鉅大LARGE | 點擊量：1995次 | 2018年06月03日
動力電池發展面臨六大挑戰
對在我國不久前新能源客車又燃起了一把火，并且造成一人死亡的事件，中國北方車輛研究所動力電池試驗室主任王子冬表達了自己的擔憂：我國目前鋰電池生產企業有2000到3000家，在核心技術缺乏下，在動力電池供不應求下，許多企業開始生產動力電池。但是，動力電池和傳統的鋰電池在制造技術上，完全是兩回事。
電動汽車安全再成焦點動力電池發展面臨六大挑戰
以下是王子冬發言實錄：
動力電池已成為我國電動汽車戰略性新型產業發展的瓶頸技術。目前我國電池研究和生產企業眾多，但總體實力不強，產業鏈條不完整，還面臨著國外企業進入中國給我們造成的壓力，在這樣一個狀態下，我們如何應對？
我們需要對前進中的深層次問題進行深入研究和系統思考，重點突破、穩步推進。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
社會各方科研力量需共同努力，以支撐我國動力電池產業的可持續發展，創造機遇。
勝出者往往不是因為能力，而是觀念。我們整個產業遇到的壓力：
全球鋰離子電池企業前4強分別是三星SDI、松下、LG化學和索尼，其中三星SDI已經超越松下而成為全球第一。從數據可以看到，三星SDI一家企業的產銷量幾乎相當于中國前10強的總和。
中國前10強企業的產銷量總占比為78%左右，這也是與全球表現明顯不同之處。一個毋庸置疑的事實是：中國企業普遍缺乏規模優勢，且未來一段時間內這種狀況恐較難改變。在規模效益不足的情況下如何維持自身的生存與發展，是擺在中國企業面前的一道亟待解決的課題。
出現這種狀況的原因之一是：國內動力電池企業與電動汽車企業的關系過于松散，相互的忠誠度不夠，電動汽車企業對待動力電池企業只當作零部件供應商，認為是可以有多種選擇的。在這種情況下動力電池企業不愿意為電動汽車企業開發合適的動力電池。
動力電池企業需要和電動汽車企業同步成長和發展，缺一不可。這些可以從國外企業和電池企業形成緊密的研發共同體就可以看出，這些企業在動力電池上不是簡單的買賣關系，而是戰略同盟研發關系。而我們國家，現在整車廠還把電池企業作為一個供應商來看待。
挑戰1、決定電動車前途的不是成本，是效率
制約純電動車普及的最主要瓶頸，其實不是續航里程，因為多裝電池，續航里程就高了，像特斯拉那樣；也不是成本，隨著普及程度的提高，成本終究有辦法降下來，像亨利·福特的流水線之于汽車那樣；決定一項新技術最終能否得到普及的，是效率。
這里指的不僅是能量轉化效率，這方面純電動是很高的，比傳統內燃機高多了。是使用效率，目前純電動車的比較好的充電水平，也只能做到20分鐘充電80%（續航大約100-120公里）；假設平均車速是60km/h，也就是說，每開2小時車就要停下來充20分鐘電！實際上，即使到處都是充電樁，你也不大可能隨到隨充，難免要排個隊，假設前面有2輛車，那么你就要等1個小時。這樣的效率，是無法作為日常交通工具使用的！
所以，在充電一次的行駛里程在200km以下的電動車，如果不能解決電動車能量快速補充問題，即使充電樁普及了，純電動車也無法完全替代傳統汽車，它也只能作為一種補充，適用于短距離移動。
解決的途徑：減輕重量，降低能耗；加大電池組能量；加裝增程器；加裝高效太陽能發電板，補充部分能量；更換電池組。
挑戰2、電動車動力電池遭遇低溫充電難
目前的電動車，特別是電動公交車、電動出租車、私人電動車等大部分使用的是鋰電池。北京、青島、長春、唐山、包頭的新能源汽車示范運行工作，都不同程度遇到了冬季充電困難的問題，使得冬季電動公交車的運力下降，很難保證正常運行。問題分為兩個層面：
一是低溫環境下電池性能下降，好一點的下降10-15%，差一點的下降35%，這與材料狀態、電池結構、生產工藝、外殼結構、熱管理系統功能有關；
二是低溫充電容易產生析鋰現象，發生不可逆反應，使得電池容量和能量大幅度下降。嚴重的鋰枝晶會刺穿隔膜，使電池短路，發生安全事故。
挑戰3、成本：動力電池組的成本
就目前的電池生產技術來說進行電芯成本分析：
1、100Ah磷酸鐵鋰電池材料成本：
正極材料0.8kg-100元、負極材料0.4kg-25元、隔膜5m2-40元、電解液0.5kg-40元、外殼40元/套、加工費55元，合計300元，相當于：0.938元/Wh；
2、100Ah三元材料鋰電池的材料成本：
正極材料0.7kg-100元、負極材料0.4kg-25元、隔膜5m2-40元、電解液0.5kg-40元、外殼40元/套、加工費55元，合計300元，相當于：0.834元/Wh；
3、100Ah錳酸鋰材料電池的材料成本：
正極材料0.95kg-88元、負極材料0.4kg-25元、隔膜5m2-40元、電解液0.5kg-40元、外殼40元/套、加工費55元，合計288元，相當于：0.78元/Wh。
電芯其它成本內涵：
設計費、測試費、模具費、開發費；
材料利用率、原材料采購成本、產品合格率；
設備折舊費、財務費用、銷售費用、管理費、人員培訓費；
稅費、職工福利、保險費、企業利潤。
目前由于批量小，各種費用攤銷后電芯成本就變成2元/Wh以上了。
電池組的成本：
技術開發費用。
電池組有冬季充電加溫系統，有夏天工作時要散熱的系統，有使用中抗振動結構，有下雨天防水結構，有事故中防沖擊結構，有連接的可靠性設計，有BMS可靠性設計。
系統增加的部件費用。
電池組有安裝方便性考慮，有維修檢查的方便性結構；
性能測試費、可靠性考核費；
設備折舊費、人員培訓費、產品的運輸費；
財務費用、銷售費用、管理費、稅費、福利費、保險費、企業利潤。
企業的隱形成本。
加起來電池組的成本就變成3元/Wh以上了。
挑戰4、安全性
動力電池的安全對于電動汽車產業的發展至關重要。近年來，隨著各種節能與新能源汽車試點和實際運營數量的增多，安全事故時有發生，事故的分布從縱向看：在加工、制造、化成擱置、運輸、測試、使用、充電維護、回收各個環節上，都出現過問題。
從橫向看：國內外在手機、電腦、電動自行車、電動摩托車、電動轎車、電動公交車、混合動力車等領域應用過程中，也都出現過問題。目前動力電池出現問題多數是在充電時發生，低溫充電增加了出現問題的概率。如何提高動力電池的可靠性與安全性成為當前業界關注的焦點。
挑戰5、長壽命使用。所謂的電池一致性、可靠性
1）生產過程中對電池一致性的控制能力，這可以通過自動化生產設備和“正確的生產工藝”得以控制（尋找到能夠控制產品質量的工藝方法這點很重要）。另外電池的結構設計要符合大規模機械化生產設備的要求。
2）使用過程中對電池一致性的控制能力也很重要。
A.合理的電池結構減少低溫環境下的電池自身溫度不平衡；
B.采用盡可能減小電池接觸電阻的連接方式，提高電池組的功率性能，同時減少電池的局部溫升；
C.注重每一個電池表面的冷卻效果，選擇科學、合理的通風結構，使整個電池組的溫度場得以均勻，以保證電池組在低溫環境中使用過程中的環境一致性。對于電池系統一致性問題，目前存在的比較明顯的誤區：
認為電池生產企業應該把電池的一致性做到±1%的范圍內，其實電池企業提供給整車企業的動力電池，一致性是可以控制在這個范圍里的，但是為什么成組后的一致性相差了10%？
問題就出在了成組和集成過程中，溫度的不一致，導致了電池在工作中效率的不同，造成電池出現了不一致。
另外，電池組的充電方法不合理也會產生比較大的影響。
挑戰6、電動車開發、使用、推廣的商業模式？
電動汽車沒有像電動自行車、移動電話那樣為你的用戶提供出超值享受，或者為用戶解決了難題，也就是沒有體現出用戶的附加值，用戶最關心使用電動車需要有什么功能。
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