王子冬：电动车用动力电池发展面临六重挑战

2015-07-27 09:19:34 零排放汽车网-专注新能源汽车,混合动力汽车,电动汽车,节能汽车等新闻资讯 网友评论 0 条

挑战1、决定电动车前途的不是成本，是效率

制约纯电动车普及的最主要瓶颈，其实不是续航里程，因为多装电池，续航里程就高了，像特斯拉那样;也不是成本，随着普及程度的提高，成本终究有办法降下来，像亨利˙福特的流水线之于汽车那样;决定一项新技术最终能否得到普及的，是效率。

这里指的不仅是能量转化效率，这方面纯电动是很高的，比传统内燃机高多了。是使用效率，目前纯电动车的比较好的充电水平，也只能做到20分钟充电80%(续航大约100-120公里);假设平均车速是60km/h，也就是说，每开2小时车就要停下来充20分钟电!实际上，即使到处都是充电桩，你也不大可能随到随充，难免要排个队，假设前面有2辆车，那么你就要等1个小时。这样的效率，是无法作为日常交通工具使用的!

所以，在充电一次的行驶里程在200km以下的电动车，如果不能解决电动车能量快速补充问题，即使充电桩普及了，纯电动车也无法完全替代传统汽车，它也只能作为一种补充，适用于短距离移动。

解决的途径：减轻重量，降低能耗;加大电池组能量;加装增程器;加装高效太阳能发电板，补充部分能量;更换电池组。

挑战2、电动车动力电池遭遇低温充电难

目前的电动车，特别是电动公交车、电动出租车、私人电动车等大部分使用的是锂电池。北京、青岛、长春、唐山、包头的新能源汽车示范运行工作，都不同程度遇到了冬季充电困难的问题，使得冬季电动公交车的运力下降，很难保证正常运行。问题分为两个层面：

一是低温环境下电池性能下降，好一点的下降10-15%，差一点的下降35%，这与材料状态、电池结构、生产工艺、外壳结构、热管理系统功能有关;

二是低温充电容易产生析锂现象，发生不可逆反应，使得电池容量和能量大幅度下降。严重的锂枝晶会刺穿隔膜，使电池短路，发生安全事故。

挑战3、成本：动力电池组的成本

就目前的电池生产技术来说进行电芯成本分析：

1、100Ah磷酸铁锂电池材料成本：

正极材料0.8kg-100元、负极材料0.4kg-25元、隔膜5m2-40元、电解液0.5kg-40元、外壳40元/套、加工费55元，合计300元，相当于：0.938元/Wh;

2、100Ah三元材料锂电池的材料成本：

正极材料0.7kg-100元、负极材料0.4kg-25元、隔膜5m2-40元、电解液0.5kg-40元、外壳40元/套、加工费55元，合计300元，相当于：0.834元/Wh ;

3、100Ah锰酸锂材料电池的材料成本：

正极材料0.95kg-88元、负极材料0.4kg-25元、隔膜5m2-40元、电解液0.5kg-40元、外壳40元/套、加工费55元，合计288元，相当于：0.78元/Wh 。

电芯其它成本内涵：

设计费、测试费、模具费、开发费;

材料利用率、原材料采购成本、产品合格率;

设备折旧费、财务费用、销售费用、管理费、人员培训费;

税费、职工福利、保险费、企业利润。

目前由于批量小，各种费用摊销后电芯成本就变成2元/Wh以上了。

电池组的成本：

技术开发费用。

电池组有冬季充电加温系统，有夏天工作时要散热的系统，有使用中抗振动结构，有下雨天防水结构，有事故中防冲击结构，有连接的可靠性设计，有BMS可靠性设计。

系统增加的部件费用。

电池组有安装方便性考虑，有维修检查的方便性结构;

性能测试费、可靠性考核费;

设备折旧费、人员培训费、产品的运输费;

财务费用、销售费用、管理费、税费、福利费、保险费、企业利润。

企业的隐形成本。

加起来电池组的成本就变成3元/Wh以上了。

挑战4、安全性

动力电池的安全对于电动汽车产业的发展至关重要。近年来，随着各种节能与新能源汽车试点和实际运营数量的增多，安全事故时有发生，事故的分布从纵向看：在加工、制造、化成搁置、运输、测试、使用、充电维护、回收各个环节上，都出现过问题。

从横向看：国内外在手机、电脑、电动自行车、电动摩托车、电动轿车、电动公交车、混合动力车等领域应用过程中，也都出现过问题。目前动力电池出现问题多数是在充电时发生，低温充电增加了出现问题的概率。如何提高动力电池的可靠性与安全性成为当前业界关注的焦点。

挑战5、长寿命使用。所谓的电池一致性、可靠性

1)生产过程中对电池一致性的控制能力，这可以通过自动化生产设备和“正确的生产工艺”得以控制(寻找到能够控制产品质量的工艺方法这点很重要)。另外电池的结构设计要符合大规模机械化生产设备的要求。

2)使用过程中对电池一致性的控制能力也很重要。

A.合理的电池结构减少低温环境下的电池自身温度不平衡;

B.采用尽可能减小电池接触电阻的连接方式，提高电池组的功率性能，同时减少电池的局部温升;

C.注重每一个电池表面的冷却效果，选择科学、合理的通风结构，使整个电池组的温度场得以均匀，以保证电池组在低温环境中使用过程中的环境一致性。对于电池系统一致性问题，目前存在的比较明显的误区：

认为电池生产企业应该把电池的一致性做到±1%的范围内，其实电池企业提供给整车企业的动力电池，一致性是可以控制在这个范围里的，但是为什么成组后的一致性相差了10%?

问题就出在了成组和集成过程中，温度的不一致，导致了电池在工作中效率的不同，造成电池出现了不一致。

另外，电池组的充电方法不合理也会产生比较大的影响。

挑战6、电动车开发、使用、推广的商业模式?

电动汽车没有像电动自行车、移动电话那样为你的用户提供出超值享受，或者为用户解决了难题，也就是没有体现出用户的附加值，用户最关心使用电动车需要有什么功能。