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電動汽車百人會研討:電池技術/產業研究

放大字體  縮小字體 發布日期:2016-09-23  瀏覽次數:184
核心提示:上個月,上海首座電動汽車光伏充電站在上海楊浦區落地,為新能源汽車提供光伏發電、儲能、充電一體化服務。該充電站外觀看上去類

 [搜狐汽車 E電園] 9月22日,中國電動汽車百人會第五次電動汽車熱點問題研討會舉行。來自百人會、行業組織、科研機構、汽車廠家、電池行業的多位專家,以動力電池技術升級與產業鏈研究為話題展開討論,多方為動力電池未來的技術升級、產業發展以及電池上下游相關行業的發展提出了多項意見和建議。

變革時期的電動汽車產業

  目前,動力電池正處于變革之中,技術升級的過程中,從全球趨勢來看,大家都在往高比能量方向發展。比如,2018年可能大體上都在250Wh/kg,體積比能量大概在500Wh/L左右,2020年大家基本上在300Wh/kg,體積比能量在600Wh/L以上,到2025年大概在350Wh/kg或者是體積比能量在700Wh/L。

電動汽車百人會研討:電池技術/產業研究

歐陽明高 中國電動汽車百人會執行副理事長

  會議主持人,中國電動汽車百人會執行副理事長歐陽明高表示,在這個技術升級的過程中,我們現在還有很多問題,比如說比能量提高、成本下降,但是帶來壽命尤其是安全性相關的問題,所以這一輪技術的變革會引起很多相關的問題,其實尤其是大家關注的安全性問題。目前,電動的能量水平都在向邊界靠近,隨著比能量的不斷提升,技術的門檻就會持續的升高,技術門檻提高就會帶來產業鏈上很多重組,產業的格局將會發生很大的變化。

  歐陽明高指出,在未來的發展中,我們怎么來把這個產業鏈弄合理,現在公司特多,是不是需要有點龍頭企業,龍頭企業有那么兩三家,規模能夠跟現在世界上最大規模的電池企業相比,產業規劃里面也有這方面的要求,怎么能建成多大的企業是合理的,創新程度是什么樣子的,組織結構應該是什么樣的,這些問題都需要討論。


技術市場的現在和趨勢

  目前,用在插電式混合動力、純電動的電池種類包括了鉛酸的、鎳氫、鋰電池等。但是從技術發展的趨勢和產業升級的態勢來說,鋰離子電池現在還是目前技術和產業這樣一個熱點所在的領域。鋰離子電池單純是從結構來說,有原柱的、方形的、軟包的。而從實際使用的層面來看,無論在儲能還是汽車這樣一些領域都有應用在里面。

電動汽車百人會研討:電池技術/產業研究

肖成偉 中國電子科技集團公司第十八研究所主任

  中國電子科技集團公司第十八研究所主任肖成偉表示,基于電動汽車現在和未來很好的發展預期,實際上各個國家對動力電池都做了比較全面的國家的規劃,包括日本、韓國、美國等等這些國家,還包括德國,做了很深入的國家動力電池方面的一些規劃。從設置的指標來說,設置的電池系統還是250瓦時/公斤,是這樣一個水平,設置的內容還是從電池的產業鏈角度來設置,比如說從電池的這些關鍵的原材料,單體電池的研究,包括電池的產業化、系統集成應用,還包括梯級利用和資源回收,還有一個是標準體系等等這些內容在里面基本上都涵蓋。

  從安全性的角度來說,只要現在在汽車上用的,它的動力電池單體或者模塊都通過了GB/T31485安全性的要求,目前從系統的角度現在有一些企業也通過了,但是在系統的安全性方面還是需要再進一步的提升和驗證。

  公司層面來說,像LG化學、三星、SK這些企業,其實從它整個產品規劃角度來看還是向著高比能的方向發展,無論是應用在純電動車、插電式、混合動力車里邊,整個能量密度還是逐漸提升的。而日本的像日立、日產AESC公司,包括索尼等等這些,跟韓國的,包括跟前面提的中國的也是一致的,向高比能方向發展。像日產2018年量產大概在220瓦時/公斤,當然還是軟包的電池,容量是56安時的,索尼還是以圓柱為主,無論用在轎車、大巴車,日立是插電式混合動力為主。

  國內一個是CATL,一個是力神的,針對的像混合動力、插電式混合動力,包括純電動,最主要是這幾個方向來做這些產品的規劃,能量密度也是逐年的在往上提升的,基本上跟國家規劃的指標要求是一致的。

  從市場角度來說,我覺得最主要是針對這幾個市場,除了消費類之外,電動汽車、電動摩托車、電動自行車包括儲能是鋰離子電池現在主要應用的方向,在全球形成三個區域,德國、美國和東亞,中、日、韓這三大區域。從投資的角度來說,從全球來看,現在還是處于一個投資加大發展的態勢,從投資的強度來看,通過產能規模的快速提升,它的投資強度有了一個比較快速的下降,從2012—2014年每個千瓦時250美元,降到了150美元千瓦時,有一個投資規模比較快速上升的這么一個發展的態勢。

  國內這方面形成了比較完整的產業鏈,從電池到裝備、到生產裝備、到梯級利用,中國是形成了最為完整的產業鏈體系,在國內也形成了長三角、珠三角、京津、中原地區動力電池產業化的聚集區域,整個產業投資是超過了1000億,產能是超過了400億,就是每年的年產能。2015年的時候裝車也接近于160億瓦時,超過了100家電池的企業來參與動力電池產業化的工作。

電動汽車電池標準與測試

  電動汽車標委會在09年時聯合成立了一個動力電池的標準工作組,負責電池標準制定的相關工作。在這個標準工作組成立的時候有這樣一些規劃,涉及到的標準會涵蓋這樣一些內容,包括材料、裝備、電池單體模塊和系統的這樣一些產品以及使用過程中一些要求相關的標準。

電動汽車百人會研討:電池技術/產業研究

王  芳 中國汽車技術研究中心首席專家、新能源室主任

  中國汽車技術研究中心首席專家、新能源室主任王芳表示,對于電池產品的評價我們還是從這三個其實也是我說的三縱三橫,就是從單體模塊到系統這三個層級,更多的關心的是從他的一致性和壽命,以及安全性三大方面會有具體細節的一些考評和評價。

  2015年5月已經出臺了一套電池標準和測試評價,測試的對象主要涵蓋單體、模塊和系統。評價的指標主要是集中于對于電池的一致性、電性能、壽命、安全幾個方面的關注。關于電性能的測試,近1-3個月以來,電池無論是國內還是國外,主要是國內的產品,送樣測試的能量密度200Wh/kg左右的樣品會比較多。

  安全性方面,電池是一個系統工程,電池的安全是相對的,不安全是絕對的,所以我們只能夠從系統工程出發了解到每個單體,我們把每個單體的安全性要分級考慮,就是說它處于怎樣的安全風險等級,附加上這個企業集成的保護。最后一個總結,我國動力電池的標準化已經初步的建立,后期的測試以及標準化的工作需要根據動力電池的研發、推廣和應用不斷的細化、補充和完善,也會根據新的問題出現不斷的去改進。另外一個,想強調一下電池的安全,電池安全涉及到從單體到整車的各個層次,電池單體的供應商、系統的集成商、整車企業應該通力的協作,這樣才能保證一個系統化產品的安全性。

車企的動力電池發展

  比亞迪股份有限公司電池技術部經理江文峰表示,比亞迪新能源車是從客車到純電動車、到混合動力車一直在做,目前應用到的系統是磷酸鐵鋰體系,純電動可能會在2018年的時候用一些三元電池。像三元,我們希望是在2018年做到500Wh/L這樣一個目標,重量能量密度大概240Wh/kg這樣一個目標。磷酸鐵鋰方面我們希望做到150—160Wh/kg這樣的水平,因為我們基本是兩個路線都在做,到2020年的時候希望600Wh/L,大概是300Wh/kg這樣的水平。

電動汽車百人會研討:電池技術/產業研究

江文鋒 比亞迪股份有限公司經理

  單體我們現在感覺整個來講,能量密度、安全、壽命、成本是應該從設計端考慮的方向,我們接觸很多供應商材料很好,或者材料很不錯,實際上成本下不來,做到電池里頭整個車子,做電池成本比車還高,我覺得是沒法接受的,所以我們考慮到整個能量密度提升,同時帶來安全、成本的一些方面考慮。模組層面,比亞迪在做的基本是把大把車上的電池模組都標準化了,在整車的使用上可以進行擴展。系統層面,我們現在也做了不少工作,我們需要整個電池的能量密度、功率密度,這里想重點強調兩個,一個是我們的熱管理,另一個則是生產設備的自動化。

  關于回收問題,因為比亞從2012年開始陸陸續續投放車,到現在已經有4年多了,逐漸這個問題會慢慢呈現出來。我個人覺得,回收利用最大的問題是在電池判定標準上,這個電池的價值判定標準,這里作為一個第三方,不管你回收企業或者電池回收,車廠來判定價值肯定希望賣的越貴越好,我們儲能電站或者其他的回收企業希望你賣的越便宜越好,這個就有判定,因為只這個判定標準下來了,各方覺得有利可圖的,有利潤可賺的,可以去做這個事情,所以這個里面我覺得應該把一些判定標準定下來。

技術、行業、產業發展簡易

  深圳吉陽智云科技有限公司董事長陽如坤認為,在制定電池標準時,規格按照尺寸作為主參數,而不是把容量作為主參數,這樣真正才能體現電池的規格。而電池的安全性主要三個方面,設計、制造、使用。設計方面,我覺得基于可制造的電池的設計非常缺乏,我也看國內的一些大企業,我們一些電池的設計,制造方面,制造性考慮相對來說是比較缺乏的,怎么樣保證我設計的電池制造的合格率是最高的,這方面值得重視。從制造本身來說,我們主要是從制造的精度、控制、智能制造方面考慮。

  動力電池制造的挑戰我認為有以下幾個方面,剛才說的尺寸規格,第二,單線的產能能不能提到更高,另外數字化的設計,還有我們制造過程的全監控,還有連續一體化的過程。在數字化設計,有一些電池廠,我認為數字化設計還有很多問題,從本身材料組配型、可制造的設計等等方面還缺乏。我想從未來制造的角度,我覺得動力電池的制造應該從大規模的角度來說,我們一定要強調連續化,因為我發現我們動力電池制造過程都是斷斷續續的,走一段停一段,很浪費材料、很浪費時間、更浪費我們整個制造過程的質量,這里我想提三個方面,一個是制料的連續一體化的過程,第二制片連續一體化,第三,烘烤,整個暫停是對我們動力電池制造過程影響提高效率大規模很重要的制約因素,這可能是立一些項目解決這個問題。

  最后我想提一個簡單的建議,裝備方面,我認為,第一個,我們對工藝的研究不足。第二個,我們影響質量的因素,我們這里還缺乏一些監控。第三個,我們裝備的基礎確實國內相對來說比較差。這里我有一個簡單的建議,第一個,我們應該做一個動力電池制造的路線圖,來立項研究電池的工藝、制造方法和制造裝備。第二個,從裝備的發展來統一規劃,專門來立項。第三個,要建立動力電池制造標準和制造裝備的標準。

  中航鋰電(洛陽)有限公司總工程師肖亞洲表示,今天討論的就是技術升級的事情,我個人的觀點,這個技術升級對電池來講是一個勢在必行的事情,我覺得主要分兩個方面。一個,確實是電池技術的升級,這個技術的升級是各個方面的,我們這個技術升級不僅僅是剛才說的那個技術指標提升的問題,實際上我們做電池的都知道,把電池做的,說200瓦時/公斤,240瓦時/公斤,300瓦時/公斤,從材料體系的選擇上不是一件很難的事情,但是安全是最難的一件事情,這個安全就涉及到電池設計各個方面,實際上我覺得我們現在做電池很大的程度都是在解決安全的問題,包括我們中航鋰電在安全方面這兩年做的比較突出的一個,現在咱們大家都用陶瓷隔膜,不管是鐵鋰還是三元都用陶瓷隔膜,但現在我們在用比陶瓷隔膜,也算是一個升級,就是功能性的陶瓷隔膜,它比陶瓷隔膜性能更好一些。

  安全方面,我們做了很多很細致的研究工作,簡單的講,研究一個不同體系、不同充放電狀態下電池的內壓、溫度、電壓、電流之間的關系,就是這一個課題我現在都花了快200塊電池來做這件事情,我想表達這個意思就是說,我們所謂的技術升級必須是建立在這些扎扎實實的技術研究基礎上的技術升級,實際上大家多多少少,做電池的都會涉及到技術升級。

  關于產業鏈。剛才講的300瓦時/公斤,我們一個感覺,現在在咱們國內應該重點扶持一些優秀的材料企業,就像剛才介紹的兩家,貝特瑞、杉杉,國內都是很優秀的,為什么呢?我們現在升級要到300瓦時/公斤,就是要用到鎳鈷鋰,要么就是811,要么就是硅碳負極這些材料,但是這些材料在咱們國內真還沒有批量生產。

 
 
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