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新能源汽車市場大有作為 電池技術成制約發展瓶頸

2019-08-22 10:28:06    中國質量萬里行    文/本刊首席記者 劉回春    點擊:

  近年來,國家出臺了一系列政策法規,推動著中國新能源汽車產業快速發展。來自中國汽車工業協會數據,2018年我國新能源汽車銷售125.6萬輛,同比增長61.7%,占全球新能源汽車總量的60%,成為世界第一大新能源汽車市場。

  新能源汽車未來很長一段時間內依然將以純電動技術路線為主,因此鋰電池是新能源汽車的核心,動力電池成本占新能源汽車成本的40%左右。

  目前,受新能源動力電池技術局限,新能源汽車由于充電時間長、續航里程低、熱失控導致自燃風險再加電池成本高,或將在一段時間內成為新能源汽車發展的瓶頸。

  電池續航能力限制汽車行駛半徑動力電池作為電動汽車的最為核心的關鍵零部件,它的相關技術要求跟整個電動汽車是密切相關的,比如大家關心的安全性、能量密度、功力密度、壽命以及成本等。

  目前鉛酸在國內低速車應用非常廣泛,鎳氫電池目前還是在豐田系的混合動力車里面應用的比較多,從發展的現狀和趨勢來看,鋰離子電池在混合動力汽車、插電式混合動力汽車和純電動汽車領域,都會有一個廣泛的應用。

  目前世界上最為出名的純電動汽車品牌特斯拉,其最長續航也不過600公里左右,這就意味著活動半徑其實只有300公里左右。

  modelx100D的綜合續航能力達到552公里,威馬EX5續航460公里,北汽EU系列續航460公里,比亞迪秦pro續航420公里。而大部分的純電動汽車續航能力在200到300公里,一部分普通車型續航里程只在150公里上下。

  電池容量相當于燃油汽車的油箱,容量越大,續航能力越好。

  但是,電池也是有一定體積和重量的,也考慮充電的速度,電池不可能做到極大容量。

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  據報道,隨著國家新能源補貼政策的調整以及電池技術的進一步發展,2019年國內電動車續航能力也跨入了500km時代。比如長安逸動EV系列的升級換代車型,續航里程有望達到505km,電池能量密度為166Wh/kg;愛馳U5續航里程有望達到530km,電池能量密度為181Wh/kg;廣汽新能源將推出兩個續航里程版本的AionLX,分別為520km和650km,電池組能量密度分別為171Wh/kg和180Wh/kg。

  一般情況下,我們得到的數據為官方測試續航能力,這種續航測試基本為等速續航,是在最有力的氣候環境以及路面條件和行駛速度下測得續航能力。或者就是與綜合工況續航(NEDC標準)測試方法不同,在實際產品中會出現較大的續航誤差。

  盡管電動車續航能力不斷提高,可目前的續航能力仍然不能滿足城市以外的行車需求。續航能力低,充電時間長,純電動汽車使用快充,需要3-4小時充滿。使用便攜充電器,100%充滿電量,需要6-8小時。

  純電動汽車的充電設施也短時間無法普及,需要行駛的目的地一旦超過了續航里程,純電動汽車就失去了使用價值。

  昂貴的電池換新費用消費者望而卻步隨著使用次數的遞增,電動汽車電池容量會損耗變小,業內專家指出,充放電循環壽命,是衡量二次電池性能的一個重要參數。經受一次充電和放電,稱為一次循環(或一個周期)。在一定的充放電制度下,電池容量降至某一規定值之前,電池能耐受的充放電次數,稱為二次電池的充放電循環壽命。充放電循環壽命越長,電池的性能越好。

  在目前常用的二次電池中,鎘鎳電池的充放電循環壽命500-800次,鉛酸電池200-500次,鋰離子電池600-1000次,鋅銀電池很短,約100次左右。

  電池的壽命有“干貯存壽命”

  和“濕貯存壽命”。這兩個概念僅是針對電池自放電大小而言的,并非電池的實際使用期限。電池的真正壽命是指電池實際使用的時間長短。

  濕擱置使用壽命,也是衡量二次電池性能的重要參數之一。它是指電池加入了電解液后開始進行充放電循環直至充放電循環壽命終止的時間(包括充放電循環過程中電池處于放電態濕擱置的時間)。濕擱置使用壽命越長,電池性能越好。在目前常用的電池中,鎘鎳電池濕擱置使用壽命2~3年,鉛酸電池3~5年,鋰離子電池5~8年,鋅銀電池最短,只有1年左右。

  業內人士計算得出,新能源汽車電池壽命大概在6年。當電池容量小于70%的時候,就需要更換新電池,而電池基本上是新能源汽車價格的一半。比亞迪唐賣得比較好,在4S看到報價單中,“唐”更換電池的報價是5萬多元。

  純電動汽車投入市場,首批購車的車主面臨著更換,而對于電池昂貴的價格,車主陷入尷尬境地,有人直呼換電池不如買新車。

  電動汽車頻繁自燃人們擔憂安全電動汽車起火的案例時有發生。山東張先生2018年3月購買的麗馳新能源電動汽車,使用僅僅4個月后,7月8日在正常行駛中,由于電池起火,汽車自燃,整個車被燒成框架。事后,廠家為張先生燒毀的汽車做了換新。

  起火車型不僅有經濟型電動車,也包括特斯拉、蔚來等這樣的高端品牌。

  2019年4月21日晚,上海某小區地下停車庫內的一輛特斯拉ModelS電動汽車突然自燃,之后迅速爆炸,還引燃了旁邊的2輛汽車,錄像中顯示的事故經過讓人觸目驚心。

  過去的2018年,電動汽車起火的案例多次出現,讓人們對電動汽車的安全再次擔憂。

  據前瞻產業研究院發布的數據顯示,2018年前10個月,已至少發生新能源汽車起火自燃事件27起。

  8月19日,深圳一輛微型電動面包車在充電過程中起火;8月22日,山東聊城一輛快遞電動貨車著火;8月25日,成都一輛威馬EX5在威馬汽車研究院園區內發生自燃;8月26日,安徽銅陵一輛安凱電動客車在路邊起火;8月28日,一輛正在充電的廂式電動車起火;8月31日,廣州街頭一輛力帆650EV起火;9月1日,長春街頭一輛特斯拉疑似起火,同日,網友行車記錄儀拍下一輛電動汽車起火;9月5日,珠海3輛正在充電的電動汽車起火,寧波6輛公交車自燃,其中至少有4輛電動公交車;9月6日,合肥一輛奔馳電動汽車起火;10月10日,北京海淀區一輛長安奔奔EV起火…前瞻產業研究院發布報告指出,電動汽車自燃事件,讓新能源汽車的安全問題甚囂塵上,也讓行業和消費者對新能源汽車質量的擔憂和焦慮隨之增加。

  常態性發生的自燃事件,使得行業開始審視自燃事件背后的技術問題。作為新能源汽車核心之一的動力電池的安全問題也進一步凸顯。

  中國工程院的院士楊裕生表示,如今國家補貼的原則是,電池的比能量高,補貼就越多。所謂的比能量,也就是大家常說的能量密度。簡單來說,就是單位體積內電池能儲藏的能量大小。比能量高,同樣體積的電池,儲電量自然就高,這樣續航表現也更好些。而且這個的確也是目前車主們最大的痛點。比能量高,在受到撞擊時也更加發生自燃或者爆炸,近來很多的相關事件,也說明了盲目追求續航的這個弊端。

  造車新勢力引發汽車產業新變局中國汽車工業協會等聯合出版的《汽車工業藍皮書:中國汽車工業發展報告(2019)》對行業類型產品發展趨勢進行深度分析指出,隨著新能源化、智能化、網聯化的不斷發展,我國汽車制造也由傳統方式不斷向新型產業方式轉變。

  目前,我國已經涌現出一批造車新勢力,給行業帶來了新的理念與活力,推動行業創新發展,其與傳統車企在戰略上的差異,對汽車產業在運營模式、競爭格局等方面產生較大影響。

  第一,將更多的高端和年輕消費者從燃油車吸引到電動車上來。

  新勢力產品用戶群數量少,但示范效應突出,其對造車新勢力產品的正面評價,會持續對市場格局產生潛移默化的影響。

  第二,為傳統制造業注入新的活力。新勢力企業的出現及發展推動了傳統汽車企業產品加速替代,有利于傳統車企的轉型升級。

  第三,推動汽車新能源化、智能化、網聯化進程。造車新勢力為在汽車行業的“紅海”中站穩腳跟,主打智能網聯和新能源,在智能化、電動化上的大膽嘗試,推動了汽車行業新能源化、智能化、網聯化的進程,對傳統車企形成較大壓力。

  第四,以用戶為中心的服務理念倒逼傳統售后服務變革。新勢力的創新服務理念帶給消費者全新體驗,采用“線下體驗+線上直銷”

  模式,及時響應客戶的定制化需求,推動汽車行業盈利環節從產品銷售轉向服務生態,從而促使傳統企業進一步改進售后服務及盈利模式。

  第五,吸引優秀人才對傳統車企造成沖擊。造車新勢力利用高報酬吸引了大量的傳統車企的優秀人才,對傳統車企影響較大。

  汽車工業的未來,寄希望于涌現出的這一批造車新勢力和優秀人才的技術革新和技術進步。

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