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新能源汽車需要怎樣的補貼政策(二、運營效率檢驗電池綜合性能)

來源:新能源網
時間:2016-04-11 16:19:08
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新能源汽車需要怎樣的補貼政策(二、運營效率檢驗電池綜合性能)配備鈦酸鋰電池的新能源車性能優(yōu)勢更加均衡。 張斌 供圖近來,業(yè)界人士普遍認為,為避免“騙補”類似

配備鈦酸鋰電池的新能源車性能優(yōu)勢更加均衡。 張斌 供圖

  近來,業(yè)界人士普遍認為,為避免“騙補”類似事件再次發(fā)生,當前的新能源汽車補貼政策亟待調整,有必要將動力電池納入補貼考量。

  在關于電池的具體考量中,安全性能、能量密度、充電速度、循環(huán)壽命、耐寬溫性五項關鍵指標缺一不可。記者調研結果表明,在當前的技術條件下,技術性能優(yōu)勢均衡的電池才能在實際應用中幫助運輸企業(yè)提升運營效率。

  國外企業(yè)虎視中國市場 補貼方向需慎之又慎

  當前,國內新能源車企在電池、電機、電控三大核心技術上,與國際先進水平仍有較大差距。這其中,動力電池又是核心中的關鍵,直接影響整車的性能。

  專家介紹,按電極材料分,當前以鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、鈦酸鋰、鎳鈷錳三元材料等幾種金屬氧化物應用較廣。其中,特斯拉電動車搭載的是鈷酸鋰電池,三元材料應用以韓國為代表,磷酸鐵鋰在國內應用較多,鈦酸鋰則以其全面而相對均衡的性能優(yōu)勢迅速受到重視。

  百花齊放、百家爭鳴的競爭環(huán)境,一方面給技術進步帶來了內生動力,另一方面,也潛伏著爭奪新能源汽車未來發(fā)展主導權的洶涌暗流。2015年,三星SDI在西安的鋰電池工廠和LG化學在南京的鋰電池工廠先后竣工,透露出全球鋰電池巨頭布局中國市場、搶奪先機的勃勃雄心。

  對于中國本土電池制造企業(yè)、新能源汽車企業(yè)來說,來自內部發(fā)展、外部競爭的挑戰(zhàn)已經開始。對于在新能源汽車產業(yè)上寄予“彎道超車”期望的中國政府來說,如何用好補貼政策激勵電池關鍵技術進步,在開放而公平的環(huán)境中扶助自主新能源汽車產業(yè),是一道檢驗決策智慧的考題,需要全面權衡,慎之又慎。

  一位新能源汽車行業(yè)觀察者的憂慮或許不無道理:“電池當然應該納入補貼,但如果補貼方向不對,納稅人的錢有可能都補到外資品牌身上,中國本土品牌和企業(yè)反而失去了機會,那可真是事與愿違。”

  不只強調安全和能量密度 五大考量指標缺一不可

  如果把動力電池納入補貼政策,在實際應用需求中,應該把哪些性能指標列入必要考量?近期,記者在電池技術研發(fā)、新能源汽車制造、客車運營等多個領域密集采訪,多位被訪對象呈現出較為統一的意見:電池的安全性能、能量密度、充電速度、循環(huán)壽命、耐寬溫性五項關鍵指標缺一不可。

  安全性自然是新能源汽車電池性能的首位。近幾年來爆出的新能源汽車安全事故,有不少與動力電池直接相關。今年1月,國家暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應用推薦車型目錄,也是出于對電池安全問題的考慮。

  業(yè)內專家認為,電池安全是一個系統問題。除了電池材料因素,電池的BMS(電池管理系統)及PACK(加工組裝工藝)也非常重要,提高安全性,需要在改進關鍵材料、提升工藝水平等多方綜合發(fā)力。

  能量密度是另一個重要考量指標,它意味著每單位體積電池能供應的電量,關系到續(xù)航里程長短。在當前的技術條件下,能量密度越高越好還只是一種理想目標,據記者調研,目前國內還沒有一款純電動公交車可以做到充電一次行駛200公里以上。

  結合實際使用需求,根據不同類型、不同用途的車型,能量密度標準或存在靈活考量的空間。山東某公交企業(yè)負責人介紹:“城市公交線路長度普遍在30公里以內,目前的電池容量還是完全能滿足單程行駛需求的。”

  在這位公交企業(yè)負責人的經驗中,充電速度快顯得更加“實惠”,也是他們目前更想要的。他告訴記者,公司去年購入80多輛磷酸鐵鋰純電動車,目前需要由一位駕駛員搭配兩到三輛車才能安排過來,因為一次充電半小時以上實在“等不起”。但就算是這樣,多買車輛、占用場地等,對于企業(yè)也都是額外的支出。

  快充技術的必要性也得到了業(yè)界的肯定。去年1月的中國電動汽車百人會論壇上,國家863節(jié)能與新能源重大項目監(jiān)理咨詢專家組組長王秉剛就表示:“對于公交運營特點來說,快充將是未來發(fā)展的大方向。”

  循環(huán)壽命是另一個不可或缺的考量指標。最早在北京長安街上運營的90路純電動公交車,在3年之后被迫停運“退役”,就是因為反復充電后電池衰減過快,最終無法維持。

  另外,汽車的運行環(huán)境非常復雜,高低溫、雨淋水浸甚至各種沖擊、震動和碰撞等。在這些復雜環(huán)境中,動力電池系統必須能經受考驗,不致產生嚴重的安全風險。

  一塊電池工作十年 鈦酸鋰性能優(yōu)勢均衡

  動力電池是全世界都在發(fā)力攻克的技術瓶頸,可以說,至今并沒有出現一種十全十美的技術方向。不過,結合以上五大技術指標來考量,鈦酸鋰電池在實際應用中展現出相對均衡的優(yōu)勢。

  和當前我國應用比例最高的磷酸鐵鋰相比,鈦酸鋰是相對新興的電極材料,但已在研發(fā)力量領先的美國取得關鍵技術突破。在國內,珠海銀隆新能源有限公司已經通過資本控股,取得了美國奧鈦公司全球領先的鈦酸鋰材料核心技術,形成量產規(guī)模。

  在五大技術指標中,鈦酸鋰的相對“短板”在于能量密度。銀隆新能源董事長魏銀倉介紹,在收購美國奧鈦核心技術后的四年里,企業(yè)在這一性能指標上持續(xù)攻關,以66160型號動力電池來說,已經從25安時提升到40安時,并還將持續(xù)進步。

  綜合來看,鈦酸鋰的技術優(yōu)勢十分突出。早在2012年,中國工程院院士陳清泉就曾公開表示:“磷酸鐵鋰電池已經遇到了瓶頸……更安全、性能更好的鈦酸鋰電池有可能帶來革命性變革。”

  據介紹,就安全性來說,以鈦酸鋰作為負極材料的電池,其電極材料不與電解液發(fā)生反應,所以不會生成SEI膜;而且鈦酸鋰的電勢比鋰金屬高,不易析出鋰枝晶,比采用碳負極材料的鋰離子電池更加穩(wěn)定和安全。前不久,記者在珠海銀隆電池生產基地親眼看到,銀隆鈦酸鋰電池經受穿刺短路、高空墜落等試驗而不會爆炸和起火。

  同時,由于鈦酸鋰材料結構穩(wěn)定,表面不形成固液界面鈍化膜,在低溫下各項動力學性能仍能保持常溫時的狀態(tài),具備在零下50℃到零上60℃的充放電能力。這意味著,無論是北方還是南方、冬天還是夏天,車輛都不會因電池“休克”而影響工作。

  與碳負極材料相比,鈦酸鋰具有更高的鋰離子擴散系數,因此可以進行高倍率充放電,大大縮短充電時間。河北邯鄲一家公交企業(yè)應用鈦酸鋰電池新能源公交車已有兩年時間,其機務負責人的體會是:“一輛車快充6至10分鐘就可以充滿,駕駛員換班休息的間隙就能充好。”

  鈦酸鋰電池的另一個優(yōu)勢在于容量衰減很慢。根據試驗數據測定,銀隆鈦酸鋰電池完全充放電次數可超過2.5萬次。這意味著,一塊鈦酸鋰電池完全可以保證工作十年,和當前磷酸鐵鋰電池慢充最多使用五年、快充最多使用兩年相比,優(yōu)勢十分明顯。

  在當前國家大力推廣新能源車在公共交通領域的應用背景下,這一優(yōu)勢的意義更加深遠。“補貼在五年后就要退出了,企業(yè)卻要面臨多次更換電池的成本”。在珠海觀摩銀隆新能源汽車基地時,湖北赤壁某公交企業(yè)老總說,“如果十年不用更換電池,就意味著十年內不增加后期成本、十年內運營效率幾乎不下降,一次補貼可以十年受益。”

  “電池循環(huán)壽命是五年后新能源車企業(yè)脫離補貼政策后的主要競爭點,可以說,電池壽命才是新能源車的第一要素,這個要素決定整個電動車的性價比,決定老百姓、公共交通、機關團體、事業(yè)單位是否買得起、養(yǎng)得起。”魏銀倉說。

  從這一意義來說,新能源汽車電池的補貼標準,更應該結合實際應用十年的全壽命周期來考量。只有電池的綜合性能優(yōu)勢有益于應用企業(yè)提升運營效率,才會真正地有利于節(jié)能減排,并推動新能源產業(yè)走上良性發(fā)展軌道。