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我國(guó)電動(dòng)汽車動(dòng)力電池及BMS發(fā)展綜述

時(shí)間:2016-01-04 10:24來(lái)源:汽車周報(bào) 作者:西顧
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   1.動(dòng)力電池技術(shù)路線
 
  動(dòng)力電池是為電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)提供能量的蓄電池,主要包括鋰離子電池、鎳氫電池和鉛酸電池等。
 
  (1)不同電池類型技術(shù)路線a.鉛酸電池由于安全性好,成本低,在微混和城市型純電動(dòng)汽車上具有一定優(yōu)勢(shì)。但由于能量密度低,無(wú)法在其它類型電動(dòng)汽車上應(yīng)用。
 
  b.鎳氫電池技術(shù)成熟、安全性好,在近幾年內(nèi)占據(jù)混合動(dòng)力的主流地位,尤其是在輕混、中混和重混等車型上。但由于能量密度低,成本高,技術(shù)發(fā)展已接近極限,性能進(jìn)一步提高的余地不大。
 
  c.鋰離子電池性能優(yōu)良,適用范圍廣,具有良好的應(yīng)用前景,將逐步占據(jù)未來(lái)市場(chǎng)的主流地位。但由于安全性和成本問(wèn)題,日前尚處于發(fā)展期。
 
  (2)鋰離子電池技術(shù)路線鋰離子動(dòng)力電池的正極材料主要包括錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰等。
 
  a.錳酸鋰安全性較好,成本低,但高溫性能較差,壽命較低。
 
  b.三元材料能量密度高,性能比較均衡,但成本較高。
 
  c.磷酸鐵鋰安全性最好,循環(huán)壽命長(zhǎng),但低溫特性較差、能量密度較低。
 
  目前國(guó)外多數(shù)電池企業(yè),如松下、三洋、SBL、LG、JCS等,主要選擇錳酸鋰和三元材料;國(guó)內(nèi)多數(shù)電池企業(yè)和美國(guó)A123,主要選擇磷酸鐵鋰。從近期來(lái)看,錳酸鋰和三元材料更為成熟,將首先產(chǎn)業(yè)化。從長(zhǎng)期來(lái)看,磷酸鐵鋰可能逐步占據(jù)未來(lái)市場(chǎng)的主流地位。
 
  2.國(guó)外發(fā)展情況
 
  (1)國(guó)外主要材料企業(yè)技術(shù)先進(jìn),擁有相關(guān)發(fā)明專利,生產(chǎn)規(guī)模較大,材料售價(jià)較高。加拿大Phostech擁有磷酸鐵鋰原始專利,產(chǎn)品售價(jià)約為30萬(wàn)~40萬(wàn)元/噸。
 
  (2)國(guó)外主要電池企業(yè)技術(shù)水平先進(jìn),尤其是動(dòng)力電池一致性較好,使用壽命長(zhǎng),能滿足整車要求,但成本較高。銷售量已超過(guò)200萬(wàn)輛的豐田Prius采用鎳氫電池,在歐洲保用8年,在美國(guó)保用10年,電池成本約為15~21元/Wh。
 
  (3)國(guó)外汽車巨頭和專業(yè)汽車配件公司紛紛選擇與專業(yè)電池公司合作,利用電池企業(yè)的電芯專業(yè)制造能力,結(jié)合自身整車或配件的電控設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成能力,共同開(kāi)發(fā)動(dòng)力電池系統(tǒng)。如豐田和松下組建了PEVE公司,博世和三星組建SBL公司,日產(chǎn)和NEC組建AESC公司,JCI和SAFT組建JCS公司等,這一動(dòng)向特別值得我們關(guān)注。
 
 (4)政府重視動(dòng)力電池與相關(guān)材料的研發(fā),積極投入巨資資助企業(yè)開(kāi)發(fā)。美國(guó)2009年投入24億美元支持電動(dòng)汽車的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,主要涉及動(dòng)力電池、材料及系統(tǒng)等。日本計(jì)劃從2007年起,5年內(nèi)投資245億日元,用于研發(fā)車用動(dòng)力電池。
 
  (5)國(guó)外企業(yè)投入巨資擴(kuò)大動(dòng)力電池產(chǎn)能。日本企業(yè)如AESC計(jì)劃投資1000億日元,三洋計(jì)劃投資800億日元;美國(guó)企業(yè)如JCS計(jì)劃投資2.2億美元,A123計(jì)劃投資6億美元,以擴(kuò)大鋰離子動(dòng)力電池生產(chǎn)規(guī)模。
 
  (6)國(guó)外相關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)已啟動(dòng)下一代新型動(dòng)力電池開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。日本于2007年啟動(dòng)“發(fā)展新一代汽車和燃料計(jì)劃”,目標(biāo)是2030年后,將動(dòng)力電池的質(zhì)量能密度提高到日前的7倍,成本降低到目前的1/40。
 
  3.我國(guó)發(fā)展現(xiàn)狀
 
  (1)動(dòng)力電池材料
 
  a.我國(guó)動(dòng)力電池主要原材料資源豐富,產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有保障。
 
  動(dòng)力電池主要原材料資源包括鋰、石墨、稀土、鉛等,這些資源在我國(guó)都有豐富的礦藏,都位居世界前三位,為動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化提供了有效保障。
 
  b.鋰離子電池負(fù)極材料已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化,產(chǎn)品性能處于國(guó)際先進(jìn)水平。
 
  我國(guó)負(fù)極材料主要包括天然石墨、人造石墨和MCMB中間相碳微球等,產(chǎn)品基本覆蓋國(guó)內(nèi)市場(chǎng),部分產(chǎn)品銷量已進(jìn)入全球前三位。
 
  c.磷酸鐵鋰材料生產(chǎn)企業(yè)眾多,能滿足動(dòng)力電池使用的較少。
 
  國(guó)內(nèi)有一百多家企業(yè)能制造磷酸鐵鋰材料,但只有少數(shù)廠家的產(chǎn)品能基本滿足車用動(dòng)力電池要求,且尚未完全解決產(chǎn)品穩(wěn)定性問(wèn)題。
 
  d.鋰離子動(dòng)力電池隔膜材料已研發(fā)出樣品,性能有待改進(jìn)。
 
  國(guó)內(nèi)隔膜產(chǎn)品在傳統(tǒng)鋰離子電池市場(chǎng)已經(jīng)部分替代進(jìn)口產(chǎn)品,但動(dòng)力電池隔膜全部采用進(jìn)口,國(guó)產(chǎn)動(dòng)力電池隔膜尚在樣品開(kāi)發(fā)階段。
 
  (2)動(dòng)力電池a.鋰離子動(dòng)力電池已形成產(chǎn)品系列,主要為1~50Ah產(chǎn)品,部分廠家已開(kāi)發(fā)50Ah以上產(chǎn)品,能支持樣車和示范車型配套,但尚未形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能力。鎳氫動(dòng)力電池也已形成產(chǎn)品系列,主要為6~100Ah產(chǎn)品,部分產(chǎn)品可與量產(chǎn)車型配套。
 
  b.國(guó)內(nèi)鋰離子電池企業(yè)技術(shù)水平己取得一定進(jìn)步,尤其是安全性指標(biāo)進(jìn)步明顯。但企業(yè)技術(shù)水平參差不齊,產(chǎn)品一致性較差,總體與國(guó)際先進(jìn)水平存在一定差距,且存在差距繼續(xù)擴(kuò)大的趨勢(shì)。
 
  在售后服務(wù)方面,國(guó)內(nèi)多數(shù)鋰離子電池廠家只提供1年質(zhì)量保證期,個(gè)別廠家能提供3年質(zhì)量保證期,而國(guó)外部分鋰離子電池廠家能提供10年質(zhì)量保證期。在產(chǎn)品價(jià)格方面,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品具有優(yōu)勢(shì),鎳氫電池成本約為10元/Wh左右,鋰離子電池成本約為2.5~5元/Wh。
 
       c.國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池成組技術(shù)較落后,離產(chǎn)業(yè)化尚有較大差距。
 
  個(gè)別廠家在電池成組技術(shù)方面已有一定基礎(chǔ),初步得到整車企業(yè)的認(rèn)可。但與國(guó)際先進(jìn)水平相比,在熱管理、均衡、空間利用率等方面還存在較大差距。
 
  d.國(guó)內(nèi)企業(yè)規(guī)劃擴(kuò)大投資,積極進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備。
 
  近年來(lái),電池企業(yè)對(duì)產(chǎn)業(yè)化的投入急劇增加,如ATL、力神、比克、萬(wàn)向都計(jì)劃超過(guò)10億元的投資,以擴(kuò)大鋰離子電池產(chǎn)能。湖南神舟、湖南科霸、中炬森萊也都計(jì)劃超過(guò)5億元的投資,以擴(kuò)大鎳氫電池產(chǎn)能。但多數(shù)廠家在投入初期仍重點(diǎn)發(fā)展傳統(tǒng)電池產(chǎn)品。
 
  (3)電池管理系統(tǒng)a.經(jīng)過(guò)“十五”和“十一五”的研究,我國(guó)在電池管理系統(tǒng)方
 
  面已取得一定進(jìn)展,產(chǎn)品功能較為完備,能支持示范車型配套,但尚未達(dá)到產(chǎn)業(yè)化程度。
 
  b.電池和整車行業(yè)對(duì)電池管理系統(tǒng)都缺乏設(shè)計(jì)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),雙方缺乏緊密合作。國(guó)內(nèi)電池企業(yè)一般委托專業(yè)電子公司或高校開(kāi)發(fā)相關(guān)系統(tǒng),但對(duì)電池內(nèi)部規(guī)律研究不夠深入,缺乏數(shù)據(jù)積累,無(wú)法與設(shè)計(jì)公司進(jìn)行深入溝通,影響產(chǎn)品性能。
 
  c.目前產(chǎn)品功能較簡(jiǎn)單,雖具有基本的檢測(cè)監(jiān)控功能,但在數(shù)據(jù)采集的可靠性、SOC的估算精度、熱管理、均衡、安全管理等方面與國(guó)外存在很大差距。
 
  d.電子元器件多為非車用級(jí),而且由于批量較小,多采用手工焊接的方式制造,產(chǎn)品電磁兼容性差,穩(wěn)定性和可靠性低。
 
  (4)動(dòng)力電池回收與處理現(xiàn)狀a.動(dòng)力電池中所含的鉛、強(qiáng)腐蝕溶液會(huì)對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重的污染作用,廢電池必須同收。而且動(dòng)力電池中的鉛、鎳、稀土、鋰等金屬及其它材料具有回收價(jià)值,廢電池回收有利于資源循環(huán)利用。
 
  b.美、歐、日等發(fā)達(dá)國(guó)家已形成完整的回收體系。不僅制定了專門的法規(guī)制度,而且建立了專業(yè)性、規(guī)模性的電池回收再利用公司。國(guó)內(nèi)尚未建立完善的回收制度與體系,部分回收公司不注意環(huán)保,造成二次污染。
 
  c.由于車用動(dòng)力電池的要求較高,部分動(dòng)力電池雖然無(wú)法為車輛提供動(dòng)力,但剩余容量還能滿足一些儲(chǔ)能裝置的要求,所以采用梯級(jí)利用模式,能擴(kuò)大部分動(dòng)力電池的使用范圍,降低使用成本。
 
  4.我國(guó)動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)存在的主要問(wèn)題
 
  (1)磷酸鐵鋰材料由于工藝控制困難,批次穩(wěn)定性差,使電池制造工藝控制困難,造成電芯成品率低,導(dǎo)致電芯的制造成本高。且材料原始專利涉及核心問(wèn)題,無(wú)法回避,面臨較大風(fēng)險(xiǎn)。
 
  (2)同前動(dòng)力電池隔膜均采用進(jìn)口,國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池隔膜尚處于樣品階段,很難在短期內(nèi)取代進(jìn)口產(chǎn)品。
 
  (3)隔膜和磷酸鐵鋰電池的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備依賴進(jìn)口。
 
  (4)動(dòng)力電池單體樣品的循環(huán)壽命可以達(dá)到較高水平,但由于產(chǎn)品一致性較差,電芯成組后,系統(tǒng)的循環(huán)壽命降低很多。
 
  (5)在電池管理系統(tǒng)方面,缺乏熟悉電池和電池管理系統(tǒng)的復(fù)合型專業(yè)人員;產(chǎn)品系統(tǒng)功能簡(jiǎn)單,性能與國(guó)外存在很大差距;產(chǎn)品工程化設(shè)計(jì)能力較弱,產(chǎn)品可靠性差。

 
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    2017-03-03 18:28
  • 新能源車結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過(guò)剩凸顯 動(dòng)力電池產(chǎn)能是需求量7倍

    目前,在新能源客車、貨車領(lǐng)域,企業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性的過(guò)剩苗頭,動(dòng)力電池高端產(chǎn)能不足、低端產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題進(jìn)一步加劇。1月14日,工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)苗圩在電動(dòng)汽車百人會(huì)上如是說(shuō)。 根據(jù)國(guó)務(wù)院辦公廳此前印發(fā)的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012~2020年
    2017-01-22 14:23
  • 補(bǔ)貼下滑 插電式混合動(dòng)力乘用車市場(chǎng)有望迎來(lái)爆發(fā)

    2017年1月1日起,新版新能源補(bǔ)貼政策正式執(zhí)行。其中,國(guó)家補(bǔ)貼相比2016退坡20%,地方補(bǔ)貼不得超過(guò)中央財(cái)政單車補(bǔ)貼金額50%。這意味著購(gòu)買一輛大于250公里的純電動(dòng)乘用車,最高將減少4.4萬(wàn)的補(bǔ)貼。 雖然補(bǔ)貼大幅下滑,但是插電式混合動(dòng)力乘用車市場(chǎng)卻有望迎來(lái)
    2017-01-20 16:47
  • 崛起中的生態(tài)型動(dòng)力電池企業(yè)

    2016年,將注定成為國(guó)軒高科企業(yè)史上一個(gè)極為關(guān)鍵的年份。這一年,在公司領(lǐng)導(dǎo)層的謀篇布局下,國(guó)軒高科正冉冉升起為一家生態(tài)型的動(dòng)力電池企業(yè)。 通過(guò)在產(chǎn)業(yè)鏈廣泛布局,行業(yè)縱向整合,國(guó)軒高科不斷加強(qiáng)上下游協(xié)同發(fā)展,統(tǒng)籌布局,謀求聯(lián)動(dòng)發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了從單一
    2017-01-19 15:18
  • 由電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇引發(fā)的思考:繁榮背后的隱患

    剛剛結(jié)束的電動(dòng)車百人會(huì)論壇人氣頗旺,可以明顯看到中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的火爆和亢奮。在慶祝中國(guó)已經(jīng)成為全球最大電動(dòng)車市場(chǎng)的同時(shí),我們不能忽視當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策和企業(yè)發(fā)展導(dǎo)向所帶來(lái)的隱患。 產(chǎn)業(yè)政策拉動(dòng)的弊端 過(guò)去二十多年來(lái),基本上每一次政府大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)
    2017-01-19 14:58
本月熱點(diǎn)
  • 注冊(cè)資本近1.15億元!兩巨頭成立電池回收企業(yè)

    近日,廣州優(yōu)美再生技術(shù)有限公司(以下簡(jiǎn)稱廣州優(yōu)美)正式成立,公司由優(yōu)湃能源科技(廣州)有限公司與格林美集團(tuán)下屬武漢動(dòng)力電池再生技術(shù)有限公司有限公司(以下簡(jiǎn)稱動(dòng)力再生)攜手打造。 據(jù)了解,廣州優(yōu)美注冊(cè)資本約1.15億人民幣,經(jīng)營(yíng)范圍含化工產(chǎn)品銷售
    2024-04-16 10:29
  • 寧德時(shí)代、科達(dá)利、特斯拉等發(fā)力這一新賽道!

    4月22日,科達(dá)利發(fā)布公告稱,公司與臺(tái)灣盟立臺(tái)灣盟立、臺(tái)灣盟英擬共同投資深圳市科盟創(chuàng)新機(jī)器人科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱深圳科盟)并簽署《投資合作協(xié)議書》。深圳科盟并簽署《投資合作協(xié)議書》。深圳科盟注冊(cè)資本擬為人民幣1億元,其中公司以現(xiàn)金方式投入人
    2024-04-24 10:11
  • 續(xù)航里程1000公里!寧德時(shí)代發(fā)布神行PLUS電池

    4月25日,在2024北京車展上,寧德時(shí)代舉行乘用車新品發(fā)布會(huì),發(fā)布神行PLUS電池,續(xù)航里程1000公里。同時(shí),充電10分鐘可續(xù)航600公里。
    2024-04-25 17:53
  • 天奇股份牽手長(zhǎng)安汽車 共同打造動(dòng)力電池全生命周期產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)!

    天奇股份4月18日公告,擬與中國(guó)長(zhǎng)安、長(zhǎng)安汽車共同投資設(shè)立合資公司,并以合資公司為主體合作開(kāi)展電池回收、梯次利用及再生業(yè)務(wù)。目標(biāo)打造成為西南區(qū)域領(lǐng)先的電池回收標(biāo)桿企業(yè)。 合資公司的注冊(cè)資本為1.8億元,其中公司擬出資8820萬(wàn)元,持有合資公司49%的股
    2024-04-19 08:42
  • 50億元!這家公司擬在摩洛哥投建鋰電池負(fù)極材料項(xiàng)目

    4月26日晚間, 中科電氣 發(fā)布公告,宣布公司計(jì)劃通過(guò)其控股子公司湖南中科星城石墨有限公司,在中國(guó)香港或其他海外地區(qū)新設(shè)全資子公司, 以間接投資方式設(shè)立摩洛哥項(xiàng)目公司,實(shí)施一項(xiàng)年產(chǎn)10萬(wàn)噸鋰離子電池負(fù)極材料一體化基地項(xiàng)目 。 據(jù)了解, 項(xiàng)目計(jì)劃總投資
    2024-04-29 18:25
  • 全固態(tài)電池三大技術(shù)路線,誰(shuí)將最終勝出?

    近年來(lái),憑借高密度、更安全性、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是“最具潛力的下一代鋰電池技術(shù)”的固態(tài)電池受到市場(chǎng)關(guān)注,最新消息不斷。
    2024-04-22 18:17
  • 鋰礦龍頭一季度預(yù)虧超36億元,收深交所關(guān)注函!

    4月23日晚間,天齊鋰業(yè)發(fā)布業(yè)績(jī)預(yù)告,預(yù)計(jì)今年第一季度同比由盈轉(zhuǎn)虧。 同日晚間,深交所對(duì)天齊鋰業(yè)下發(fā)關(guān)注函,要求其結(jié)合主營(yíng)業(yè)務(wù)開(kāi)展情況、產(chǎn)品產(chǎn)銷量、產(chǎn)品價(jià)格等,分析2024年一季度虧損較2023年四季度大幅增加的原因,并說(shuō)明是否存在持續(xù)虧損風(fēng)險(xiǎn)等。 鋰
    2024-04-25 09:30
  • 又有車企公布全固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間!

    當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月16日,日產(chǎn)汽車公開(kāi)全固態(tài)電池試生產(chǎn)線的預(yù)定設(shè)置場(chǎng)所,在生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)等的橫濱工廠建筑內(nèi)確保了約1萬(wàn)平方米空間,為搬入設(shè)備推進(jìn)施工。 日產(chǎn)計(jì)劃2025年3月開(kāi)始生產(chǎn)全固態(tài)電池,目標(biāo)2028年度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。據(jù)日產(chǎn)介紹,全固態(tài)電池的能量密度是傳統(tǒng)鋰離
    2024-04-18 08:43
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