我國電動(dòng)汽車動(dòng)力電池及BMS發(fā)展綜述

時(shí)間:2016-01-04 10:24來源:汽車周報(bào) 作者:西顧
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 　　1.動(dòng)力電池技術(shù)路線
 
　　動(dòng)力電池是為電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)提供能量的蓄電池，主要包括鋰離子電池、鎳氫電池和鉛酸電池等。
 
　　(1)不同電池類型技術(shù)路線a.鉛酸電池由于安全性好，成本低，在微混和城市型純電動(dòng)汽車上具有一定優(yōu)勢。但由于能量密度低，無法在其它類型電動(dòng)汽車上應(yīng)用。
 
　　b.鎳氫電池技術(shù)成熟、安全性好，在近幾年內(nèi)占據(jù)混合動(dòng)力的主流地位，尤其是在輕混、中混和重混等車型上。但由于能量密度低，成本高，技術(shù)發(fā)展已接近極限，性能進(jìn)一步提高的余地不大。
 
　　c.鋰離子電池性能優(yōu)良，適用范圍廣，具有良好的應(yīng)用前景，將逐步占據(jù)未來市場的主流地位。但由于安全性和成本問題，日前尚處于發(fā)展期。
 
　　(2)鋰離子電池技術(shù)路線鋰離子動(dòng)力電池的正極材料主要包括錳酸鋰、三元材料和磷酸鐵鋰等。
 
　　a.錳酸鋰安全性較好，成本低，但高溫性能較差，壽命較低。
 
　　b.三元材料能量密度高，性能比較均衡，但成本較高。
 
　　c.磷酸鐵鋰安全性最好，循環(huán)壽命長，但低溫特性較差、能量密度較低。
 
　　目前國外多數(shù)電池企業(yè)，如松下、三洋、SBL、LG、JCS等，主要選擇錳酸鋰和三元材料；國內(nèi)多數(shù)電池企業(yè)和美國A123，主要選擇磷酸鐵鋰。從近期來看，錳酸鋰和三元材料更為成熟，將首先產(chǎn)業(yè)化。從長期來看，磷酸鐵鋰可能逐步占據(jù)未來市場的主流地位。
 
　　2.國外發(fā)展情況
 
　　(1)國外主要材料企業(yè)技術(shù)先進(jìn)，擁有相關(guān)發(fā)明專利，生產(chǎn)規(guī)模較大，材料售價(jià)較高。加拿大Phostech擁有磷酸鐵鋰原始專利，產(chǎn)品售價(jià)約為30萬～40萬元／噸。
 
　　(2)國外主要電池企業(yè)技術(shù)水平先進(jìn)，尤其是動(dòng)力電池一致性較好，使用壽命長，能滿足整車要求，但成本較高。銷售量已超過200萬輛的豐田Prius采用鎳氫電池，在歐洲保用8年，在美國保用10年，電池成本約為15～21元/Wh。
 
　　(3)國外汽車巨頭和專業(yè)汽車配件公司紛紛選擇與專業(yè)電池公司合作，利用電池企業(yè)的電芯專業(yè)制造能力，結(jié)合自身整車或配件的電控設(shè)計(jì)和系統(tǒng)集成能力，共同開發(fā)動(dòng)力電池系統(tǒng)。如豐田和松下組建了PEVE公司，博世和三星組建SBL公司，日產(chǎn)和NEC組建AESC公司，JCI和SAFT組建JCS公司等，這一動(dòng)向特別值得我們關(guān)注。
 
　(4)政府重視動(dòng)力電池與相關(guān)材料的研發(fā)，積極投入巨資資助企業(yè)開發(fā)。美國2009年投入24億美元支持電動(dòng)汽車的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，主要涉及動(dòng)力電池、材料及系統(tǒng)等。日本計(jì)劃從2007年起，5年內(nèi)投資245億日元，用于研發(fā)車用動(dòng)力電池。
 
　　(5)國外企業(yè)投入巨資擴(kuò)大動(dòng)力電池產(chǎn)能。日本企業(yè)如AESC計(jì)劃投資1000億日元，三洋計(jì)劃投資800億日元；美國企業(yè)如JCS計(jì)劃投資2.2億美元，A123計(jì)劃投資6億美元，以擴(kuò)大鋰離子動(dòng)力電池生產(chǎn)規(guī)模。
 
　　(6)國外相關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)已啟動(dòng)下一代新型動(dòng)力電池開發(fā)項(xiàng)目。日本于2007年啟動(dòng)“發(fā)展新一代汽車和燃料計(jì)劃”，目標(biāo)是2030年后，將動(dòng)力電池的質(zhì)量能密度提高到日前的7倍，成本降低到目前的1/40。
 
　　3.我國發(fā)展現(xiàn)狀
 
　　(1)動(dòng)力電池材料
 
　　a.我國動(dòng)力電池主要原材料資源豐富，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有保障。
 
　　動(dòng)力電池主要原材料資源包括鋰、石墨、稀土、鉛等，這些資源在我國都有豐富的礦藏，都位居世界前三位，為動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化提供了有效保障。
 
　　b.鋰離子電池負(fù)極材料已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，產(chǎn)品性能處于國際先進(jìn)水平。
 
　　我國負(fù)極材料主要包括天然石墨、人造石墨和MCMB中間相碳微球等，產(chǎn)品基本覆蓋國內(nèi)市場，部分產(chǎn)品銷量已進(jìn)入全球前三位。
 
　　c.磷酸鐵鋰材料生產(chǎn)企業(yè)眾多，能滿足動(dòng)力電池使用的較少。
 
　　國內(nèi)有一百多家企業(yè)能制造磷酸鐵鋰材料，但只有少數(shù)廠家的產(chǎn)品能基本滿足車用動(dòng)力電池要求，且尚未完全解決產(chǎn)品穩(wěn)定性問題。
 
　　d.鋰離子動(dòng)力電池隔膜材料已研發(fā)出樣品，性能有待改進(jìn)。
 
　　國內(nèi)隔膜產(chǎn)品在傳統(tǒng)鋰離子電池市場已經(jīng)部分替代進(jìn)口產(chǎn)品，但動(dòng)力電池隔膜全部采用進(jìn)口，國產(chǎn)動(dòng)力電池隔膜尚在樣品開發(fā)階段。
 
　　(2)動(dòng)力電池a.鋰離子動(dòng)力電池已形成產(chǎn)品系列，主要為1～50Ah產(chǎn)品，部分廠家已開發(fā)50Ah以上產(chǎn)品，能支持樣車和示范車型配套，但尚未形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)能力。鎳氫動(dòng)力電池也已形成產(chǎn)品系列，主要為6～100Ah產(chǎn)品，部分產(chǎn)品可與量產(chǎn)車型配套。
 
　　b.國內(nèi)鋰離子電池企業(yè)技術(shù)水平己取得一定進(jìn)步，尤其是安全性指標(biāo)進(jìn)步明顯。但企業(yè)技術(shù)水平參差不齊，產(chǎn)品一致性較差，總體與國際先進(jìn)水平存在一定差距，且存在差距繼續(xù)擴(kuò)大的趨勢。
 
　　在售后服務(wù)方面，國內(nèi)多數(shù)鋰離子電池廠家只提供1年質(zhì)量保證期，個(gè)別廠家能提供3年質(zhì)量保證期，而國外部分鋰離子電池廠家能提供10年質(zhì)量保證期。在產(chǎn)品價(jià)格方面，國內(nèi)產(chǎn)品具有優(yōu)勢，鎳氫電池成本約為10元/Wh左右，鋰離子電池成本約為2.5～5元/Wh。
 
       c.國內(nèi)動(dòng)力電池成組技術(shù)較落后，離產(chǎn)業(yè)化尚有較大差距。
 
　　個(gè)別廠家在電池成組技術(shù)方面已有一定基礎(chǔ)，初步得到整車企業(yè)的認(rèn)可。但與國際先進(jìn)水平相比，在熱管理、均衡、空間利用率等方面還存在較大差距。
 
　　d.國內(nèi)企業(yè)規(guī)劃擴(kuò)大投資，積極進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備。
 
　　近年來，電池企業(yè)對(duì)產(chǎn)業(yè)化的投入急劇增加，如ATL、力神、比克、萬向都計(jì)劃超過10億元的投資，以擴(kuò)大鋰離子電池產(chǎn)能。湖南神舟、湖南科霸、中炬森萊也都計(jì)劃超過5億元的投資，以擴(kuò)大鎳氫電池產(chǎn)能。但多數(shù)廠家在投入初期仍重點(diǎn)發(fā)展傳統(tǒng)電池產(chǎn)品。
 
　　(3)電池管理系統(tǒng)a.經(jīng)過“十五”和“十一五”的研究，我國在電池管理系統(tǒng)方
 
　　面已取得一定進(jìn)展，產(chǎn)品功能較為完備，能支持示范車型配套，但尚未達(dá)到產(chǎn)業(yè)化程度。
 
　　b.電池和整車行業(yè)對(duì)電池管理系統(tǒng)都缺乏設(shè)計(jì)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，雙方缺乏緊密合作。國內(nèi)電池企業(yè)一般委托專業(yè)電子公司或高校開發(fā)相關(guān)系統(tǒng)，但對(duì)電池內(nèi)部規(guī)律研究不夠深入，缺乏數(shù)據(jù)積累，無法與設(shè)計(jì)公司進(jìn)行深入溝通，影響產(chǎn)品性能。
 
　　c.目前產(chǎn)品功能較簡單，雖具有基本的檢測監(jiān)控功能，但在數(shù)據(jù)采集的可靠性、SOC的估算精度、熱管理、均衡、安全管理等方面與國外存在很大差距。
 
　　d.電子元器件多為非車用級(jí)，而且由于批量較小，多采用手工焊接的方式制造，產(chǎn)品電磁兼容性差，穩(wěn)定性和可靠性低。
 
　　(4)動(dòng)力電池回收與處理現(xiàn)狀a.動(dòng)力電池中所含的鉛、強(qiáng)腐蝕溶液會(huì)對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重的污染作用，廢電池必須同收。而且動(dòng)力電池中的鉛、鎳、稀土、鋰等金屬及其它材料具有回收價(jià)值，廢電池回收有利于資源循環(huán)利用。
 
　　b.美、歐、日等發(fā)達(dá)國家已形成完整的回收體系。不僅制定了專門的法規(guī)制度，而且建立了專業(yè)性、規(guī)模性的電池回收再利用公司。國內(nèi)尚未建立完善的回收制度與體系，部分回收公司不注意環(huán)保，造成二次污染。
 
　　c.由于車用動(dòng)力電池的要求較高，部分動(dòng)力電池雖然無法為車輛提供動(dòng)力，但剩余容量還能滿足一些儲(chǔ)能裝置的要求，所以采用梯級(jí)利用模式，能擴(kuò)大部分動(dòng)力電池的使用范圍，降低使用成本。
 
　　4.我國動(dòng)力電池及其管理系統(tǒng)存在的主要問題
 
　　(1)磷酸鐵鋰材料由于工藝控制困難，批次穩(wěn)定性差，使電池制造工藝控制困難，造成電芯成品率低，導(dǎo)致電芯的制造成本高。且材料原始專利涉及核心問題，無法回避，面臨較大風(fēng)險(xiǎn)。
 
　　(2)同前動(dòng)力電池隔膜均采用進(jìn)口，國內(nèi)動(dòng)力電池隔膜尚處于樣品階段，很難在短期內(nèi)取代進(jìn)口產(chǎn)品。
 
　　(3)隔膜和磷酸鐵鋰電池的關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備依賴進(jìn)口。
 
　　(4)動(dòng)力電池單體樣品的循環(huán)壽命可以達(dá)到較高水平，但由于產(chǎn)品一致性較差，電芯成組后，系統(tǒng)的循環(huán)壽命降低很多。
 
　　(5)在電池管理系統(tǒng)方面，缺乏熟悉電池和電池管理系統(tǒng)的復(fù)合型專業(yè)人員；產(chǎn)品系統(tǒng)功能簡單，性能與國外存在很大差距；產(chǎn)品工程化設(shè)計(jì)能力較弱，產(chǎn)品可靠性差。

 
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    2016年，將注定成為國軒高科企業(yè)史上一個(gè)極為關(guān)鍵的年份。這一年，在公司領(lǐng)導(dǎo)層的謀篇布局下，國軒高科正冉冉升起為一家生態(tài)型的動(dòng)力電池企業(yè)。 通過在產(chǎn)業(yè)鏈廣泛布局，行業(yè)縱向整合，國軒高科不斷加強(qiáng)上下游協(xié)同發(fā)展，統(tǒng)籌布局，謀求聯(lián)動(dòng)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了從單一
    2017-01-19 15:18

  • 由電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇引發(fā)的思考：繁榮背后的隱患

    剛剛結(jié)束的電動(dòng)車百人會(huì)論壇人氣頗旺，可以明顯看到中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的火爆和亢奮。在慶祝中國已經(jīng)成為全球最大電動(dòng)車市場的同時(shí)，我們不能忽視當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策和企業(yè)發(fā)展導(dǎo)向所帶來的隱患。 產(chǎn)業(yè)政策拉動(dòng)的弊端 過去二十多年來，基本上每一次政府大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)
    2017-01-19 14:58
本月熱點(diǎn)

  • 注冊(cè)資本近1.15億元！兩巨頭成立電池回收企業(yè)

    近日，廣州優(yōu)美再生技術(shù)有限公司（以下簡稱廣州優(yōu)美）正式成立，公司由優(yōu)湃能源科技（廣州）有限公司與格林美集團(tuán)下屬武漢動(dòng)力電池再生技術(shù)有限公司有限公司（以下簡稱動(dòng)力再生）攜手打造。 據(jù)了解，廣州優(yōu)美注冊(cè)資本約1.15億人民幣，經(jīng)營范圍含化工產(chǎn)品銷售
    2024-04-16 10:29

  • 寧德時(shí)代、科達(dá)利、特斯拉等發(fā)力這一新賽道！

    4月22日，科達(dá)利發(fā)布公告稱，公司與臺(tái)灣盟立臺(tái)灣盟立、臺(tái)灣盟英擬共同投資深圳市科盟創(chuàng)新機(jī)器人科技有限公司（以下簡稱深圳科盟）并簽署《投資合作協(xié)議書》。深圳科盟并簽署《投資合作協(xié)議書》。深圳科盟注冊(cè)資本擬為人民幣1億元，其中公司以現(xiàn)金方式投入人
    2024-04-24 10:11

  • 續(xù)航里程1000公里！寧德時(shí)代發(fā)布神行PLUS電池

    4月25日，在2024北京車展上，寧德時(shí)代舉行乘用車新品發(fā)布會(huì)，發(fā)布神行PLUS電池，續(xù)航里程1000公里。同時(shí)，充電10分鐘可續(xù)航600公里。
    2024-04-25 17:53

  • 天奇股份牽手長安汽車 共同打造動(dòng)力電池全生命周期產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)！

    天奇股份4月18日公告，擬與中國長安、長安汽車共同投資設(shè)立合資公司，并以合資公司為主體合作開展電池回收、梯次利用及再生業(yè)務(wù)。目標(biāo)打造成為西南區(qū)域領(lǐng)先的電池回收標(biāo)桿企業(yè)。 合資公司的注冊(cè)資本為1.8億元，其中公司擬出資8820萬元，持有合資公司49%的股
    2024-04-19 08:42

  • 50億元！這家公司擬在摩洛哥投建鋰電池負(fù)極材料項(xiàng)目

    4月26日晚間， 中科電氣 發(fā)布公告，宣布公司計(jì)劃通過其控股子公司湖南中科星城石墨有限公司，在中國香港或其他海外地區(qū)新設(shè)全資子公司， 以間接投資方式設(shè)立摩洛哥項(xiàng)目公司，實(shí)施一項(xiàng)年產(chǎn)10萬噸鋰離子電池負(fù)極材料一體化基地項(xiàng)目 。 據(jù)了解， 項(xiàng)目計(jì)劃總投資
    2024-04-29 18:25

  • 全固態(tài)電池三大技術(shù)路線，誰將最終勝出？

    近年來，憑借高密度、更安全性、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是“最具潛力的下一代鋰電池技術(shù)”的固態(tài)電池受到市場關(guān)注，最新消息不斷。
    2024-04-22 18:17

  • 鋰礦龍頭一季度預(yù)虧超36億元，收深交所關(guān)注函！

    4月23日晚間，天齊鋰業(yè)發(fā)布業(yè)績預(yù)告，預(yù)計(jì)今年第一季度同比由盈轉(zhuǎn)虧。 同日晚間，深交所對(duì)天齊鋰業(yè)下發(fā)關(guān)注函，要求其結(jié)合主營業(yè)務(wù)開展情況、產(chǎn)品產(chǎn)銷量、產(chǎn)品價(jià)格等，分析2024年一季度虧損較2023年四季度大幅增加的原因，并說明是否存在持續(xù)虧損風(fēng)險(xiǎn)等。 鋰
    2024-04-25 09:30

  • 又有車企公布全固態(tài)電池量產(chǎn)時(shí)間！

    當(dāng)?shù)貢r(shí)間4月16日，日產(chǎn)汽車公開全固態(tài)電池試生產(chǎn)線的預(yù)定設(shè)置場所，在生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)等的橫濱工廠建筑內(nèi)確保了約1萬平方米空間，為搬入設(shè)備推進(jìn)施工。 日產(chǎn)計(jì)劃2025年3月開始生產(chǎn)全固態(tài)電池，目標(biāo)2028年度實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。據(jù)日產(chǎn)介紹，全固態(tài)電池的能量密度是傳統(tǒng)鋰離
    2024-04-18 08:43
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