鉅大LARGE | 點擊量:294次 | 2022年12月22日
光靠電池還不夠!我國電動汽車彎道超車要整體推進
有關(guān)我國電動汽車彎道超車路徑是依靠電池還是BMS的爭論最近不絕于耳。
有文章認(rèn)為再不重視動力鋰電池研究,就別提我國電動汽車彎道超車了。寫出的看法是因為沒有高性能的電池,BMS再先進也無用,并且電動汽車可采用多種電池、多種儲能系統(tǒng),各種系統(tǒng)不同,要不同的BMS,不可能一種BMS包打天下。目前影響電動汽車的安全性、續(xù)航里程、充電速度以及制造成本的關(guān)鍵因素都是電池,電池才是電動汽車的瓶頸!,可惜的是后面重點介紹了幾種電池技術(shù)而沒有深挖為何要重視動力鋰電池研究。也有文章認(rèn)為我國電動汽車要彎道超車,BMS必須攻克。給出的理由是觀察現(xiàn)在的BMS,難說哪家的產(chǎn)品已經(jīng)馴服了鋰電池組,包括TSLA(表現(xiàn)稍好,但是繁復(fù)的接線和高成本的工藝都應(yīng)該還有優(yōu)化的空間)。可以說,在BMS面前,我國公司和國外公司是站在同一起跑線上。尤其是我國,有著電動汽車的最大市場,這是一個天然的優(yōu)勢。得BMS者得先機,BMS成熟之日,就是電動汽車市場疾馳之時。在同一文章里還寫到電池基本上是材料科學(xué),屬于基礎(chǔ)研究領(lǐng)域,我國公司在這方面優(yōu)勢不大,而且從實驗室到商業(yè)化路途漫長,顛覆式的創(chuàng)新無法期待。那么作者是不是同意假如電池核心技術(shù)不掌握在自身手里,我國的電動汽車就無法超車,豈不類似當(dāng)年的發(fā)動機受制于人。
盡管這兩年國內(nèi)新能源汽車在高速發(fā)展,帶動了國內(nèi)動力鋰電池的發(fā)展,也由此出現(xiàn)了動力鋰電池市場供不應(yīng)求的現(xiàn)象。但由于我國的動力鋰電池技術(shù)和國外先進水平之間存在的差距,這導(dǎo)致我國的動力鋰電池市場依舊是外商的天下。拿LG化學(xué)來說,通用汽車、雷諾、福特、現(xiàn)代等都是其全球市場上動力鋰電池的客戶。今年LG化學(xué)更是拿下了為長安汽車獨家供應(yīng)動力鋰電池的訂單,長安汽車2016年以后量產(chǎn)的插電式混合動力汽車(PHEV)的動力鋰電池都將由其供應(yīng)。LG化學(xué)在我國的客戶不僅僅只有長安,還包括東風(fēng)、長城這樣的公司。有公司負(fù)責(zé)人曾經(jīng)說過不是我們不愿意選擇國產(chǎn)電池,而是生產(chǎn)的公司雖多,但真正具備整車匹配能力的并不多。在集成能力、生產(chǎn)一致性和安全性上。
跟動力鋰電池技術(shù)強國相比較,我國的優(yōu)勢體現(xiàn)在大規(guī)模制造能力上,依舊跟其他很多制造業(yè)相同,大而不強。短板重要體現(xiàn)在制造一致性、成組后安全性和壽命、高能量和高功率兼容等方面。例如日本電池的平均能量密度要高出我國平均水平30%-40%,在攪拌制漿機、噴涂涂敷機、冷熱碾壓機動力鋰電池生產(chǎn)專用設(shè)備方面至少領(lǐng)先我國5年。有業(yè)內(nèi)人士說過雖然國內(nèi)公司通過引進消化吸收實現(xiàn)了大部分單機設(shè)備國產(chǎn)化,但單機生產(chǎn)量力和制造精度上和日本設(shè)備還有較大差距,尚無國產(chǎn)全自動電芯裝配線。有好幾家公司的負(fù)責(zé)人都表達過類似自身動力鋰電池核心技術(shù)是不缺失的,只是在工藝上有一定差距的意思。
事實是在技術(shù)路線上也沒能形成自己的方向。目前我國車用動力鋰電池大部分走磷酸鐵鋰路線,但整體技術(shù)水平落后于國外。在磷酸鐵鋰這塊就不得不涉及到一個知識產(chǎn)權(quán)問題,磷酸鐵鋰的正極材料專利歸屬于美國德州大學(xué)Goodenough團隊。2009年日本的NTT公司就曾在解決該專利糾紛時付出巨大代價,隨后像日企的三井造船、住友大阪水泥美國的A123以及的立凱、尚志等公司都為此支付過巨額的經(jīng)費用以加入SudChemie為首的專利聯(lián)盟。這成為了國內(nèi)磷酸鐵鋰相關(guān)制造公司難以逃避的問題。
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%
為解決動力鋰電池在車輛使用過程中的一致性問題,確保車輛整體的安全性、穩(wěn)定性等,動力鋰電池組必須受到高效地管理控制。電池管理系統(tǒng),即BMS,必不可少。BMS是管理動力鋰電池的核心技術(shù),但和國外多采用的主動均衡方式相比較,國內(nèi)大部分廠商供應(yīng)的BMS均采用被動均衡方式。為何不采用主動均衡呢,可能一是成本,二是技術(shù)達不到。在產(chǎn)品技術(shù)能力方面和國外的差距會導(dǎo)致難以滿足未來新能源汽車發(fā)展的實際應(yīng)用需求。大部分人都認(rèn)為TSLA厲害之處就在BMS,包括我也承認(rèn)。但卻忽視了為何TSLA的電池會選擇松下的18650,因為18650的一致性和安全性達到了非常高的水準(zhǔn)。因為電池組的整體性能還是取決于單體電池,不是BMS做到足夠厲害就能解決單體電池的本身性質(zhì)。而目前BMS的一部分功能是為了彌補電芯的性能短板。用沒有核心算法技術(shù)的BMS去協(xié)調(diào)管理電池,電池的使用效率將會大打折扣。
還有在電動汽車的三控里,電機和電控技術(shù)的差距和國外相比也是很大。電機在能效執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)開發(fā)能力以及工藝水平方面都存在不少問題。而電控系統(tǒng),幾乎都沒有自主開發(fā)。電動汽車的基礎(chǔ)還是來源自傳統(tǒng)汽車,盡管沒有了發(fā)動機,但電機電控的差距,原來是差多少,現(xiàn)在也還是差多少。這些問題并不能短時間解決,其實電動汽車的技術(shù)發(fā)展并不是站在同一個起跑線上。
其他相關(guān)的技術(shù)和零部件的發(fā)展都是建立在動力鋰電池的基礎(chǔ)上,是為了發(fā)揮動力鋰電池最大效率。電動汽車是一個整體,電池、電機、電控的三位一體,使得任何一個部分都要擁有最優(yōu)技術(shù),任何一方面出現(xiàn)短板都會使得電動汽車的發(fā)展陷入不平衡。在《我國制造2025技術(shù)發(fā)展路線》里就提出要重點推進電機、電池、逆變器等關(guān)鍵核心零部件自主化,滿足新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。包括整車集成技術(shù):突破融合多信息、以能量管理為核心的整車智能控制技術(shù)、高集成度的動力系統(tǒng)電動化等技術(shù)難題。電驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù):突破電機和傳動裝置、逆變器集成,高集成電驅(qū)動系統(tǒng)專用變速器等技術(shù)難題。以及能量存儲系統(tǒng)技術(shù):突破寬溫度、長壽命、全固態(tài)電池,低成本、高集成化電池管理等技術(shù)難題。
其實我們的新能源汽車能走多遠(yuǎn),取決于各種技術(shù)的綜合發(fā)展水平,但最終取決于電池,誰掌握了動力鋰電池的核心技術(shù),誰就掌握了新能源汽車的發(fā)展未來。