我們長途旅行的時候都有個體會,帶的干糧最好分量輕又特別能充饑。對于新能源汽車來說也是如此,電池好比新能源車的干糧,車能跑多遠,關(guān)鍵就看電池能用多久。那是不是多裝幾塊電池就行了呢?也不行,一來車身體積有限,二來電池自身還有份量,所以最好電池又小又輕又經(jīng)用。對于中國的新能源汽車企業(yè)來說,電池恰恰是最大的困擾。怎么破解這個難題呢?小編前段時間也腦洞大開腦補了一遍讓純電動車換電池的動作:特斯拉是否能像四驅(qū)車一樣更換耗盡的電池即刻上路?
電動車的續(xù)航里程可以算作是所有車主心中的一個痛,就算已經(jīng)是久經(jīng)沙場老司機,也避免不了里程焦慮癥的困擾。但你否想過,有時候里程焦慮癥并非都是車的錯?那么今天小編就跟大家聊聊影響電動汽車續(xù)航里程的那些事。
在不久前的廣州國際車展上,新能源汽車的比重占到了展出車輛的13%左右,成為各界關(guān)注的熱點。長期以來,“里程焦慮”讓消費者對國產(chǎn)電動汽車“想說愛你不容易”。我國大多數(shù)國產(chǎn)電動車,續(xù)航里程都在200公里左右,無法滿足消費者的日常需求。
然而,深圳比亞迪公司的2016款E6純電動車,續(xù)航里程超過了400公里,已經(jīng)可以和受到全球消費者熱捧的特斯拉相媲美。那么,E6是如何做到這么長的續(xù)航里程的呢?
目前,深圳、香港等地的很大一部分出租車使用的就是比亞迪E6。作為新能源汽車的龍頭企業(yè),比亞迪具有天生的優(yōu)勢。業(yè)內(nèi)人都知道:動力電池是電動汽車的心臟。從2003年開始,做電池起家的比亞迪就開始研究,怎么把電池裝到汽車上面去。比亞迪每一輛電動汽車,都是整車設(shè)計人員和電池研發(fā)人員反復(fù)溝通磨合的結(jié)果。這種在研發(fā)過程中貫穿始終的緊密合作,是比亞迪電動車成功的關(guān)鍵。
2015年,比亞迪新能源車全球市場占有率約為11%,如今,比亞迪已經(jīng)超過特斯拉,成為全球銷量最大的新能源汽車廠商。然而,在全國范圍內(nèi)來看,和傳統(tǒng)燃油汽車相比,我國自主研發(fā)的新能源汽車的表現(xiàn)并不那么盡如人意。據(jù)統(tǒng)計,2016年,我國新能源汽車在北京的新車市場占有率為6.2%,在不限購地區(qū)的占有率僅為0.1%。之所以出現(xiàn)這樣的現(xiàn)狀,一方面是因為我國電動車續(xù)航里程普遍較低;另一方面,是因為電動汽車的購買和使用成本居高不下。以比亞迪E6為例,官方指導(dǎo)價為30萬元左右,加上國家和地方的財政補貼,消費者也要18萬元才能買到。目前,我國新能源汽車補貼政策正在實行退坡機制,補貼力度逐年減小,因此降低成本,減少對國家補貼政策的依賴,成為國內(nèi)電動汽車行業(yè)最大的挑戰(zhàn)。
一方面要努力提高續(xù)航里程;一方面要不斷降低電動汽車的成本,這成為國內(nèi)電動汽車行業(yè)面臨的兩大挑戰(zhàn)。而解決這兩大問題的關(guān)鍵,就在于動力電池所使用的材料。材料的能量密度越高,能儲存的電量就越多,電動汽車的續(xù)航里程也就越長,成本也就隨之降低。例如,美國生產(chǎn)的特斯拉使用的是鎳鈷鋁三元材料,能量密度在230瓦時每公斤左右,而我國目前90%以上的電動汽車使用的都是磷酸鐵鋰材料,能量密度最大只能達到140wh/kg。例如,一輛電動車要做到400公里的續(xù)航里程,使用磷酸鐵鋰材料,大概需要裝600公斤的電池,而使用特斯拉的三元材料電池,大概只需要400公斤左右。電池能量密度低帶來的問題是,為了追求更長的續(xù)航里程,必須多裝電池,而多裝了電池,又會加重車身重量,行駛過程中耗電量加大,造成使用成本增加。
近期,工信部即將出臺《促進汽車動力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》,到2020年,動力電池單體比能量要做到350Wh/kg,而目前我國絕大部分動力電池的比能量是140wh/kg左右,特斯拉使用的動力電池比能量是230wh/kg左右,如果我國能在2020年實現(xiàn)350 Wh/kg的目標,對我國的新能源汽車行業(yè)具有非比尋常的意義。
要實現(xiàn)這樣的目標,就意味著使用高能量密度的三元材料作為動力電池,成為新能源汽車行業(yè)的必然選擇。然而,由于磷酸鐵鋰電池安全性好,三元材料安全性較低,我國此前制定的技術(shù)路線是,優(yōu)先發(fā)展磷酸鐵鋰電池,等市場上對電動汽車有了一定接受度以后,再發(fā)展三元材料電池。因此,國內(nèi)相關(guān)企業(yè)對于高鎳三元材料的研發(fā)起步較晚,技術(shù)成熟度相對較低。目前,能夠量產(chǎn)上市的三元材料電池汽車極為有限。可以說,用三年的時間實現(xiàn)電池能量密度從140到350wh/kg的跨越,對整個行業(yè)都是一個不小的挑戰(zhàn),首當其沖的就是電池材料企業(yè)。
據(jù)了解,比亞迪目前正在研發(fā)三元材料的動力電池,預(yù)計兩年內(nèi)會有三元材料的電動汽車上市。在研發(fā)過程中,他們需要與上游的材料企業(yè)貝特瑞公司保持緊密聯(lián)系。深圳貝特瑞新能源材料股份有限公司是比亞迪重要的合作伙伴,這里研發(fā)并生產(chǎn)動力電池所需的各種材料,除了比亞迪、韓國的三星、LG,日本的松下等企業(yè)都從這里采購電池材料。
這種黑色的粉末就是一種鎳鈷鋁三元材料,對貝特瑞公司來說,生產(chǎn)高品質(zhì)的鎳鈷鋁三元材料已經(jīng)不是什么高科技難題,鎳鈷鋁三元材料不僅在研發(fā)上已經(jīng)取得成功,今年更是已經(jīng)達到了可以量產(chǎn)的水平。雖然目前,國內(nèi)各大材料企業(yè)也在緊鑼密鼓地研發(fā)高鎳三元材料,但真正能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)規(guī)模的,還是鳳毛麟角。
2010年貝特瑞投資近億元成立了新能源技術(shù)研究院,提升自主研發(fā)和創(chuàng)新能力。采用與三星、松下等國際大客戶共同開發(fā)的模式,來實現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新。正是因為與國際客戶的緊密合作,貝特瑞在技術(shù)上緊跟國際步伐,成為了國內(nèi)材料企業(yè)的領(lǐng)頭羊。在國家提出2020年能量密度的戰(zhàn)略目標時,貝特瑞已經(jīng)做好了準備。特斯拉使用的是日本松下生產(chǎn)的高鎳三元材料電池,而貝特瑞正是松下重要的供貨商之一。
可以說,目前的新能源材料行業(yè)就像是一場技術(shù)創(chuàng)新大賽,貝特瑞這幾年始終保持了比國內(nèi)同行快半步的節(jié)奏。在電池材料中原始材料的核心資源比如石墨主要集中在我國,然而,很長一段時間以來,我國的原始材料都是以極低的價格出口到日韓等國家,經(jīng)過加工提純等工藝后,再以高于原料價格數(shù)十倍甚至上百倍的價格進口回來。
從2000年成立之初,貝特瑞就開始研發(fā)具有科技含量的深加工成品材料,并試圖把這些成品材料賣到國外去。當時,全球頂尖的電池制造商都集中在日本和韓國,他們的全球市場占有量在70%以上。貝特瑞要想發(fā)展壯大,必須拿下這些國際客戶,最開始,韓國三星成為他們的突破口。在08年之前,三星從未考慮過從中國進口深加工的成品材料,然而08年金融危機時,他們不得不開始尋找價格相對低廉但又能保證品質(zhì)的電池材料。
在與三星合作的第一年,貝特瑞在痛苦的磨合中飛速地成長。在新能源材料領(lǐng)域,貝特瑞擁有100多項發(fā)明專利,并打破了國外企業(yè)在鋰電池負極材料上的壟斷,實現(xiàn)了負極材料市場占有率全球第一的跨越。這幾年,貝特瑞陸續(xù)拿到了三星、LG、松下、索尼等企業(yè)頒發(fā)的品質(zhì)金獎,其中,松下和三星都是第一次把品質(zhì)金獎頒發(fā)給中國的材料企業(yè)。
然而從電動汽車整個產(chǎn)業(yè)鏈來看,雖然我國的材料技術(shù)已經(jīng)達到了國際領(lǐng)先水平,但在動力電池制造以及電池系統(tǒng)集成等方面,還跟國際頂尖企業(yè)有一定差距。要真正實現(xiàn)2020年350wh/kg的目標,可以說是任重而道遠,需要相關(guān)企業(yè)的共同努力和不斷創(chuàng)新,才有可能真正實現(xiàn)。
新能源汽車是個新興產(chǎn)業(yè),但是產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展也一樣要降成本、補短板,降低生產(chǎn)成本,補上技術(shù)短板。目前,我國能夠掌握三元材料動力電池核心技術(shù)的企業(yè)并不多。有數(shù)據(jù)統(tǒng)計,2015年至今,我國在動力電池領(lǐng)域的新增投資額超過1000億元,動力電池企業(yè)的數(shù)量也從2014年底的50家左右快速飆升到2016年的接近150家,增長到原來的近3倍。巨大的增速之下蘊藏著低端產(chǎn)能過剩的風(fēng)險,正基于此,工信部提升了產(chǎn)業(yè)標準,加大了技術(shù)創(chuàng)新的難度。那些技術(shù)水平低端落后的企業(yè),將被市場淘汰,而具有核心技術(shù)的企業(yè)將在大洗牌中生存下來,并成就中國品牌。