鉅大LARGE | 點擊量：614次 | 2022年01月07日
快充技術如何升級？由動力鋰電池發(fā)展反推電動汽車使用訴求和路徑
電動汽車作為一種交通工具，動力鋰電池作為能量存儲和轉化單元，是整個產(chǎn)業(yè)的核心驅動因素。正因為其利用電能作為中介，而非石油、煤炭等一次能源，能夠極大調整和改善能源結構，國家才會堅定決心作為戰(zhàn)略新興行業(yè)強力推進。
上下游的需求滿足和價值傳遞是現(xiàn)代社會產(chǎn)業(yè)鏈形成的前提。直流充電也好，交流充電也好，無線充電也好，無非是一種電力網(wǎng)絡和電動汽車之間的能量轉換設施。
因此，討論充電樁的市場和技術，不去分析電動汽車尤其動力鋰電池的發(fā)展，拋開問題本質談現(xiàn)象，猶如盲人摸象。
一、動力鋰電池淺析
動力鋰電池作為一門獨立的應用產(chǎn)業(yè)，在此只簡單談談理解和規(guī)律。從技術路線上講，大概分為氫燃料動力電池、鋰離子電池、超級電容和鋁空氣電池。
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%
主流路線鋰離子電池中，又區(qū)分三元鋰離子電池（Tesla等）和磷酸鐵鋰離子電池（BYD等）以及鈦酸鋰離子電池（珠海銀隆等）等。三者安全性、充電倍率、能量倍率、成本等各有利弊。而技術路線爭議和諸多恩怨是非在2016年以禁止客車用三元鋰離子電池達到頂峰，吵了一年，最終各有各的思路。
目前坊間傳聞石墨烯等商用的最大方向和應用，均是作為添加劑摻雜改性，仍逃不出以上范疇。
從市場發(fā)展而言，經(jīng)過小十年的沉淀和積累，通過十城千輛示范工程、兩大會的推動，國內公司進入發(fā)展期，2014年政策明確后資本規(guī)模涌入，整個行業(yè)呈現(xiàn)"大干快上"的現(xiàn)狀。而2015年底車企供應生產(chǎn)人員，在為數(shù)不多的幾家電池廠產(chǎn)線蹲守搶產(chǎn)量的情況，想起來也是行業(yè)一樁趣事。
拋開材料不談，在pACK技術上目前也是百家爭鳴，以下是簡單比較。
二、動力鋰電池展望
作為工科出身，筆者充分認同部分專業(yè)領域如研發(fā)、技術、生產(chǎn)存在客觀規(guī)律，整體剛性較強，無法通過主觀能動改變。比如電池技術發(fā)展這么多年，還是在電化學原理的框架進行。
但也必須承認，無法利用資源改變原理，但能通過資源加快技術改進過程。
1.能量密度
本指標關于體積、自重、續(xù)航等存在影響。
2015年的《我國制造2025》、2016年《有關公布國家重點研發(fā)計劃新能源汽車等重點專項2017年度項目申報指南的通知》等路徑性文件中，分別明確提出2020年達到300Wh/kg或350Wh/kg的比能量要求。據(jù)坊間傳聞，原標準其實近400Wh/kg，后來多方博弈才降低標準。
2016年底CATLCATL、BYD、國軒、中航鋰電等主流玩家，電芯能量密度在130~160Wh/kg，pACK能量密度在95~120Wh/kg。
21700今年也開始量產(chǎn)，Tesla和松下合作，據(jù)說已經(jīng)能做到300Wh/kg。
2.充電倍率
本指標是最直觀的充電速度指標。
國家工信部今年公布的前三批新能源汽車推薦目錄數(shù)據(jù)顯示，共計有40款快充客車上榜。
董小姐的珠海銀隆雖未上榜，但一直號稱能做到6C-10C充電倍率，由于充電槍載流量、成本等各方面考慮，目前較多的做法是360Kw分雙槍同時充電。湖州微宏三元鋰做到穩(wěn)定5-6C充電且電池衰減可接受的技術，已經(jīng)量產(chǎn)。
3.整體成本
動力鋰電池占新能源汽車制造成本的比例大約在30%-40%，這是最直觀影響電動汽車市場競爭力的因素。
2016年我國動力鋰電池出貨量達28.04GWh，同比上升78.6%。CATL、Tesla、BYD初步規(guī)劃2020年分別達到50GWh\35GWh\34GWh，產(chǎn)業(yè)鏈整體產(chǎn)量尤其低端產(chǎn)品出現(xiàn)過剩。而動力鋰電池價格過高的根源在于原材料價格居高不下，如目前碳酸鋰的成本已經(jīng)低至1.3萬元/噸，但是市場售價卻達到15-17萬元/噸。這個市場成本走向最終受制于上游寡頭公司的市場策略，因此非單純技術產(chǎn)業(yè)范疇可預測。
在2014-2015年，動力鋰電池市場價格在2000-2500元/kWh，截至2016年，價格降低至1500元/kWh，據(jù)預測到2020年全球動力鋰電池平均價格可以達到1000元/kWh。而價格可以做到700元/kWh以內，就可以做到和目前傳統(tǒng)內燃機動力的等價。
三、結論
之前搜集的部分車型數(shù)據(jù)：
乘用車領域，在2020年左右，預計能量密度提升一倍到250-300Wh/kg，充電倍率達到3-4C，續(xù)航里程在300公里，電池容量在35-40KWh，是一項主流產(chǎn)品路徑。
初步能實現(xiàn)一輛車15-20分鐘充滿，要求充電樁功率最大不超過150kw，在現(xiàn)國標技術體系內。
假如極端或高端車型，做到500公里左右，電池容量接近70-80KWh，理想充電功率在320Kw左右，不超過350Kw，即歐洲提出的快速充電網(wǎng)絡概念。
而商用車領域，由于其使用途徑和運營場景不一，無法一概而論，理論上大部分領域不會超過350Kw。
以上，由動力鋰電池發(fā)展反推出車輛運營的使用訴求和路徑，基本上我們關于快速充電領域的技術升級和需求有了大方向。
