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新能源汽车电池产业化需要跨越两道坎驳船

2022-07-07

新能源汽车电池产业化需要跨越两道坎

动力电池对于电动汽车的发展意义重大。在国家863计划大力支持下,我国单体动力电池、电机等关键零部件研发取得突破性进展,产业化步伐加快。业内人士认为,目前亟待提高动力电池性价比,并破除电池管理系统的技术瓶颈,只有动力电池在技术和成本上有所突破,电动汽车才有可能实现产业化。  进入2009年,以中信国安、杉杉股份、江苏国泰、西藏矿业为代表的新能源汽车锂电池概念股掀起了牛年第一轮冲击波。在近日发布的《北京市首批政府首购自主创新产品目录》中,北大先行科技产业有限公司的磷酸铁锂动力电池、中信国安盟固利动力科技有限公司的高功率铝塑膜锂离子动力电池以及北京长力联合能源技术有限公司的动力型机械插块式锌—空气金属燃料电池名列其中。  作为电动汽车的关键零部件,动力电池对于电动汽车的发展意义重大。在国家863计划大力支持下,我国节能与新能源汽车自主创新取得历史性突破,单体动力电池、电机等关键零部件研发取得突破性进展,产业化步伐加快,投资力度不断加大。近日发布的《汽车产业调整和振兴规划》亦明确提出,要“实施新能源汽车战略,推动纯电动汽车、充电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化。掌握新能源汽车的专用发动机和动力模块(电机、电池及管理系统等)的优化设计技术、规模生产工艺和成本控制技术。建立动力模块生产体系,形成10亿安时(Ah)车用高性能单体动力电池生产能力”。这对国内动力电池生产企业及电池管理系统供应商提出了不小的挑战。  单体动力电池研发获突破  在“十五”国家863计划电动汽车重大专项、“十一五”国家863计划节能与新能源汽车重大专项等国家重点项目中,都对单体动力电池特别是镍氢动力电池和锂离子动力电池提供了支持,这也是当前国际上研发和关注的热点。  “中信国安盟固利作为国家863节能与新能源汽车重大项目组成员,承担了“电动汽车用锂离子动力电池系统开发”课题。”中信国安盟固利公司总经理其鲁介绍说,该公司长期致力于电动汽车用动力锂电池的研发与生产,多年来投入大量资金和人力,积极研发多项动力锂电池及其关键应用技术,在国际上率先研制成功电动汽车用大容量锰酸锂动力锂电池,圆满完成了2008年北京奥运会重大项目“大容量锰酸锂动力电池制作技术”,受到国内外广泛关注。  据了解,2006年中信国安盟固利承担了“电动汽车用锂离子动力电池系统开发”项目,主要目标是通过对单体动力电池关键材料、制备技术以及组装技术的研究,为电动客车提供高性价比、安全性能好的锂离子动力电池。该项目在国内首次将铝塑膜应用于大容量动力电池上,采用了与锰酸锂匹配性更好的负极材料,以及可提高电池安全性能的新型电解液,优化了电池的制作工艺,改善了动力电池的产热性能和电池组的联接技术、成组性能。该电池的能量密度达到120wh/kg,可进行4C倍率的充放电,安全性能通过国家863电动车重大专项动力电池测试中心的检测,各项指标均达到或超过项目要求。北大先行相关负责人介绍说,北大先行在国家863计划的支持下,通过多年的技术攻关,实现了高性能磷酸铁锂材料和单体动力电池制备和产业化技术的突破,并顺利实现产业化,成为国际上少数几家能够批量生产磷酸铁锂材料的企业之一,所制备的磷酸铁锂动力电池成功应用于奥运纯电动大巴和纯电动环卫车,取得良好的社会效益。   动力电池性价比待提高  只有动力电池在技术和成本上有所突破,电动汽车才有可能实现产业化。科技部目前着力推动的“十城千辆”电动汽车示范应用工程将带动镍氢、锂离子动力电池的大规模应用,从而提高动力电池的技术和质量水平,为电动汽车的快速发展奠定零部件基础。  业内人士认为,无论是镍氢动力电池还是锂离子动力电池,要想赢得市场,必须具有较高的性价比。“应该从设计时就考虑整车和关键零部件的低成本开发。目前国内从事车用动力电池研发的企业基本上没有汽车零部件生产的背景和经验,这些企业对车用电池的产品理念、开发流程、生产工艺设计乃至成本计算的方法均与汽车行业不一致,甚至差距很大。此外,车用动力电池行业的从业人员大多来自传统电池行业,对汽车缺乏了解。要开发出适用于车用动力电池使用环境、性能优良的车用动力电池,需要了解更多与汽车有关的专业技能。因此,车用动力电池企业与汽车企业应当建立更为密切的合作”。  那么,如何加强合作,提高车用动力电池的性价比?  湖南南车时代电动汽车股份有限公司相关人士认为,首先,车用动力电池企业应寻求技术上的突破,从原理上解决电池的可靠性问题,并提高电池的使用寿命、降低电池的损耗和发热。其次,在应用层面上车用动力电池企业要提供系统解决方案,加强与整车企业的沟通和协调,从提供电池单体向提供电池包转变,包括电池成组、冷却、防护等,以集成包的形式向下游企业提供产品。第三,车用动力电池企业不但要向下游企业提供产品,还要向下游企业提供服务,为下游企业及最终用户提供电池维护和保养手段及方法,提高电池的使用寿命。第四,车用动力电池企业应充分利用“十城千辆”试点的契机,提升电池的生产工艺水平,以提高电池的一致性,并实现规模生产,降低生产成本。第五,在现阶段,车用动力电池企业应研发电池回收技术,提供电池回收服务。因为电池的回收残值较高,通过电池回收可以进一步降低用户的使用成本。 其鲁表示,电动汽车的迅猛发展完全有可能引发车辆制造业的彻底革命。与传统的汽车制造业不同,电动汽车是建立在先进的储能电池能源系统、马达驱动系统以及电子和计算机控制系统三大技术的基础上。因此,拥有电动汽车核心技术的企业将有机会依靠自身的核心技术开发各种电动车辆的驱动系统,并通过与整车企业的合作生产出高质量的电动汽车。  电池管理系统是瓶颈  “新能源汽车动力电池系统上下游产业链由电池原材料、电池关键构件、单体电池、电池管理系统、新能源汽车整车构成。”天相投资顾问有限公司汽车行业分析师李孟海表示,“中国要在插电式混合动力汽车和纯电动汽车产业领域赶超世界汽车强国,必须加大对电池管理系统的产业化扶持力度,培育出独立、专业的电池管理系统供应商。”李孟海认为,只有电池管理系统的研发人员,才能真正实现汽车技术与传统单体电池技术的上下游衔接,才能提出单体电池的一致性、可靠性性能指标要求,才能促进单体电池生产企业的工艺技术改进与提高。  据了解,目前国内单体动力电池成组技术、模块化技术尚不成熟,关键问题是没有成熟的电池管理系统,如果一节单体电池发生故障,整个电池组的性能将受到很大的影响,而可靠的电池管理系统可以通过设计合理的控制算法来避免这些问题的出现。因此,解决这一问题是加快车用动力电池产业化发展的重中之重。   一位汽车行业分析师表示,从动力电池产业链角度来看,真正能够做到“旱涝保收”的企业首先是电池管理系统供应商,这些企业是上下游产业盈利能力最强的,其次是提前把握市场先机的单体电池供应商和核心材料供应商。据了解,目前国内已有一些企业涉足电池管理系统及其测试领域,但都处于起步阶段。

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