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標(biāo)準(zhǔn)化電池為什么不適用電動(dòng)汽車行業(yè)

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1447次  |  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(gè)電動(dòng)汽車行業(yè)的生產(chǎn)、維修的門檻。


但是電動(dòng)車行業(yè)并不成熟,不同國(guó)家、不同企業(yè)在電池的材料選擇、構(gòu)型設(shè)計(jì)、連接方式等很多方面并沒(méi)有達(dá)成共識(shí)??梢哉f(shuō),電動(dòng)汽車的電池設(shè)計(jì)都代表了制造商對(duì)電動(dòng)汽車的不同理解。


電動(dòng)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(dòng)機(jī)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(dòng)汽車布置和性能的主要障礙的時(shí)候?yàn)橹?。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(jìn)一步的技術(shù)驅(qū)動(dòng)力在。對(duì)比目前內(nèi)燃機(jī)的狀態(tài),電動(dòng)汽車在電池能量密度低于340Wh/kg前,當(dāng)前的這種情況還會(huì)繼續(xù)下去。正如一度國(guó)內(nèi)自主企業(yè)都買三菱的發(fā)動(dòng)機(jī),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(jì)性/排放/新技術(shù)應(yīng)用)超過(guò)一個(gè)可達(dá)成的點(diǎn)后,發(fā)現(xiàn)為了應(yīng)對(duì)新的目標(biāo)老辦法玩不轉(zhuǎn)了,甚至連國(guó)外也找不到一個(gè)公認(rèn)的做法,所以又開(kāi)始了百家爭(zhēng)鳴的狀態(tài)。


1.國(guó)際環(huán)境

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


2.國(guó)內(nèi)環(huán)境

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


十幾年過(guò)去了,2016年我國(guó)新能源汽車銷售量達(dá)到51.7萬(wàn)輛,連續(xù)兩年保持全球第一。同時(shí)中國(guó)的動(dòng)力電池企業(yè)銷量規(guī)模也最大。2016年全球動(dòng)力電池企業(yè)銷量排名中,前十排名中有七家企業(yè)來(lái)自中國(guó)。就目前中國(guó)電池生產(chǎn)商大大小小300余家。眾廠家多年來(lái)似乎也是適應(yīng)了這種無(wú)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。


其實(shí)從2012年開(kāi)始,國(guó)家工信部就在動(dòng)力電池行業(yè)摸底調(diào)查,準(zhǔn)備起草《動(dòng)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(guò)規(guī)定企業(yè)電池年產(chǎn)能不低于1億瓦時(shí)等條件,以避免行業(yè)“散、小、亂”發(fā)展趨勢(shì)。


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(duì)生產(chǎn)企業(yè)的門檻??梢哉f(shuō)政策是引導(dǎo)市場(chǎng)但又依托于市場(chǎng),國(guó)家政策和企業(yè)都是在摸石頭過(guò)河。


3.電芯本身

從正極材料上來(lái)分,常見(jiàn)的有:鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、三元鋰電池。因?yàn)椴煌牟牧?,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(gè)從根本上就沒(méi)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(duì)應(yīng)不同的生產(chǎn)線,如果統(tǒng)一了標(biāo)準(zhǔn),是不是就會(huì)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(shí)不然,動(dòng)力電池包由電芯、pACK、BMS組成。眾所周知,鋰電池優(yōu)點(diǎn)是能量密度大,同時(shí)鋰電池也是有危險(xiǎn)性的。比如X星Note7手機(jī)電池爆炸事件。


電動(dòng)車的電池儲(chǔ)能量大,安全性是首當(dāng)其沖的,所以電動(dòng)車電池的電池管理(BMS)、電池pACK設(shè)計(jì)是非常核心的技術(shù)。要管理成百上千甚至1萬(wàn)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(shuō)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(dòng)車?yán)锞托辛肆??其?shí)也不是,這個(gè)要考慮不同電動(dòng)車的差異化。電動(dòng)車從A00、A0、A、B.。。甚至大巴車,不同級(jí)別或者不同車型,決定了它們會(huì)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(dòng)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(huì)有差異的。


電池廠家會(huì)根據(jù)車企的要求來(lái)定制電池,鋰電池的可定制性也可以說(shuō)是一種優(yōu)勢(shì)。會(huì)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(jiǎn)單粗暴的放在后備箱,這也是沒(méi)有強(qiáng)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(huì)受到阻礙。從使用角度來(lái)說(shuō),消費(fèi)者似乎只關(guān)心車子性能如何,電池壽命多長(zhǎng),不同季節(jié)的表現(xiàn)會(huì)怎么樣,至于是哪種標(biāo)準(zhǔn)就不會(huì)深入研究的。


總結(jié):


整個(gè)動(dòng)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(hù)、生產(chǎn)工藝、再次利用、綜合成本等多方面的一個(gè)系統(tǒng)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定的涉及到國(guó)內(nèi)主要的電池廠、整車廠和第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)。需要把現(xiàn)有的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)化、拆分、整合才能上升為國(guó)標(biāo)。隨著未來(lái)科技的發(fā)展,當(dāng)動(dòng)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(shí),電池標(biāo)準(zhǔn)化也只是水到渠成的事情了。


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