鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:653次 | 2021年12月07日
路線圖催促技術(shù)賽跑: 輕量化和電池決定續(xù)航里程
十月二十六日,在我國(guó)汽車(chē)工程學(xué)會(huì)年會(huì)上,節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖正式公布,規(guī)劃了我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)未來(lái)15年的發(fā)展藍(lán)圖。其中,動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)和輕量化技術(shù)路線圖就在重要框架之中。
十月三十一日,國(guó)軒高科動(dòng)力能源股份公司總經(jīng)理方建華向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者表示:“該路線圖的公布是基于眾多專家的產(chǎn)業(yè)研究,提出的目標(biāo)也是按照新能源發(fā)展的要求。但是,目標(biāo)終究不是指標(biāo),未來(lái)能否達(dá)到目標(biāo)還要看新能源汽車(chē)的發(fā)展情況?!?/p>
其他接受采訪的業(yè)內(nèi)人士也認(rèn)為,目前技術(shù)路線還存一些要細(xì)化的地方,如對(duì)技術(shù)發(fā)展預(yù)期、資源供給情況、節(jié)能型能效性等多方面,沒(méi)有量上的比較。
事實(shí)上,續(xù)航里程作為消費(fèi)者選擇新能源汽車(chē)重要考慮因素之一,目前還不能完全滿足消費(fèi)者的日常需求,動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)升級(jí)和輕量化技術(shù)能否取得新突破,成為關(guān)鍵所在。
技術(shù)路線圖近五年內(nèi)的目標(biāo)是,至2020年乘用車(chē)新車(chē)平均油耗5.0升/百公里,商用車(chē)新車(chē)油耗接近國(guó)際先進(jìn)水平,新能源汽車(chē)銷(xiāo)量占汽車(chē)總體銷(xiāo)量的比例達(dá)到7%以上。而今年前三季度,汽車(chē)總體銷(xiāo)量為1936萬(wàn)輛,新能源汽車(chē)銷(xiāo)量占總銷(xiāo)量的比例僅為1.5%。
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%
電池能量密度競(jìng)賽
今年1-九月新能源汽車(chē)生產(chǎn)30.2萬(wàn)輛、銷(xiāo)售28.9萬(wàn)輛,同比上升93.0%和100.6%。其中,純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)分別完成22.9萬(wàn)輛和21.6萬(wàn)輛,同比上升118.1%和128.4%。
新能源汽車(chē)銷(xiāo)量的提升為動(dòng)力鋰離子電池的發(fā)展供應(yīng)契機(jī)。2015年,由于中央以及地方政府的政策扶持,動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)整體發(fā)展較快。但隨著新能源汽車(chē)的發(fā)展及市場(chǎng)需求,對(duì)動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)的要求不斷提高,技術(shù)升級(jí)也遇到諸多問(wèn)題。
國(guó)內(nèi)大多采用磷酸鐵鋰離子電池,同時(shí)三元電池的研發(fā)與應(yīng)用也在逐步展開(kāi)。由于三元鋰離子電池安全性較低,工信部2016年初要求暫停將三元鋰離子電池客車(chē)列入新能源汽車(chē)推廣目錄中。日韓的動(dòng)力鋰離子電池技術(shù)重要開(kāi)發(fā)以改性錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰三元材料為正極的動(dòng)力鋰離子電池。
方建華強(qiáng)調(diào):“國(guó)內(nèi)公司在電池核心技術(shù)上不分伯仲,目前重要欠缺的是電池的總體管理系統(tǒng),這個(gè)要國(guó)內(nèi)公司重點(diǎn)去發(fā)展。同時(shí),伴隨著電池技術(shù)發(fā)展,也要國(guó)內(nèi)向能量密度更高的鋰離子電池過(guò)渡?!?/p>
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
根據(jù)技術(shù)路線圖,到2020年動(dòng)力鋰離子電池滿足300km以上純電動(dòng)EV應(yīng)用需求。但是,目前國(guó)內(nèi)采用的動(dòng)力鋰離子電池,無(wú)法達(dá)到這一要求。
假如電動(dòng)汽車(chē)達(dá)到500km的續(xù)航里程,其動(dòng)力鋰離子電池系統(tǒng)的能量密度理論上至少應(yīng)達(dá)到400wh/kg以上,然而,目前國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車(chē)廣泛應(yīng)用的是磷酸亞鐵鋰和錳酸鋰正極的鋰離子電池動(dòng)力鋰離子電池,其單體電池的比能量只有130wh/kg,組合成電池包后,電池系統(tǒng)能量密度不到90wh/kg,較低比能量的電池限制了電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程。
大多數(shù)國(guó)內(nèi)新能源車(chē)企此前堅(jiān)持磷酸鐵鋰離子電池路線,而以特斯拉為代表的新能源車(chē)企則走三元鋰離子電池之路。不過(guò),目前比亞迪(56.160,0.00,0.00%)在新能源車(chē)型“唐”上開(kāi)始應(yīng)用三元鋰離子電池,而包括北汽、江淮、奇瑞、上汽等更多的國(guó)內(nèi)新能源車(chē)生產(chǎn)公司也相繼進(jìn)入三元鋰離子電池領(lǐng)域。
業(yè)內(nèi)專家表示,這并不意味著未來(lái)將是三元鋰離子電池統(tǒng)領(lǐng)天下,電池行業(yè)一向是一代材料一代技術(shù),整個(gè)行業(yè)沒(méi)有停止對(duì)新材料和新技術(shù)的挖掘,更高的能量密度和更安全的性能永遠(yuǎn)是公司試圖平衡的兩大命題。
新材料決定輕量化技術(shù)
早在2011年,我國(guó)工業(yè)和信息化部就曾公布《工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)投資指南》,其中就要求升級(jí)汽車(chē)輕量化技術(shù)。在今年的我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)論壇上,萬(wàn)鋼部長(zhǎng)強(qiáng)調(diào)了“輕量化”是我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展方向之一。
新公布的技術(shù)路線圖也提出,以鋁、鎂合金和碳纖維復(fù)合材料為重點(diǎn),逐步掌握輕量化材料制造技術(shù)??梢钥闯?,輕量化是目前汽車(chē)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的措施之一。
目前,純電動(dòng)汽車(chē)的電池技術(shù)尚未解決續(xù)航里程問(wèn)題,輕量化對(duì)節(jié)能減排效果比較明顯。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,汽車(chē)的整體質(zhì)量每降低10%,油耗可降低6%-8%,與此同時(shí),汽車(chē)車(chē)重每減少50%,二氧化碳的排放量就會(huì)減少13%,并且汽車(chē)整備質(zhì)量每減少100公斤,百公里油耗可降低0.3-0.6升。
比較傳統(tǒng)燃油汽車(chē),純電動(dòng)汽車(chē)更要輕量化技術(shù)應(yīng)用,電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力鋰離子電池系統(tǒng)通常占整車(chē)總質(zhì)量的30%-40%。
相比傳統(tǒng)汽車(chē),新能源汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)不相同,高強(qiáng)度鋼、鋁合金、鎂合金在新能源汽車(chē)上應(yīng)用較多。因此,新能源汽車(chē)的輕量化技術(shù)手段、電動(dòng)汽車(chē)整車(chē)重量、續(xù)航能力與重量設(shè)計(jì)都要重新研究。需根據(jù)不同車(chē)型,設(shè)計(jì)輕量化方法。
對(duì)此,長(zhǎng)江汽車(chē)控股有限公司副董事長(zhǎng)姜安寧十月三十一日在接受21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者采訪時(shí)表示:“目前長(zhǎng)江汽車(chē)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)都是整體設(shè)計(jì)和研發(fā)的,不是對(duì)現(xiàn)有車(chē)型進(jìn)行改裝。雖然整車(chē)成本大大提高,但是新技術(shù)可以投入使用,安全性也相應(yīng)提升。”
技術(shù)路線圖規(guī)劃,遠(yuǎn)期重點(diǎn)發(fā)展鎂合金和碳纖維復(fù)合材料技術(shù),實(shí)現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料混合車(chē)身及碳纖維零部件的大范圍應(yīng)用。
北京理工大學(xué)機(jī)械與車(chē)輛學(xué)院副教授孫立清也表示:“現(xiàn)在存在一個(gè)誤區(qū),就是認(rèn)為碳纖維材料很貴,其實(shí)目前需求還沒(méi)那么多,隨著新能源汽車(chē)產(chǎn)品的成熟,產(chǎn)銷(xiāo)量逐漸增多,成本也會(huì)隨之下降?!?/p>