车用动力电池产业蓄势待发 目前近200亿瓦时的年产能

汽车周报 赵三明

从产业发展角度看,日本在技术方面领先,韩国在产值方面最大,中国则在产能方面最大并最具有市场潜力。

作为新能源汽车的核心支柱,车用动力电池产业的发展直接影响着新能源汽车产品的技术水平和应用前景,是决定新能源汽车产业能否实现商业化、市场化的关键。

对于当前车用动力电池的发展状况,新出版的《中国新能源汽车产业发展报告(2015)》指出,中、日、韩、美、德等国家是目前车用动力电池研发产业化及国 际标准化的主要推动者与参与者。其中,中、日、韩三国在消费类电子用小型锂离子电池方面处于技术和市场的主导地位,而目前锂离子动力电池的生产也主要集中 在中、日、韩三国。此外,从产业发展角度看,日本在技术方面领先,韩国在产值方面最大,中国则在产能方面最大并最具有市场潜力。

单从中国的角度来观察,来自中国电子科技集团公司第十八研究所的研究员肖成伟博士在前不久举办的新能源汽车产业发展研讨会上介绍,我国目前具有众多的锂离 子电池及关键原材料研发机构和生产企业,生产制造装备技术日渐成熟,形成了全球最为完善的锂离子电池产业链体系,培养了众多熟练的产业技术工人,积累了丰 富的锂离子电池生产经验。

记者也注意到,作为我国电动汽车“三纵三横”技术体系中的“第三横”,动力电池和电池组管理系统,实际上一直就是国家战略新兴产业——节能与新能源汽车产业中拖底的那重要一“横”。

大规模商业化基础已具备

从各式电动汽车的结构来看,四种主要型式的电动汽车中,混合动力汽车(HEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)的动力装置均含有内燃发动机和驱动电机, 而纯电动汽车(EV)、燃料电池汽车(FCEV)则不含有燃油发动机,只靠驱动电机运转,只不过后者的能量来源是氢气。从电池的角度看,尽管四种电动汽车 的动力装置与能量来源各异,但均需要动力电池系统,这也正是为什么说动力电池是电动汽车最为基础和关键的核心部件。

再从各式电动汽车对动力电池的技术要求来看,从微混、中混、全混到插电式、纯电动、燃料电池汽车,其主要指标的要求是渐进的。如在典型电压方面,微混只需 普通的12伏电压系统即可,中混要求36~120伏电压,从全混往后则需要200~400伏的高电压;能量需求方面,微混的指标是0.6~1.2千瓦时, 到了纯电动则需要10~30千瓦时的能量;电池体系本身也从铅酸到镍氢再到锂离子的高能量电池,电池寿命所要求的循环次数也从30万次上升到30万次循 环 3000次深循环。

肖成伟博士表示,满足轿车使用的锂离子电池2010年已经具有基本的规模产业化能力,能量密度与功率密度也在逐渐提高,以锂离子电池为代表的新型动力电池将使电动汽车实现大规模商业化。

一直走在规范发展的路上

记者注意到,在工信部发布的《汽车动力蓄电池行业规范条件》中指明,国家鼓励汽车动力蓄电池企业做优做强,建立产品生产规范和质量保证体系,加强技术和管理创新,提高产品研发和制造水平,提升产品性能和质量,满足新能源汽车产业发展的需求。

与此相对应,我国在新能源汽车动力电池的标准制订和行业规范管理方面的工作已经大面积展开。从车用动力电池的标准体系来观察,我国目前已在电动汽车用动力 蓄电池性能要求、安全要求、循环寿命要求及各自的试验方法方面有了国家推荐标准,并且在电动汽车用锂离子动力蓄电池包和系统方面有了相应的国家推荐标准。 中国汽车技术研究中心新能源汽车室主任孟祥峰博士表示,对于动力电池的测评,应该从整车集成和实际使用出发,通过对电池深入细致有效的测试评价,将性能良 好的电池通过集成技术的叠加,进一步提升其安全性和综合性能,以推动动力电池产业的健康快速发展,从而促进电动汽车产业化进程。

产业崛起态势已经形成

肖成伟介绍,2015年,全球锂离子电池产业投资总计在100亿~120亿美元,产能超过500亿瓦时,投资平均强度为250美元/千瓦时,折合成人民币 计价为1.6元/瓦时。而在国内,目前已形成珠三角、长三角、京津地区、中原地区四大产业集聚群,产业总况是近100亿元的产业资金投入,近200亿瓦时 的年产能,以及近100家动力电池企业。肖成伟说,我国目前已经实现了镍氢电池、锂离子电池、超级电容器及关键材料(锰酸锂、磷酸铁锂及三元材料、碳负极 材料、隔膜)以及生产装备的产业化,整体动力电池产业崛起的态势已经形成。

从各主要汽车动力电池生产国的电池国家计划和中国的动力电池路线图可以发现,动力电池作为中国新能源汽车发展最为关键的零部件,得到了高度重视和重点关 注。目前的动力电池模块能量密度为100~150瓦时/公斤,循环寿命为1200次,成本为3~4元/瓦时,承担的是万辆级别的电动汽车产业;2015年 的规划目标是模块能量密度在150瓦时/公斤之上,循环寿命达2000次,成本为2元/瓦时,承担的是50万辆级别的电动汽车产业;到2020年时,动力 电池模块的能量密度则要达到300瓦时/公斤以上,循环寿命达3000次,电池成本为1.5元/瓦时,承担的将是500万辆级别的电动汽车产业。与当前相 比,2020年时动力电池的能量密度是现在的2~3倍,循环寿命是目前的2.5倍,成本只是当前的37.5%~50%。按此数据可以粗略地估算,到 2020年时电动汽车动力电池的综合性价水平将是当前的5倍左右,届时的电动汽车总量达到当前(以2014年的全国销量7.85万辆计)的5倍即接近40 万辆应该一点不成问题。

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