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CEO年度对话 ——合力助推新能源汽车

  2014-12-26

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 【《高工锂电》12月刊 文 本刊 编辑部】当前中国新能源600617汽车产业蓬勃发展,成为最有希望赶超国际汽车知名品牌的一条“弯道”。然而不可否认的是,在动力电池技术、BMS、PACK及新能源汽车整车制备等诸多方面,中国企业仍与国际一流水准存在一定差距,整条产业链的发展不太成熟。

  在此背景下,电芯、BMS、PACK及汽车企业需加大研发投入,并加强彼此之间的合作。而为扩大布局以占领优势,一些有实力的企业已开始向上或向下拓展其他业务,比如电芯企业、车企涉足PACK,车企设立动力电池厂等。

  未来如何推进动力电池及新能源汽车产业的发展?近期高工锂电董事长张小飞一行到CATL进行调研,与CATL总裁黄世霖就相关问题展开了深入的交流与讨论。

  忧胜过喜

  张小飞:近期高工锂电产业研究院(GBII)做了一次大规模的新能源汽车产业调研。从巡回调研的结果来看,新能源汽车发展形势不错,预计2015年销量将超过10万辆。对于新能源汽车的发展机遇,你怎么看?

  黄世霖:说实话,我担心多过于高兴。CATL接触过很多国内的车企,也有与国际知名车企合作。将两者相比,国内车企与国际知名车企的差距还是较大的。国外汽车产业发展已有100多年的历史,有很好的办事流程及方法,能给动力电池厂商提出非常细致的要求。而国内车企在这方面有所欠缺。相应地,动力电池的生产就会有很多问题。

  电池厂也要担负起责任。国内很多电池厂原先生产铅酸电池或者消费类电池,现在转到生产汽车用动力电池。由于动力电池要能承受大电流冲击,适应温度、振动等各种环境,并要求使用寿命长达5年、8年乃至10年。如果电池厂没有在电芯设计方面有根本性的技术突破,很难做好动力电池。

  张小飞:不仅如此,由于一开始强调成本并急忙推广产品,国内企业还在电池管理系统方面做得较差,而它对于动力电池的应用十分重要,影响着动力电池的寿命及安全。

  黄世霖:总体来看,新能源汽车生产的每一个环节发展都不成熟,都没有很好的研发投入。在此局面之下,怎么会有好产品出现?即便某些电池厂做出了样品,用到车上,这辆车跑几个月乃至一年,可能都没问题。但在现在的条件下,如果批量生产动力电池,用于上万辆新能源汽车,就会出现问题,这也正是我担心之所在。

  逐步改进

  张小飞:我们在各个环节都较弱,应该有重点、有计划地改进。从电芯层面来看,电芯制造要满足能量密度、功率密度、使用寿命、成本等四大关键要求。在材料选择、技术方向、整体研发等诸多方面,电池厂的投入都需大大增加,并围绕客户的核心需求来组织生产。

  以前电池厂通常采取的方法是“试错”,会搞很多配方、工艺,再从中选择,看到哪个好就开始生产,却往往不知道为什么好。现在如果做动力电池,电池厂在电化学及结构方面的研发能力必须更上一层楼。如果没有此能力,在盲目中摸索,电池厂极可能走错方向。

  黄世霖:你说得很对。从电芯到PACK环节,电池管理系统的热管理很关键。当电池用于新能源汽车时,车的内部温差可达到十几二十度,电池无法承受此温差,而热管理起着调节作用,影响着电池的寿命。

  另外,消费类电池只需2串、4串,而动力电池增至100多串,将动力电池中数量极多的单个电芯有效串联,进而增强整个系统的可靠性、保证电池在使用过程中的一致性也非常重要。国内同行在过去很长一段时间里都没有做好电池管理。他们的产品不是电池管理系统而应该是“监控系统”,不能对整个电池组进行有效管理,只能发现哪里出现问题。

  张小飞:国内电池管理软件设计能力、硬件标准都欠缺,这既需要企业提升技术实力、完善产品,也需要在整个行业建立标准体系,从而扎实推进行业往前发展。

  黄世霖:是的。我们还可以实行“走出去再回来”策略:有实力的企业和全球一线品牌车企合作,定位做出好的产品,并且将每一个步骤都弄清楚,一步步都得到验证,形成规矩和流程,再与国内客户合作。这既可以帮助国内企业节省时间及研发投入、提升技术水平,也能弥补整个行业在标准、合理流程制定上的缺陷。

  深度合作

  张小飞:如今中国企业在国际供应链中尚无大作为,但少数电池大厂和车企是有实力与国际企业竞争的,处于相对平等的位置。眼下仍是我们赶超国际的大好时机。

  事实上,单个产品质量、单个工程师能力和国际水准是接近的,只是整个行业还未形成完善的研发系统和制造流程。从目前来看,我们有希望做全世界最好的动力电池、电池管理系统。我国的新能源技术也是值得肯定的。

  需要提高警惕的是,今明年的新能源汽车市场处于大起量的阶段,这对于一些企业来说是机会,对于另一些企业可能就是风险。如今出厂的新能源汽车越来越多,锂电企业背负的责任就越大。对于汽车产品来说,一旦有隐藏的问题就会出现,没有侥幸可言。

  黄世霖:的确如此,而谨防动力电池出现问题是重中之重。首先,电池厂应非常关注自己的产品,不成熟的产品不应该给车企使用;其次,电池厂在动力电池量产完成前,需经过严格的测试检测;最后,当动力电池应用于新能源汽车后,仍需追踪其使用状况。一款性能优异的动力电池应用于不同地方的新能源汽车,出现的问题各不相同。

  比如新能源汽车在长春运行,长春一年有3个月在零下20度,其动力电池充电时或会热量不足;在三亚,动力电池又可能会因过热而产生危险;在深圳,每下一场暴雨,新能源公交车就不能运行,需调传统燃油车去应对交通。如果新能源公交车数量少,“调度”还可解决问题,一旦量多将难以应对,到时候公交系统面临瘫痪风险。

  所以车企应将运行数据传输给电池厂,以方便改进问题。而电池厂要做的是结合车企的需求来设计动力电池。能否造出性能优异、适应实际工况的新能源汽车是双方的责任,也需双方共同努力。

  张小飞:为应对日益激烈的市场竞争,电池厂和车企深度合作势在必行,比如特斯拉的整车设计、电控都和电池厂站在一致的立场进行深度合作。而双方的合作也应该是长期的,不能进行至半中间还没达到市场化就终止。在中国,由于实力、战略规划等不同,电池厂和车企要各自找到匹配、专业的合作伙伴很难。

  业务延伸

  张小飞:在动力电池市场快速放量的当下,谁都想掌握主动权,这导致原本处于产业链上下游的电芯、BMS、PACK及汽车企业之间关系似乎有些微妙,“入侵”彼此领域现象出现。

  黄世霖:电池厂的当务之急是提升各自的动力电池技术,保证出厂的每一个产品都不会出现问题。为更好地满足车企的需求,有实力的电池厂涉足PACK也正常。比如ATL原来做电芯,成立CATL后发展到做模组,尽力结合电机、电控技术将电池管理系统做好。未来几年,ATL动力电池的产销量会明显增大。

  若企业只做PACK,由于既不懂车,又不懂电芯,其发展空间很小,将活得很辛苦。

  而处于产业链下游的车企也会试图掌控关键技术。但当新能源汽车放量以后,为做大做精,车企应该分割出一些业务,比如由电池厂来做电池管理系统。车企自身未来的核心技术将在控制策略。不过,如果电池管理系统由电池厂来做,车企必须开放所有接口,其在这方面或处于矛盾状态。

  降低成本

  张小飞:众所周知,新能源汽车市场化脚步越走越快,这既要求动力电池技术有质的提升,同时降低其价格也迫在眉睫。而动力电池价格的下降得益于三方面:一是新能源汽车销量持续上涨,刺激动力电池需求扩张,价格下降;二是产业链逐步走向成熟,动力电池原材料、设备价格下降;三是对动力电池展开梯次利用,分摊成本。

  黄世霖:梯次利用是值得业内重视的降低动力电池成本的方式,其主要思路是先考虑将动力电池再次利用,再考虑回收和最终处理。

  目前CATL正在筹划整个产业链的布局。我们很希望未来能实现这样一个目标:动力电池用完以后,客户不用花钱去处理,而是让它回到我们电池厂。我们用很低的成本加以改造用于储能。等储能用完以后再对电池进行回收。一直以来,锂电池比铅酸电池成本高,如果让新能源汽车和储能两个行业来分担成本,可以有效降低锂电池成本。

  事实上,该战略规划不仅是为了降低动力电池成本,也为了在储能市场有大作为。数据显示,通过调节峰谷用电,储能装置在节省电费方面很显着。未来我国储能系统如果能做到像美国储能系统一样,时时调节进出电量,大大提高利用率,其收益将非常大。当新能源汽车和储能都实现了产业化时,储能装置会占到锂电池市场份额的75%,动力电池反而是小头。

  路线之争

  张小飞:自安凯客车000868采用了三元材料的动力电池后,动力电池“磷酸铁锂”和“三元”的路线之争相当激烈。

  磷酸铁锂看起来是一种过渡性的材料,因为毕竟其在能量密度上有瓶颈。但如果三元材料开始被大批量使用,其原材料镍、钴等价格可能会上涨很厉害,连带着锂盐价格也会上涨,最终导致动力电池价格难以降低。

  而磷酸铁锂则是相对比较丰富的材料,价格相对三元要便宜。另外,磷酸铁锂电池相对也会安全些,还是有适合它的产品可用。比如城市公交、点对点的巴士等通行车,还包括储能等,都可以应用磷酸铁锂电池。

  黄世霖:我认为对动力电池技术的追求,比如能量密度、重量等,是无止境的。所以我们会“两条腿”走路:一方面,把磷酸铁锂做得更好,可以通过掺杂锰酸锂、铁锰锂等,提高其能量密度,保证安全性;另一方面,三元材料一定会往高压、提高能量密度方向前进,其应用也将显着增加。

  未来中国动力电池厂商要参与国际竞争,需在一个标准上进行同台竞争才有胜算。所以国产动力电池的尺寸外形设计、能量密度、寿命、可靠性等,都应该紧随国际趋势。

  选择电池

  张小飞:特斯拉因各种因素选择了18650电池做动力电池,后被认为是明智的选择,因为18650电池是全世界一致性最高的电池。众所周知,特斯拉风潮对全世界的新能源汽车产业影响很大,车企会否倾向用18650电池做动力电池?

  黄世霖:ATL也有采用18650电池做动力电池,应用于昆明的新能源汽车。但需注意的是,18650经振动容易漏液。

  如今18650电池的能量密度在不断增加,一些电池厂正在“研发3.1Ah,追求4.0 Ah”的18650电池。但是,随着标准尺寸的逐步统一,方形铝壳电池开始量产以后,成本及能量密度将可以做到与18650电池差不多。动力电池的焦点在于成本和能量密度,其架构、PACK模组设计也有很多方法,所以未来18650电池会否占据动力电池主流地位还未可知。

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