的可靠性和有效性等技術(shù),開展有針對(duì)性的研究和驗(yàn)證,才能避免電池?zé)崾Э噩F(xiàn)象的發(fā)生,提高電池組的安全性!
整車企業(yè)和電池企業(yè)的依存關(guān)系
現(xiàn)在新能源汽車這么熱,建議整車企業(yè)要按照用戶使用要求、根據(jù)動(dòng)力電池組的性能去開發(fā)和設(shè)計(jì)新能源汽車,而不是把傳統(tǒng)車上的發(fā)動(dòng)機(jī)和油箱取下來,換上電動(dòng)機(jī)和電池組就變成新能源汽車了!在目前動(dòng)力電池組技術(shù)還不太成熟的情況下,應(yīng)該選擇合適的應(yīng)用領(lǐng)域、能夠提供商業(yè)模式的領(lǐng)域去進(jìn)行示范運(yùn)行,而不是像現(xiàn)在這樣在多領(lǐng)域同時(shí)開拓。
作為動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè),要明白在電動(dòng)客車上動(dòng)力電池的安全性和循環(huán)壽命是第一的,而不是能量密度。特別是事關(guān)電池組安全性的成組技術(shù)、充電方法、使用方法、維護(hù)方式、以及BMS保護(hù)系統(tǒng)的研究,提高主動(dòng)安全防護(hù)能力。
企業(yè)在開發(fā)產(chǎn)品時(shí),要拓寬視野,多角度尋找解決問題的辦法。電池組需要解決:滿足電動(dòng)車的工作特性的功率需求、滿足環(huán)境適應(yīng)性需求、滿足使用的安全性需求、滿足可靠性要求、滿足固定的強(qiáng)度要求、滿足電連接的可靠性要求、滿足電池組內(nèi)部熱管理要求、滿足電池組長壽命使用要求、滿足電池組快速充電要求、滿足電池組維護(hù)方便的要求、有可能要滿足電池組快換要求、滿足低成本要求、滿足提供電池組狀態(tài)參數(shù)的要求、滿足梯次利用的要求、滿足回收方便性要求。
整車企業(yè)需要考慮與動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)形成長期穩(wěn)定的戰(zhàn)略合作關(guān)系。我建議關(guān)注:對(duì)動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)理解比較透徹的、只做動(dòng)力電池的、企業(yè)不太大、沒有負(fù)債的、成長性比較好的、企業(yè)團(tuán)隊(duì)有活力的、動(dòng)力電池產(chǎn)品有出口的企業(yè)。建議整車企業(yè)在確定動(dòng)力電池供應(yīng)商的時(shí)候,按照1(世界領(lǐng)先水平):1(國內(nèi)先進(jìn)水平):1(自己參股合作的企業(yè))布局。
電動(dòng)客車適用磷酸鐵鋰還是三元?
我個(gè)人不贊成磷酸鐵鋰和三元材料電池之間的爭議,我認(rèn)為我們現(xiàn)在要想使動(dòng)力電池在短期內(nèi)使安全、可靠的商品化的電池組能量密度達(dá)到160Wh/kg是不太可能的!因?yàn)槟壳拔覀冞B能量密度達(dá)到100Wh/kg的電池組還都不能商品化呢。為什么我們現(xiàn)在要去爭論磷酸鐵鋰和三元材料電池誰好誰不好呢?目前我們衡量電池組性能好壞的尺子在哪里?不是國家標(biāo)準(zhǔn),是評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
有些人說:三元材料比磷酸鐵鋰能量密度高。 實(shí)際上這個(gè)“比較”不公平,存在不可比的因素。磷酸鐵鋰可以做大容量,三元材料只能做小容量。我建議能量密度的比較一定要在電池容量相同的情況下去比較,且以相同的安全性和循環(huán)壽命做基礎(chǔ)。如100Ah,200Ah。
磷酸鐵鋰壽命、高溫特性和安全性比三元材料好,低溫性能與三元材料差不多,磷酸鐵鋰電池的體積能量密度比三元材料低。
磷酸鐵鋰和三元材料誰能夠用在哪個(gè)電動(dòng)車上?要看那個(gè)電動(dòng)車的使用要求而定。下面這個(gè)表可以使大家從另外一個(gè)角度來比較磷酸鐵鋰和三元材料誰更合適于電動(dòng)車。
建議國內(nèi)的整車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該有戰(zhàn)略布局,可以考慮采用1:1:1的動(dòng)力電池供應(yīng)商選擇機(jī)制,不能讓某一個(gè)電池生產(chǎn)企業(yè)獨(dú)大,否則你就會(huì)沒有議價(jià)權(quán)。
我認(rèn)為短時(shí)間內(nèi),國內(nèi)動(dòng)力電池市場(chǎng)的瘋狂狀態(tài)還將持續(xù)。從長遠(yuǎn)來看,這種“一哄而上”的投資擴(kuò)產(chǎn)模式,還暗藏了產(chǎn)能過剩的危機(jī)!一定會(huì)重蹈光伏行業(yè)當(dāng)年的覆轍!
2016年動(dòng)力電池供需將達(dá)到暫時(shí)平衡
2016年以來,眾多電池企業(yè)加大產(chǎn)能,擴(kuò)大規(guī)模,根據(jù)目前新能源汽車在國內(nèi)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì),供大于求的出現(xiàn)是大概率事件。2016年動(dòng)力電池的供需將會(huì)達(dá)到一個(gè)短暫的平衡點(diǎn)。
我的根據(jù)是:一方面,由于投資加大,比較好的動(dòng)力電池生產(chǎn)廠商會(huì)繼續(xù)釋放產(chǎn)量;而另一方面,新能源汽車經(jīng)過一年左右的市場(chǎng)爆發(fā)式增長,會(huì)進(jìn)入一個(gè)冷靜期。同時(shí),在急速增長的市場(chǎng)中也將充分暴露出新能源汽車存在的各種問題,市場(chǎng)競(jìng)爭下的優(yōu)勝劣汰現(xiàn)象一定會(huì)出現(xiàn),一些品牌將遭淘汰。這也將使新能源汽車領(lǐng)域中的動(dòng)力電池供需矛盾有所“緩和”。
對(duì)于國內(nèi)動(dòng)力電池行業(yè)而言,除了需要預(yù)防產(chǎn)能過剩外,還有技術(shù)、安全等方面的一些瓶頸技術(shù)需要突破。假如不能取得技術(shù)上的創(chuàng)新和突破,中國動(dòng)力電池業(yè)發(fā)展的就僅僅是巨量產(chǎn)能、過剩產(chǎn)能,而非優(yōu)勢(shì)產(chǎn)能!
特別是政府的補(bǔ)貼政策應(yīng)該鼓勵(lì)人們多使用新能源汽車,即補(bǔ)貼運(yùn)營,如把補(bǔ)貼分期補(bǔ)給使用者。而不是補(bǔ)貼給新能源汽車生產(chǎn)企業(yè),去大批量生產(chǎn)不符合市場(chǎng)要求的電動(dòng)車。
補(bǔ)貼政策本身是一針對(duì)推行新能源車發(fā)展的催化劑,國家與地方政府齊上陣,讓消費(fèi)者購買新能源車得到雙重實(shí)惠,可以有效促進(jìn)新能源車的銷量。但是大家要注意,任何一個(gè)產(chǎn)業(yè),特別是新能源汽車產(chǎn)業(yè),長久靠政府補(bǔ)貼是發(fā)展不起來的!
新能源補(bǔ)貼政策無形中消磨了車企的研發(fā)積極性。換個(gè)殼子、加塊電池就能拿到市場(chǎng)上去銷售,并坐享政策紅利。那些本可以沉下心來去搞基礎(chǔ)創(chuàng)新的企業(yè),也不得不多留一些心思盯緊當(dāng)前市場(chǎng)。畢竟搏出個(gè)未來,遠(yuǎn)不如趁熱打鐵來得實(shí)在。
除此之外,電動(dòng)汽車作為一個(gè)新興門類,其生產(chǎn)鏈條也與傳統(tǒng)汽車大不相同,有著一套獨(dú)特且完整的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)體系。對(duì)于傳統(tǒng)車企來說,如果啟用全新的生產(chǎn)模式,則意味著資本蒸發(fā),這也影響了傳統(tǒng)車企在電動(dòng)車領(lǐng)域?qū)さ猛黄啤?/span>
電動(dòng)車的推廣是否能夠成功,前期基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、運(yùn)營成本控制、車身輕量化結(jié)構(gòu)、節(jié)能電機(jī)和電池組的性能提高,至關(guān)重要。
我個(gè)人認(rèn)為,電動(dòng)車的推廣商業(yè)模式是關(guān)鍵,根據(jù)不同的商業(yè)模式需要對(duì)動(dòng)力電池特性進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì),才能對(duì)不同的技術(shù)路線給出正確評(píng)價(jià)。
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