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標(biāo)準(zhǔn)化電池為什么不適用電動汽車行業(yè)

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年08月26日  

標(biāo)準(zhǔn)化的電池也可以降低電池的生產(chǎn)成本;標(biāo)準(zhǔn)化的電池也利于廢舊電池的回收和階梯利用。甚至可以降低整個電動汽車行業(yè)的生產(chǎn)、維修的門檻。


但是電動車行業(yè)并不成熟,不同國家、不同企業(yè)在電池的材料選擇、構(gòu)型設(shè)計、連接方式等很多方面并沒有達成共識。可以說,電動汽車的電池設(shè)計都代表了制造商對電動汽車的不同理解。


電動車不能標(biāo)準(zhǔn)化電池,正如目前汽車不能標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)動機一樣。電池標(biāo)準(zhǔn)化要到電池的能量密度已經(jīng)不再成為電動汽車布置和性能的主要障礙的時候為止。這也是為什么特斯拉已經(jīng)布置了18650,還是繼續(xù)做2070。目前還有進一步的技術(shù)驅(qū)動力在。對比目前內(nèi)燃機的狀態(tài),電動汽車在電池能量密度低于340Wh/kg前,當(dāng)前的這種情況還會繼續(xù)下去。正如一度國內(nèi)自主企業(yè)都買三菱的發(fā)動機,也能滿足要求,也算是某種意義上小范圍的標(biāo)準(zhǔn)化了,可是外部要求(功率扭矩/燃油經(jīng)濟性/排放/新技術(shù)應(yīng)用)超過一個可達成的點后,發(fā)現(xiàn)為了應(yīng)對新的目標(biāo)老辦法玩不轉(zhuǎn)了,甚至連國外也找不到一個公認的做法,所以又開始了百家爭鳴的狀態(tài)。


1.國際環(huán)境

新能源的推廣不僅僅存在于中國。德國、日本、美國對鋰電池儲能需求比較大。目前動力電池的生產(chǎn)廠家主要集中在中日韓三國。比如中國的比亞迪、日本松下、韓國的三星和LG化學(xué)、美國A123,還有特斯拉超級工廠。這么看來,電池標(biāo)準(zhǔn)化不僅僅是國標(biāo)這么簡單了,想全球標(biāo)準(zhǔn)化肯定是難行之路。


2.國內(nèi)環(huán)境

早在2001年,新能源汽車研究項目就被列入國家“十五”期間的“863”重大科技課題。


十幾年過去了,2016年我國新能源汽車銷售量達到51.7萬輛,連續(xù)兩年保持全球第一。同時中國的動力電池企業(yè)銷量規(guī)模也最大。2016年全球動力電池企業(yè)銷量排名中,前十排名中有七家企業(yè)來自中國。就目前中國電池生產(chǎn)商大大小小300余家。眾廠家多年來似乎也是適應(yīng)了這種無標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。


其實從2012年開始,國家工信部就在動力電池行業(yè)摸底調(diào)查,準(zhǔn)備起草《動力電池行業(yè)準(zhǔn)入條件》。直到2015年9月工信部才發(fā)布《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件》。2016年11月工信部發(fā)布第一批符合《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件》企業(yè)名單。通過規(guī)定企業(yè)電池年產(chǎn)能不低于1億瓦時等條件,以避免行業(yè)“散、小、亂”發(fā)展趨勢。


至此為止,工信部才框定鋰離子電池的產(chǎn)品性能要求以及對生產(chǎn)企業(yè)的門檻。可以說政策是引導(dǎo)市場但又依托于市場,國家政策和企業(yè)都是在摸石頭過河。


3.電芯本身

從正極材料上來分,常見的有:鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元鋰電池。因為不同的材料,做成的電池單體在性能、壽命、安全性、能量密度等方面都不一樣的。例如磷酸鐵鋰電池單體是3.2V電壓,三元鋰電池電壓3.7V,這個從根本上就沒法統(tǒng)一了。


電池外形上,電極材料可以卷成圓柱形電池,也可以疊成方形或者片狀電池。對應(yīng)不同的生產(chǎn)線,如果統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn),是不是就會作廢了其他電池生產(chǎn)線呢?


4.電池總成

有了電芯,就可以組裝成電池組了?其實不然,動力電池包由電芯、pACK、BMS組成。眾所周知,鋰電池優(yōu)點是能量密度大,同時鋰電池也是有危險性的。比如X星Note7手機電池爆炸事件。


電動車的電池儲能量大,安全性是首當(dāng)其沖的,所以電動車電池的電池管理(BMS)、電池pACK設(shè)計是非常核心的技術(shù)。要管理成百上千甚至1萬余節(jié)電芯在不同環(huán)境下的充放電,不同的廠商都有高科技在里邊。


5.差異&創(chuàng)新

除了上面所說的電池材料、形狀、BMS的差異,是不是把電池包標(biāo)準(zhǔn)化,裝到電動車里就行了哩?其實也不是,這個要考慮不同電動車的差異化。電動車從A00、A0、A、B.。。甚至大巴車,不同級別或者不同車型,決定了它們會采用不同的電池包。


如果電池標(biāo)準(zhǔn)化,電池組的數(shù)量決定了續(xù)航。那又如何體現(xiàn)出不同車的差異化呢?比如花15W買的一輛家用車和150W買的豪華電動跑車。就算續(xù)駛里程相當(dāng),那跑車所需要的電池性能是普通家用車所不能比擬的,電池的成本也會有差異的。


電池廠家會根據(jù)車企的要求來定制電池,鋰電池的可定制性也可以說是一種優(yōu)勢。會有車企把電池平鋪在底盤,也有把電池安置在后排座位下,也能放在前艙,甚至可以簡單粗暴的放在后備箱,這也是沒有強制標(biāo)準(zhǔn)的。


另外,標(biāo)準(zhǔn)化意味著千篇一律,車企在差異化創(chuàng)新上會受到阻礙。從使用角度來說,消費者似乎只關(guān)心車子性能如何,電池壽命多長,不同季節(jié)的表現(xiàn)會怎么樣,至于是哪種標(biāo)準(zhǔn)就不會深入研究的。


總結(jié):


整個動力電池行業(yè)從是材料、單體到電池組模塊、充電、系統(tǒng)保護、生產(chǎn)工藝、再次利用、綜合成本等多方面的一個系統(tǒng)。國家標(biāo)準(zhǔn)制定的涉及到國內(nèi)主要的電池廠、整車廠和第三方檢測機構(gòu)。需要把現(xiàn)有的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進行細化、拆分、整合才能上升為國標(biāo)。隨著未來科技的發(fā)展,當(dāng)動力電池技術(shù)提升到足夠的高度、標(biāo)準(zhǔn)體系足夠健全時,電池標(biāo)準(zhǔn)化也只是水到渠成的事情了。


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