凡是使用過純電動(dòng)汽車的人,或多或少被“里程焦慮”所煩惱。盡管續(xù)駛里程遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自己將要行駛的里程,也會(huì)不由自主地產(chǎn)生這種情緒。為了破解這種負(fù)面情緒,政府、汽車企業(yè)都做了大量的努力,包括修建應(yīng)急性充電設(shè)施,發(fā)布市內(nèi)充電地圖等。但是,從根本上解決純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短的問題,還需要從動(dòng)力
電池本身入手。一旦純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程突破300公里,就能極大緩解消費(fèi)者的“里程焦慮癥”,屆時(shí)電動(dòng)汽車才有望真正實(shí)現(xiàn)飛速發(fā)展。
據(jù)報(bào)道,全球多家知名汽車廠商計(jì)劃面向大眾市場(chǎng)推出續(xù)駛里程翻倍的新一代電動(dòng)汽車,同時(shí)還押注大型電池供應(yīng)商所取得的技術(shù)突破,希望可以在電動(dòng)汽車市場(chǎng)與特斯拉并駕齊驅(qū)。至少四家全球知名汽車制造商——通用、福特、日產(chǎn)和大眾——都計(jì)劃先于特斯拉推出行駛里程達(dá)到200英里(約合322公里)的經(jīng)濟(jì)型電動(dòng)汽車。這一續(xù)駛里程將是日產(chǎn)鈴風(fēng)(起售價(jià)29010美元)等當(dāng)前一批低價(jià)
電動(dòng)車型的兩倍以上。而新一代電動(dòng)汽車有望在兩到三年內(nèi)上市。
備受關(guān)注的蘋果汽車近日也爆料,icar將會(huì)是一輛擁有續(xù)駛里程500公里,充電僅需4小時(shí)的純電動(dòng)汽車。目前,國際上各家企業(yè)都在抓緊時(shí)間推出超長(zhǎng)續(xù)駛里程的純電動(dòng)汽車,而這需要?jiǎng)恿﹄姵卦谌萘可显俚且粋(gè)新臺(tái)階。那么新能源汽車動(dòng)力電池的極限是多少,未來還會(huì)應(yīng)用哪些材料的電池,本報(bào)記者帶著這些問題采訪了業(yè)內(nèi)專家。
■電池容量已經(jīng)到極限了?
電池屬于新能源汽車的重要部件之一,因?yàn)槊绹W洲、日本新能源汽車發(fā)展的路線不盡相同,對(duì)電池的發(fā)展方向也不相同。目前,我國新能源汽車電池以鋰離子電池為主,隨著電池技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在開始出現(xiàn)取代液態(tài)電解液的固態(tài)或者凝膠態(tài)電池。“這就是我們所說的固態(tài)電池,但是由于它需要比較苛刻的工作溫度,現(xiàn)在還沒有大量商業(yè)化應(yīng)用。”中科院物理所研究員黃學(xué)杰告訴記者。
對(duì)于未來電池的發(fā)展種類,黃學(xué)杰向記者介紹還有鋁空氣電池、鎳氫電池等。同時(shí),他表示,現(xiàn)在只有鋰離子電池成功投入商業(yè)化應(yīng)用,其他電池還在試驗(yàn)階段,未來5年以內(nèi),鋰離子電池還將是新能源汽車動(dòng)力電池的主流配置。目前,我國自主品牌純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程一般都在200公里左右,是不是電池容量只能做到支持200公里的續(xù)駛里程呢?中國電池工業(yè)協(xié)會(huì)工程師張旻昱認(rèn)為,電池容量還將會(huì)有較大程度的增長(zhǎng)。
張旻昱告訴記者,純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程的長(zhǎng)短主要取決于電池的正負(fù)極材料�,F(xiàn)在隨著電池技術(shù)的逐漸進(jìn)步,電池正負(fù)極的材料含能率越來越高,可以發(fā)生能量轉(zhuǎn)移的能力更強(qiáng)。她舉例:“同樣大小的鉛酸電池和鋰離子電池,鋰離子電池所含的能量就高于鉛酸電池。如果按照一定的容量來設(shè)計(jì)電池,鋰離子電池的體積就比相同容量的鉛酸電池小。”
說到提高電池容量,張旻昱介紹了兩種方法:一種方法是加入特殊添加劑,可以大幅度增加負(fù)極的容量; 另一種方法是更換正負(fù)極材料,對(duì)正負(fù)極材料重新配對(duì)組合。她表示,目前業(yè)內(nèi)比較看好鋰硫、錫硅材料等。“例如特斯拉研發(fā)出石墨烯電池,容量就大幅提高。”張旻昱說,“現(xiàn)在電池發(fā)展進(jìn)入一個(gè)調(diào)整期,但是還遠(yuǎn)未達(dá)到極限的程度。”
■韓國電池為什么便宜?
從目前已經(jīng)上市的純電動(dòng)汽車來看,很多汽車廠商使用韓國三元鋰電池。尤其是今年新晉登場(chǎng)的北汽新能源EV200和江淮汽車iEV5,使用的都是韓國三元鋰電池,并且都把這個(gè)配置放在廣告當(dāng)中作為宣傳的一個(gè)點(diǎn)。黃學(xué)杰認(rèn)為,目前確實(shí)有很多汽車企業(yè)在研發(fā)新能源汽車時(shí),采用韓國電池,主要的原因是因?yàn)轫n國電池相對(duì)比較便宜,對(duì)整車成本下降能有所幫助。
對(duì)此,張旻昱也持同樣的觀點(diǎn)。她進(jìn)一步解釋,新能源汽車的電池組包括:電池(通常稱為電芯)、BMS(電源管理系統(tǒng))和其他電器組件(端頭、電路電線、銷子等),韓國電池便宜主要是電芯便宜。她表示,韓國能生產(chǎn)出價(jià)廉物美的電池,主要是因?yàn)轫n國把日本先進(jìn)的電池技術(shù)做到最大程度的工業(yè)化,其中在電池制造方面,從設(shè)備生產(chǎn)線、工業(yè)化均一性管理、生產(chǎn)環(huán)境管理,韓國的電池廠商都嚴(yán)格把關(guān)。張旻昱告訴記者,電池生產(chǎn)廠房需要溫度、濕度和除塵控制,其中溫度的標(biāo)準(zhǔn)是30~60℃,我國能做到30℃或40℃、韓國能達(dá)到55℃,這樣生產(chǎn)出來的電池性能就有很大差距。
黃學(xué)杰認(rèn)為,韓國電池已經(jīng)量產(chǎn),具備規(guī)模效應(yīng),量產(chǎn)以后每瓦時(shí)的成本很低。盡管韓國電池起步時(shí)間比較晚,但是產(chǎn)業(yè)鏈積累比較厚實(shí),規(guī)模也比較大,充分消化吸收了日本先進(jìn)的電池設(shè)計(jì)制造技術(shù)。而且韓國電池大都是由大企業(yè)研發(fā)生產(chǎn),大規(guī)模裝備的成本比較低。他表示,現(xiàn)在我國有些電池廠商購買了韓國的生產(chǎn)線,一是生產(chǎn)線本身投入,另外生產(chǎn)線肯定不是最先進(jìn)的,兩種因素都使得中國電池要比韓國同類產(chǎn)品貴。
中國電子科技集團(tuán)第十八研究所電池研究室主任肖成偉認(rèn)為,乘用車希望體積小、重量輕、跑得遠(yuǎn),三元材料電池會(huì)用得越來越多。實(shí)際上,從18650電池(指電池的直徑為18mm,長(zhǎng)度為65mm,圓柱體型的電池)的角度上,因?yàn)轫n國能大規(guī)模生產(chǎn),生產(chǎn)效率比較高,同等水平情況下韓國的電池就便宜。他表示,這不單是規(guī)模效應(yīng),還有開發(fā)的技術(shù)、比能量高、裝備的水平和自動(dòng)化的水平,包括原材料成本的下降,是這些因素綜合的結(jié)果。
■整車廠也要了解電池
在記者的采訪過程中了解到,現(xiàn)在新能源汽車整車廠和電池企業(yè)存在對(duì)接不順暢的問題。具體說來就是整車廠提出的需求太泛泛,比較籠統(tǒng),往往只確定幾個(gè)參數(shù),并不關(guān)心電池的材料及是否適用于自己的車型; 而電池企業(yè)在電源管理控制上通常存在短板,缺乏設(shè)計(jì)電池組的人才,只能現(xiàn)找現(xiàn)學(xué)。張旻昱認(rèn)為,整車廠不懂電池,電池廠不懂汽車,在兩邊對(duì)接時(shí)往往“卡殼”。
張旻昱表示,國外整車廠在這方面就能說得很清楚,提出的需求比較細(xì)。“因?yàn)樗麄冎雷约盒枰裁礃拥碾姵兀梢耘卸懿荒苎b配整車。”反觀國內(nèi)車企,有的只提出電壓和容量?jī)蓚(gè)參數(shù),至于要三元材料還是磷酸鐵鋰材料,電池組空間多大,散熱風(fēng)道怎么布置,都沒有明確說明,造成對(duì)接時(shí)很容易出問題。“這也就是為什么現(xiàn)在國內(nèi)純電動(dòng)乘用車不如國外的原因之一,但是大巴車差距相對(duì)小,因?yàn)榭臻g大,電池?cái)[放相對(duì)寬裕。”張旻昱說。
而黃學(xué)杰認(rèn)為,造成這種現(xiàn)象有兩方面原因:一是大家的水平都不太高,都沒有標(biāo)準(zhǔn)化對(duì)接方式方法,這一點(diǎn)需要提高。而國外三星電池和寶馬汽車,在這方面結(jié)合得就很好。因?yàn)樽龅煤�,慢慢就有了�?jīng)驗(yàn),后來的企業(yè)如果再想給寶馬配套電池就很難,從而形成一個(gè)無形的壁壘; 二是部分地區(qū)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)還不夠自由,存在一些地方保護(hù)行為,是非市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的行為干擾了雙方的對(duì)接。
肖成偉告訴記者,整車廠和電池廠的銜接是他一直關(guān)注的事情。他認(rèn)為,整車廠和電池廠需要多交流,電池廠多了解汽車的構(gòu)造特點(diǎn),整車廠也要關(guān)注電池的材料和技術(shù),將提出的需求細(xì)化。“現(xiàn)在雙方了解越來越多,從技術(shù)和產(chǎn)業(yè)上才能結(jié)合得越來越緊密。”對(duì)國內(nèi)電池廠,肖成偉認(rèn)為只要產(chǎn)品做得好,未來一定會(huì)有更多機(jī)會(huì)。
(責(zé)任編輯:王杰)
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