钜大LARGE | 点击量:1244次 | 2018年10月26日
动力电池争夺比亚迪ATL占尽先机 材料企业受苦
新能源汽车,尤其是民用车销量井喷,给沉闷多年的动力电池行业带来了无限生机。面对新能源汽车元年的到来,动力电池行业又开始新一轮大扩产。
销量井喷带来扩产潮
中国汽车工业协会25日最新数据显示,1-7月,汽车产销同比分别增长9.48%和8.15%。但是,新能源汽车却一支独秀。7月,新能源汽车生产5799辆,同比增长10倍。1-7月,新能源汽车产量累计同比增长280%。其中,纯电动乘用车产量同比增长近7倍,插电式混合动力乘用车产量同比增长近10倍。
2010年开始,发展新能源汽车呼声不绝于耳,但是,市场尤其是私人用车市场迟迟不启动,使前期大肆扩产的动力电池企业同时承受着价格下跌、开工率仅三成的巨大压力。
形势在今年突然扭转。2014年以来,中国新能源汽车发展迎来了诸多利好,购置补贴比例上升、免购置税、公务车采购……到了五六月份,新能源汽车销量突现井喷。“2014年将成为中国新能源汽车消费元年",已成为行业内共识。
突然其来的回暖,新能源汽车产业链各环节产量迅速提升,比如电动汽车用动力电池产量增长明显,2014年上半年产量为8.04亿瓦时,超过2013年全年的3.6亿瓦时。
同时,车企、动力电池企业迅速卷入扩产大潮。设备企业对此最为敏感。国际电池工业展参展商威驷贸易上海有限公司主要为锂电设备厂家提供配套零部件。该公司刘豪经理告诉记者,公司在二季度已经把三季度的订单接满了。
高工锂电预计,今年下半年锂电设备需求将近20亿元,同比2013年7-12月份增长70.5%。
少数企业占尽先机
目前,锂电行业中,消费电子、动力电池和储能电池等领域锂电所占比例分别为87%、10%和3%。消费井喷的仅是动力电池。具有竞争力的动力电池仅比亚迪、ATL和力神等少数企业。
此外,这一轮新能源汽车商机仅被少数细分领域龙头车企把持。业内人士介绍,新能源汽车销量井喷的主要集中在比亚迪、北汽、奇瑞、江淮四家企业,其中比亚迪尤为突出。
据比亚迪董事长王传福介绍,比亚迪的新能源车上半年在国内市场份额达37%,其中插电式混合动力车市场占比超过60%。“上半年销量已经超过去年全年。”
业内人士称,进入比亚迪新能源汽车供应链的动力电池企业受益,包括沧州明珠、贝瑞特、松芝股份等等。
更多动力电池企业日子仍然不好过。资料显示,由于产能较大,竞争激烈,以及技术进步加快,今年上半年,锂电池正极材料的平均价格呈现微跌的态势;负极材料价格同比下降10%左右;隔膜价格下降20%;
锂电分析师罗焕塔认为,未来动力电池行业会严重分化,中小型材料企业将会感到非常痛苦。2014年上半年,已经有一些企业倒闭。
密度不输三元材料?比亚迪下代电池技术锁定磷酸铁锰锂
在8月3日湖南韶山召开的由中科招商投资管理集团有限公司主办的中国新能源汽车产业三基工程会议上,比亚迪股份有限公司总裁王传福接受了媒体专访,他认为,比亚迪秦这款车市场预期远远超出了他们的预估,给产能带来很大压力;在新的电池技术上,比亚迪一直在进行新电池、新材料的研发。
在新能源车的产能上比亚迪是如何安排的,能不能适应市场的需要?比亚迪现在使用的是磷酸铁锂技术路线,下一步其它技术路线如何选择?
王传福回答说,比亚迪现在正在遇到产能的瓶颈,因为对市场的预估有些小心谨慎,没有判断出比亚迪秦这款车市场如此的火爆,所以,现在的产能远远跟不上供应。
现在比亚迪秦已销售了6000余辆,现在每个月的产能是1000辆,但每个月的订单数量在3000至4000辆左右,超出了产能的3至4倍,这就出现了比亚迪秦市场供应的严重短缺。这也说明新能源车的市场拐点已经到来了。现在比亚迪也在积极布局,应对这样的市场状况,至少在明年早些时候能够解决市场供应的问题。
说到电池材料技术路线问题,比亚迪现在是磷酸铁锂的方向,未来也会研究其它的技术。我们现在研究的就是在磷酸铁锂路线下的改进型,叫磷酸铁锰锂,就是在材料里面添加锰元素。这种电池的能量密度已经达到了三元材料的密度。另外,我们考虑电池的技术路线,也是从材料的矿物质多少出发的。三元材料中的钴是相对稀有的金属,地球上储藏量有限,这就造成有这个元素的电池价格会下不来。而我们选择的磷酸铁锰锂,这些元素在地球上很富有,不会存在枯竭的那一天,所以,我们从经济性上来考虑,就选择了这个路线。当然,随着电池技术的不断发展,我们也有可能选择其它技术路线。
比亚迪新技术磷酸铁锰锂电池大揭秘
8月初,媒体报道了在湖南韶山举办的新能源汽车产业三基工程工作会议上专访比亚迪董事长王传福谈磷酸铁锰锂正极材料的新闻后,引起各大证券类报纸、网站和券商、行业热议,短短一周时间新闻量达到百家媒体以上报道,数百篇文章,同时在资本市场也引起极大关注。是不是锂电池能量密度真的提高了?到底是磷酸铁锂还是磷酸铁锰锂路线?三元材料会改变吗?为此,有媒体专访中国科学院成都有机化学研究所博士、成都兴能新材料有限公司技术总监范未峰。
范未峰博士认为,磷酸铁锂均是由锂和另一种金属离子形成的复合磷酸盐,与市场上销售的化学肥料(磷酸二氢铵、磷酸铁铵等)类似,但溶解性不同而已,所以才有人说磷酸铁锂的肥料可做磷肥用,但实际上,磷酸铁锂的溶解性极差,不能向土壤中释放有效的磷成分。
范未峰介绍,磷酸根由于具有较多的氧离子和配位空间,故往往可以与过渡金属离子构成相互连接的空间聚联结构,所以这类离子归属于另一个大类——聚阴离子化合物(聚阴离子正极材料)。
范未峰博士介绍,M代表前面所替代的铁、锰、钴、镍、铜、铬等任何一种金属元素,只要M是变价金属,且上述化合物结构稳定,具有锂离子扩散的通道即可作为锂电正极材料,但容量不同、电压不同、倍率性能不同、寿命不同……
技术真实性是否属实?
磷酸铁锂理论比容量170mAh/g,放电平台3.4V,材料能量密度是578Wh/kg;磷酸锰锂理论比容量为171mAh/g,放电平台4.1V,材料能量密度是701Wh/kg,比前者高21%。
范未峰博士对中国电池网介绍,现有磷酸铁锂做成电池后的能量密度在90Wh/kg—130Wh/kg之间,按照材料21%的能量密度提升贡献,即使是纯的磷酸锰锂,最高的能量密度也只能达到150Wh/kg左右,使用磷酸锰铁锂的电池的能量密度也只能在150Wh/kg以下。如果用预想中的最好的指标(150Wh/kg)对比现有磷酸铁锂电池最差的指标(90Wh/kg),则可以推断最大的提升幅度为67%,但显然这个假设只能是个假设。
对比亚迪磷酸铁锰锂的分析
范未峰博士表示,比亚迪技术和战略上的求变真实性>技术革新真实性,或许比亚迪会陆续提出一些更新的观念、观点,试图继续引领行业的发展方向;但无论是否会否定自己经认定的磷酸铁锂技术路线,比亚迪不外有两个方向:(1)坚持固守的磷酸铁锂模式,逐渐在新能源产业中衰老,并被抛弃,象比克正在无奈完成的历程一样。(2)积极储备新的路线,在合适的时机下宣布自己真实的想法,依据自身拥有的强大研发团队实现快速的技术转型,实现第二次产业胜利。
范未峰博士对王传福接受中国电池网采访时的观点“而我们选择的磷酸铁锰锂,这些元素在地球上很富有,不会存在枯竭的那一天,所以,我们从经济性上来考虑,就选择了这个路线。当然,随着电池技术的不断发展,我们也有可能选择其它技术路线”——显然有弦外之音。也就是说比亚迪也不可能一条路线走到黑!
不同声音的行业热议
声音一:磷酸铁锰锂技术具有进步性是肯定的,但带有一点忽悠的成分,没王传福说的那么好。90Wh/kg在磷酸铁锂电池里是比较差的,150Wh/kg又是新一代磷酸锰铁锂产品可以达到的一个最好性能,拿旧的中最差的和新产品中最好的比,数据上比较有吸引眼球的效果。
声音二:磷酸铁锰锂什么时候能量产,我们也不知道,因为我们也不是比亚迪的人,但是国际上的领先厂商,比如PHOSTECH,已有了磷酸锰铁锂材料的产能了,天津斯特兰也早就吨级量产了。
声音三:磷酸锰铁锂材料有两个电压平台,分析对应锰与铁的氧化还原,如果要替换磷酸铁锂电池,电池系统要稍做改进,不过估计不会太大。这个材料的制备工艺和磷酸铁锂差别不会太大,估计做电池的技术也是类似的,推广前景应该还可以。
声音四:磷酸锰铁锂是磷酸铁锂的升级版材料,比铁锂具有一定的优势。我就是做磷酸锰铁锂的,这个东西有希望,但也没那么容易做。
从电池技术谈“分分钟造出特斯拉”
针对比亚迪王传福的“分分钟造出特斯拉”的这个言论,笔者从技术角度解析一下特斯拉models。资料来源来自于互联网。包括数据,评测,实测,视频,技术资料。结合汽车技术的基本原理,和最基本的物理、化学、电脑、材料知识、电池知识、混合动力等常识。力求客观公正。
1、ModelS的核心技术是什么?
核心技术是软件,主要包括电池管理软件,电机以及车载设备的电控技术。最重要的是电池控制技术。
ModelS的加速性能,续航里程、操控性能的基础都是电池控制技术,没有电池控制技术,一切都就没有了。
2、ModelS的电池控制技术有什么特色?
顶配的ModelS使用了接近7000块松下NCR186503100mah锂电池,对锂电池两次分组,做串并联。设置传感器,感知每块锂电池的工作状态和温度情况,由电池控制系统进行控制。防止出现过热短路温度差异等危险情况。
在日常使用中,保证锂电池在大电流冲放电下的安全性。
其他厂商都采用大电池,最多只有几百块,也没有精确到每块电池的控制系统。
3、为什么要搞这么复杂的电池控制系统?
为了能够使用高性能的18650钴锂电池。高性能锂电池带来高性能车。因为18650钴锂电池的高危性,没有一套靠谱的系统,安全性就不能保证。这也是大多数厂商无论电力车,插电车,混合动力车都不太敢用钴锂电池,特别是大容量钴锂电池的原因。
松下NCR186503100mah,除了测试一致性最好,充放电次数多,安全性相对较好以外,最重要的是能量大,重量轻,价格也不高。
由于能量大,重量轻,在轿车2吨以内的车重限制下,可以塞进去更多的电池,从而保证更长的续航里程。因为电池输出电流有限制,电池越多,输出电流越大,功率越大,可以使用的电机功率也就越大。电机功率越大,相当于发动机功率大,车就有更快的加速性能,而且可以保持较长的一段时间。
4、作为一辆车,ModelS有哪些优点?这些优点是电动车带来的吗?
作为一辆车,ModelS主要具有以下几个优点
(1)起步加速快,顶配版本0-100公里加速4秒多,能战宝马M5
优势来源:电动机起步扭矩大,发动机从发动到最大扭矩需要一段时间,电动机起步加速有天然的优势。发动机只能用弹射模式吊转速,以损害变速箱为代价,提升起步扭矩,提升0-100公里加速性能。
(2)安静,平稳,顺滑
优势来源:电动机相对于发动机的天然优势,电动机直接转动,没有发动机的活塞往复,自然没有震动。噪音也小很多。电动机大扭矩转速区间高,可以不用变速箱,没有变速箱变速过程中动力暂时损失,也没有换档冲击。
(3)高操控性,绕桩变线成绩好。
优势来源:悬挂其实没有优势,和发动机车相同,但是电动车最重的电池在中部底盘,重心在车中,而且位置极低。电动机本身体积非常小,而且也在后轴之间,位置非常低,重心比水平对置发动机的车还低。
重心在车中部,相当于中置布局,后轮驱动,属于后驱,电动机和电池位置都很低,重心更低。比最好水平对置发动机,中置后驱还要优秀。
(4)价格低廉
优势来源,电动机比同马力发动机价格更低,结构也简单的多,即使加上电池。也比发动机加变速箱,加上传动系统等一套配置要低。特斯拉ModelS相当于奥迪A6的价格,但是性能可战宝马M5。
(5)人机工程出色,科技感强,中控台超越同行业
优势来源,这个其实和电动车没有什么关系,燃油车一样可以做到,更多是给力哥的IT背景,知道什么是用户体验。相当于iphone对诺基亚塞班系统的差异。一个是用起来舒服,一个是能用。
(6)空间大,前后都有行李箱
优势来源,电动机比发动机小的多,而且没有变速箱,进气管,涡轮增压,排气管,三元催化,传动轴等一系列累赘。电池和底盘结合,比油箱节省空间。
5、ModelS有哪些缺点?
(1)不能用油,只能充电,和现有的基础设施不配套,而改造基础设施需要很长时间和很大投资,还要政府支持。
(2)0-100公里加速快,100公里到200公里就不快了,因为电动机在高转速下,扭矩输出大幅下降。高速下的再加速能力不足。
(3)电池收到温度影响,冷天会打折扣,持续高速行驶的时候消耗也会很快。
6、不考虑电动车因素,ModelS算什么档次的车?
顶级车,ModelS的底盘悬挂、空气弹簧、铝合金车身,超高强钢防护,高规格轮胎,都是顶级车的配置。内饰座椅也可选高档座椅。
ModelS有一点象当年的iphone,即使不考虑apple的多点触摸,IOS系统。HVGA的真彩色3.5寸屏幕,600mhz的ARM11处理器,大容量内存闪存,超薄机身。在2007年都是顶级的。
7、ModelS安全吗?会不会爆炸?
从目前的情况看,ModelS用电源管理解决冲放电过热问题,通过层层防护,合理安排位置,独立隔离解决电池撞击问题是成功的。已经发生的几次事故,电池都没有出问题。但是长期还要在看一看。
8、中国厂商能分分钟造出特斯拉ModelS吗?
完整版造不出来,但是降低对操控的要求,降低对续航的要求,单纯造加速性能还是可以造出来的。用重电池,轻车身,大电机就可以,不过实用意义不大。
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