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中国新能源汽车燃料/锂电池发展“窘”事

钜大LARGE  |  点击量:1117次  |  2018年11月06日  

中国新能源汽车燃料/锂电池发展“窘”事

丰田、通用等企业的燃料电池乘用车实现了5000小时的寿命,但国内还未达到这一可以满足商业化要求的指标。在产业角度,中国的问题是燃料电池车的关键材料没有产业化。

5月15日,2014国际电动汽车及关键零部件测评研讨会在常州举行。衣宝廉在会上发表了题为“车用燃料电池技术发展现状”的演讲,又在第二天接受了记者的专访,表达了上述观点。他总结,在燃料电池车从研发到产业化的链条上,中国越往后与国际先进水平的差距越大。

5000小时寿命关待跨越

衣宝廉介绍,美国的UTC燃料电池大巴的寿命可达12000小时,而丰田等燃料电池乘用车寿命超过5000小时,已经能满足商用的需求。

中国现阶段的车用燃料电池寿命在2000-3000小时之间。上汽集团燃料电池系统开发主管工程师陈沛,也在上述电动汽车测评研讨会上发表了演讲。据他介绍,上汽集团的车用燃料电池系统,迄今已经三代。寿命从2008年第一代的50小时,提高到2010年第二代的500小时,2013年的第三代达到了2000小时,2015年第四代的目标则是4000小时。在会议间隙接受记者采访时,陈沛也表示,车用燃料电池的寿命问题,是这一车型开发的主要障碍。

中国自主研发的燃料电池何时能跨越5000小时关口?衣宝廉说,“也可能很快,问题都认识清楚了,就是在发动机上应用改进的问题。”

衣宝廉还介绍,国内从“十五”开始燃料电池汽车研发,在多方面取得了积极进展。包括在高性能/高稳定性抗中毒催化剂的研究,提升了催化剂的催化活性和稳定性等等。

2015:燃料电池车元年?

2014北京国际车展上,丰田展出了FCV燃料电池概念车。许多媒体冠以“首发”等字样,但早在2011东京车展上,丰田就亮出了其前身FCV-R概念车,此后它一直是车展的常客。四五年时间的准备,已经足以让它从概念走向量产——丰田计划2015年将于北美、欧洲和日本同步上市燃料电池车,年销量目标5000至1万辆。

2014北京车展上的丰田FCV概念车

其他国际各大车企或汽车联盟的投放时间也集中在2015年—2017年。宝马因与丰田结盟,推出产品的时间同样为2015年;现代在2015年计划生产1000辆燃料电池汽车;福特、戴姆勒和日产联盟的产品将在2017年导入市场。

中国的燃料电池车此前一直处于示范运行阶段,在2008年奥运会、2010年世博会等场合亮相、试验。上汽集团是燃料电池车开发的排头兵。陈沛介绍,2015年上汽将推出第四代燃料电池车,并小批量生产。“小批量”具体而言是55辆,首先要承担的任务是在全国南北方开展燃料电池车巡游活动。显然,中国的燃料电池车商业化步伐落后不少。

2014北京车展上的上汽插电式氢燃料电池轿车

中国的燃料电池车研发何以至此?衣宝廉认为,政策上的忽冷忽热是重要原因。“不能有一批人安心地去做工作。科研人员都围着钱转,特别是组长什么的,30%精力都在争取经费。”衣宝廉说,“五六年前,搞锂电的都去做燃料电池了;现在,很多搞燃料电池的都去做锂电池去了……现在我们国家,从领导层看,就是主张先发展纯电动车汽车。”

推动关键材料的国产化

在衣宝廉演讲的最后,这位院士做起了招商工作:“希望国家能够赞助推进,有实力的企业家能够投入,把国内的燃料电池关键材料实现批量生产……有兴趣的企业家,都欢迎和我们详细探讨合作。”

衣宝廉认为,国产燃料电池的一些关键材料,例如膜、炭纸等,样本的测试结果已达到甚至优于国际水平,只是生产的一致性不好,还没有自动控制的生产线。燃料电池关键材料国产化,是他心目中燃料电池车发展的首要任务。

在5月初的电动汽车百人会成立大会上,衣宝廉建议,国家要加强燃料电池车的研发,“希望有识之士,能在国家的支持下,把燃料电池车尽快地推进到大规模示范的阶段。”

似曾相识地,在燃料电池车的研发和生产上,中国的从业者又要追赶国际同行的步伐了。还可以指望“弯道超车”吗?陈沛的态度比较悲观:“现在弯道还没看到。”

特斯拉归宿比亚迪前途

锂电池待10年普及业界大佬谈特斯拉归宿

通用汽车前副总裁鲁兹曾说:“通用公司所有电动车方面的天才均认为,锂离子电池技术将在10年后方能普及,丰田同样如此认为。特斯拉的轰然登场,让我不得不问自己,一个由对汽车业务一无所知的年轻人组成的初创公司能做的事,我们为什么不能?”一番话,尽显业界大佬野心和不甘。

在汽车圈里,特斯拉汽车确实有些鹤立鸡群,一是其市场定位、产品设计,以及产业组织形式都与传统汽车行业有很大差异,再有就是其近年飙升的估价和漂亮的盈利。但和鲁兹一样,世人只是看到了特斯拉万众瞩目的一面。实际上,这家公司数经沉浮,可谓“强也资本、弱也资本”。

一场不断加注的赌博

特斯拉汽车的创始人并不是自主创业家艾伦·马斯科,而是硅谷工程师马丁·艾伯哈德。不过,当艾伯哈德在2003年7月1日,与自己的长期商业伙伴马克·塔彭宁合伙成立特斯拉汽车公司的时候,还没有成熟的战略企划,甚至还不知道公司的投资来自何方。他们关注的,只是高端汽车市场人群对于环保理念的热情。

但是,只有市场创意远远不够,没有庞大的资本支持,高端电动跑车永远不会成为商品。

这个时候,一位传奇人物让特斯拉开始走上了汽车业务的正轨。艾伦·马斯科,他以630万美元投资掌控了特斯拉汽车公司,并成为公司的董事长,而创始人艾伯哈德则成为CEO。

630万美元几乎耗尽了马斯科本人的原始积累,但对于汽车制造行业来说可谓杯水车薪。实际上,特斯拉汽车公司最初投资计划总额为2500万美元,只是后来计划赶不上变化,当第一款Roadster电动跑车推出时,投入高达1.4亿美元。

不同的设计思路是投资大增的重要原因。按照艾伯哈德的设想,特斯拉第一款产品可以通过将电池组装在一辆改装后的莲花艾丽丝(Elise)底盘上,从而节省时间与成本。不过,马斯科决定要将产品做到尽善尽美,也因此,Roadster的推出周期达到了4年之久,制造成本也由最初预算的每辆7万美元提高到13万美元。

高昂的制造成本,以及没有市场的投入,让特斯拉公司陷入深深的财务泥沼。而长周期的产品开发计划,也让已经深陷困境的特斯拉迎头撞上了金融危机。

两招“不差钱”

2009年5月,是戴姆勒公司的一个重要时刻,更是特斯拉汽车公司的生死关键。戴姆勒公司同意以5000万美元购买特斯拉9%的股份,并采购其生产的电池组及电动马达。

此时的特斯拉公司,正处于资金链条即将断裂的边缘。2008年,全球性的金融危机越演越烈,资金供应日趋紧张。也在这一年,特斯拉的年度亏损额大幅攀升。雪上加霜的是,特斯拉的关联公司SpaceX公司的三次火箭发射全部失败,数千万美元投资成为灰烬,更不要说帮衬处于财务运转不灵中的特斯拉。

正像马斯科自己所说:有一瞬间,我觉得我失去了所有东西,婚姻,公司都完蛋了。

不过,马斯科并没有因此放弃,他决定再向公司投入300万美元,其它投资人以及亲属也在马斯科的劝说下追加投资,体现在特斯拉公司的股权结构上就是,公司高管集体持有的公司股票占据了将近50%。

即便如此,特斯拉仍显银根过紧。但在戴姆勒的5000万美元进入后,一切似乎都发生了转机,特斯拉开始在资本领域有如神助:先是2010年6月被获准在纳斯达克[微博]成功上市。此后,世界最大的汽车企业丰田公司以私募方式购买了特斯拉294万普通股,价值高达5000万美元。2010年11月,作为特斯拉的电池配套商日本松下公司投入3000万美元,使其持有特斯拉公司的股权比例达到2%。

几乎同时,美国能源部答应特斯拉4.65亿美元贷款,更是锦上添花。估计,就连马斯科本人也如梦幻一般,刚才明明已经濒临破产,梦醒之后却发现已经成功上岸。

但回头看,特斯拉的上岸与当时的两个举动直接相关。

首先,特斯拉积极说服产业链上下游合作伙伴成为自身股东。丰田公司与戴姆勒对于特斯拉的入股是从自己电动车产品推出的角度,他们需要特斯拉独特的能量管理系统技术,他们需要特斯拉继续存在下去。同样,松下投资特斯拉也是为了自己能够长期占据特斯拉的电池供应市场。而这种互利合作的共生方式,其实是资金紧缺时期,特斯拉一道最好的护身符。

其次,积极寻求上市疏通了后续投资的资金血管。

在首次IPO募得资金1.84亿美元之后,第二年,也就是2011年就特斯拉又进行了普通股发行。2011年6月初,特斯拉以28.76美元的价格公开发行530万股普通股,净募集资金1.5026亿美元。与此同时,特斯拉以公开发行价向董事长马斯科、戴姆勒奔驰公司分别私募发行了141.6万股和67475股普通股,共募得资金5710万美元。

而之所以能够提前九年偿还美国能源部的官方贷款,就是依靠一次股权债券发行,该次总计筹集4.518亿美元资金,足以将美国能源部的4.65亿美元贷款连同利息全部偿清。

令人质疑的盈利模式

2013年第一季度,特斯拉公司宣布盈利1120万美元。不过,这份盈利水平被刻意进行了包装。因为,不同的会计准则可能导致截然相反的结果。

以特斯拉2013年第三季度财报为例,不按美国通用会计准则(GAAP)计算,特斯拉Q3盈利1600万美元。但按照GAAP计算,该公司当季却亏损3800万美元。

更为令人质疑的是,在特斯拉这份收入与利润大增的背后,其实是非主营业务收入的增长在作祟。

按照特斯拉的财报,一项名为汽车零排放指标(ZEV)的销售额高达6800万美元,占到总收入的12%。根据加州空气资源委员会的规定,在该州生产的所有零排放车辆均可获得不等的ZEV积分,最高7分,每分最高价值5000美元,具体金额由买卖双方商讨决定。特斯拉旗下车型,85千瓦时ModelS和60千瓦时ModelS分别获得7分、5分。ModelS成为惟一一家符合加州最高ZEV积分的电动汽车。

无可否认的是,特斯拉汽车产销规模确实也在增长,而且相比其它的电动车生产企业有着更为突出的表现,这也是支持特斯拉一季度实现盈利的主要内容。但问题是,随着特斯拉市场销量的扩大,这份非主营业务收入却越来越成为特斯拉主要的收入来源。

不过,最新的关于ZEV规则的变化,将很可能影响到特斯拉的市场表现。有媒体援引加州空气资源委员会的报道称,该机构正在考虑修改ZEV零排放车辆计划的规则,这可能将限制特斯拉公司通过大量出售ZEV信用给其他汽车厂商而获利。

因此,从长期来看,很大程度上依赖非主营业务收入的盈利模式,显然并不具有可复制性和参照性。

“被收购”或是最好归宿

美国问答网站Quora上曾经有人问,“特斯拉要怎么做才能取代三巨头?”一位汽车配件营销公司总裁的解答是:“在年销量上特斯拉跟巨头们相距甚远,不通过并购即能够短期内成为巨头的可能性很低,它最有可能的归宿是被规模大得多的汽车公司收购。”

毋庸置疑,尽管特斯拉风头正劲,但是目前只有一款纯电动车产品的特斯拉只能是汽车产业中的一叶扁舟。要想做大只有两条途径:要么收购别人,要么出售自己。

目前,特斯拉公司的年度销量只有2万辆左右,而且市场定位在有限的高端市场人群,特斯拉要想走向未来,就必须扩大产销规模。但是今天,如果期望依靠自己慢慢建厂的方式,来达到成为超级跨国公司的目的,着实有点冷幽默的味道。

当然,收购是一个好的方式。特斯拉可以通过收购大量汽车企业的生产基地来迅速扩张自己的产能,然而,这需要大量的资本投入。特斯拉的经营状况相比之前要好了很多倍,但是却仍然面临巨大的财务压力。

按照美国通用会计准则计算,2013年,特斯拉公司仍然亏损7400万美元。一个持续亏损的公司又如何能够有能力来收购其它的公司呢?

因此,特斯拉最有可能的出路是寻求“被收购”。如果特斯拉经营前景持续看好,其会成为跨国公司争相猎艳的目标。在跨国公司强大的财力支持下,特斯拉可能会将产品向一般大众消费市场延伸,并最终主导大众电动车市场的发展。

比亚迪电池前途未卜

业内锂电池厂商PK:比亚迪特斯拉竞争解读

有人在网上提问:“电动汽车行业的锂离子电池有哪些关键指标?业界技术最先进的是哪些厂商?比亚迪和特斯拉两者的竞争力分别是什么?”以下的回答来自锂电池从业人士与锂电池爱好者。

胡再冉,锂电技术工程师

离子电池的指标主要有内阻,容量,电压平台,容量保持率,高温性能,低温性能等,应用在电动汽车上的锂离子电池要当做是一个整体,电池的一致性和bms的管理水平,还有整组电池的热管理都很重要,它已经是一个体系。国内技术还不错的厂家有四五家吧,力神,比克。比亚迪的研发人员不少,可以说是中国式的人海战术吧,不过总的来看还是以反向研究为主,总的说还是一个山寨大王,比些小王要先进,但还是山寨的。蜀中无大将廖化做先锋。tesla在美国算是比较有优势的,与日本电池厂家合作电池是很成熟的了。而比业迪做电动汽车主要靠政府补贴,它的电动汽车不论好坏,还主要卖给深圳市政府,别的地方政府很少会买。各地方都会买自己生产的电动汽车。

总的来说,锂电池和材料方面日本和韩国要比中国领先10年以上,原创性的进展主要在日本,而美国没有什么电池厂家,主要是一些大学在研究材料。韩国走的路和日本差不多,不过更主要在电池生产上,国内还停留在跟风上马,一拥而上骗风投和政府的钱的阶段。

目前来看,普通消费者在国内还不适合购买电动汽车,技术还不成熟,政府可以买点电动公交车,电动出租车,不过锂电动自行车还是可以买的,价格也不贵。

苏杰,锂电池从业者

准确的说,电动车用的动力电池不是聚合物电池,所谓锂聚合物电池指的是锰钴锂等材料的融合。成本较高,虽然重量体积具有较大优势,但用在电动车上稍显浪费,目前电动车用的动力电池以日本的锰锂和美国/中国倡导的磷酸铁锂为主。比亚迪也是国内磷酸铁锂最大的鼓吹者。

手机电池现在已经以三元材料为主了,其实比亚迪的锂电事业部最早也是做手机电池起家的。另外不同意楼上的观点,手机电池其实技术含量很高的,我自己就在锂电生产商,主要做储能电池的,企业名就匿了,但是我可以很负责任地说,国内像我们这样已经具有一定体量的储能/动力电池企业,做的锂电池距离ATL的手机电池尚有一定差距。当然,锂电池越小越好做,毕竟锂电池的化学活性在那,做大了很容易出问题。

锂电池核心性能,尤其是动力电池的性能指标,也主要是倍率性能(动力电池要求5C以上,储能电池要求3C),温度性能(60℃高温以及-10℃以下的低温),循环寿命(成组后受内阻、一致性等性能影响很大),充放电平台,恒流比,电压、容量、内阻的一致性等,其实,严格来说一致性还包括上述所有参数的一致性,沃X玛一直鼓吹的8个一致性。讲到这里,为啥说ATL的手机电池这么牛X,人家为了控制一致性,生产线上用的都是迪卡隆的化成分容设备,虽然手机电池不用成组,但一致性也比国内做储能/动力电池要求的高。话说包括我们企业在内的大多数企业都用的深圳新威(人的设备占了国内锂电测试仪的75%市场份额)的化成分容设备,有时精度还没误差大,还怎么要求性能呢。

说到比亚迪呀,我觉得我不适合来评价他,储能电池行业在广东市场我最大的竞争对手,评价的话会有失偏颇。家族企业,家大业大,有相应的政策支持。另外就是我熟悉的是锂电行业,电动车相对来说还是比较欠缺。顺便吐槽一下,A123(以前的铁锂电池老大)都挂了,磷酸铁锂实在是前途未卜,tesla做车子的,相比比亚迪应该还是更灵活一些。

电池行当的技术,铁锂国外最牛曾是A123,现在被johnson收购了,国内当属比亚迪,接下来是海霸、力神、中聚、星恒中航锂电等企业(我们企业又匿了);锰锂最牛就属松下、三菱化学等日企了,无人能出其右,现在LG也后来居上但仍还是二线,国内最棒是ATL,毕竟也就他能拿水果的订单,他的前身是TDK,还是日企(目前是国内独资了据说)。哎,看不到铁锂的未来呀。

顺便唠叨一句,很同意楼上的观点,确实各地电动车市场都有地方保护,曾经去过北汽福田,人说,你们东西不错的,但要想进北汽福田的体系,必须在北京设厂,或者设仓库纳税都行,否则没可能的。

杜运,新能源锂电池行业

聚合物锂离子电池现在主要用于小型电池,在动力电池中现在暂时还未见到;特斯拉的电池是由松下供应的,采用的是高镍系的层状正极材料,采用该种正极材料的锂离子电池最大的特点是容量密度高,循环性能好,但是镍系层状正极材料锂离子电池加工性能较为困难和复杂;比亚迪采用的是磷酸钒铁锂正极材料,这种材料类似于磷酸铁锂,但是可以避开专利的问题,和特斯拉的镍系层状正极材料来说,磷酸钒铁锂的容量较低,电池能量密度的提升空间已经非常有限;所以说是两代电池的差别。但是Tesla的电池也不是没有问题,电池的安全性比磷酸钒铁锂要差很多,现在还不是太清楚Tesla在技术上是怎么较好解决的。个人感觉应该从BMS电池管理系统上做的突破,毕竟特斯拉软件做的非常牛。

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