專業定制醫療鋰電池
18年專注鋰電池定制
機器人電池定制
低溫鋰電池

我國動力鋰電池300瓦時/公斤實現后所帶來的影響分析

鉅大LARGE  |  點擊量:112次  |  2020年07月27日  

摘要
2018年1月7日,中國科學院院士、中國電動汽車百人會執行理事長歐陽明高教授報告,“鋰離子動力電池有望于2020年前實現300瓦時/公斤目標,目前國內外技術研發基本處于同一水平,但安全性研究尚待加強。

2018年一月七日,我國科學院院士、我國電動汽車百人會執行理事長歐陽明高教授報告,“鋰離子動力鋰電池有望于2020年前實現300瓦時/公斤目標,目前國內外技術研發基本處于同一水平,但安全性研究尚待加強。”聽到這個信息,筆者有一些聯想和思考,供大家分析。


一、300瓦時/公斤目標有望實現,說明動力鋰電池瓶頸已經突破


筆者第一次認識動力鋰電池是在2008年,清華大學陳全世老師,向筆者展示一張動力鋰電池單體照片,他表示,我國磷酸鐵鋰動力鋰電池的比能量已經達到80瓦時/公斤。從此,筆者對動力鋰電池的兩個指標,即比能量、比功率有了一個基本概念。對汽車而言,動力鋰電池比能量、比功率是兩個基本指標。


動力鋰電池是發展新能源汽車的瓶頸,重要是指動力鋰電池的“比能量、比功率”指標。滿足汽車比功率要求的還有超級電容,于是一些廠家積極推進超級電容公交車,在上海世博會期間,就有了超級電容公交車的示范運營。今天再也沒有人提“超級電容”如何車用了。再往前追溯,公交車電動化,最開始是混合動力技術方法,為何呢?動力鋰電池的比功率指標是能滿足車用的,重要是比能量離車用距離是比較遠的。


我國發展新能源汽車到2012年,其技術路線基本明確了“純電驅動”,為何叫“純電驅動”,不直接叫“純電動”呢?筆者理解,動力鋰電池的比能量離車用的“瓶頸”還沒有真正突破。“純電驅動”的內涵是,我國的新能源能源汽車的基本要求是,必須是由電機驅動,發動機不直接參與驅動。


“純電驅動”的意義何在?


①決策者已經認定了,發展我國新能源汽車的瓶頸是動力鋰電池的比能量過低,而我國技術界和公司界一定能提高;決策者已經認定了,我國的動力鋰電池比能量在2020年以前是可以實現300瓦時/公斤目標的。


②動力鋰電池的比能量提升有一個過程,估計10年時間為一個臺階。“純電驅動”的提法是一個過渡。我國混合動力的技術路線是插電式(增程式)的,是為動力鋰電池突破瓶頸服務的,而日本式混合動力的技術路線是為改善發動機性能不足而服務的。可以看出,都叫混動,但是其意圖不同。


二、在動力鋰電池瓶頸沒有突破以前,我們做了什么工作?


我國要發展新能源汽車,一直在學習汽車強國的先進技術。動力鋰電池是瓶頸(比能量滿足不了車用)是全世界公認的。由于環境和能源安全的壓力越來越大,而汽車對社會發展的牽引力也是越來明顯,發展新能源汽車是人類共同的愿景。在動力鋰電池瓶頸沒有突破以前,我們做了什么工作?


①我國公交車公司沖在最前面,2001年開始向俄羅斯、日本學習,開始做傳統“混合動力”公交車,交了少的學費,在發動機技術不如人的情況下,在動力結構方面,進行了不同的嘗試,如“弱混、中混、強混”等,最后認識到了,傳統混合動汽車的關鍵技術,還是發動機技術。沒有發動機先進性支撐,我國的新能源汽車,假如還是在“弱混、中混、強混”打轉,不僅學不會日本先進的技術,要超越更是別想了。


②10年過去了,動力鋰電池比能量指標有一個明顯的進步,但是還是達不到車用要求。到了2012年開始放棄了日本式混合動力技術路線,確立了我國特色的新能源汽車路線,即“純電驅動”。我國公交車公司又沖到最前面,提出了“快充”和“在線充”的技術方法,進而有力的推動了我國公交車電動化的前進步伐。不過“快充”和“在線充”是整車廠發揮自己的積極性,在彌補動力鋰電池比能量不足的一個過渡措施而已。


③我國動力鋰電池的比能量提升比較快的是有目共睹的事。2008年比能量是80瓦時/公斤,目前已經是250瓦時/公斤,10年間提升了3倍。到了2020年提升到300瓦時/公斤,已經是看得見的希望。對用戶而已,關心的是性能指標,對材料成分(結構)如何改善?是動力鋰電池專家(公司)的事情。但是歐陽明高教授報告說,“目前國內外技術研發基本處于同一水平”令人振奮。


三、我國動力鋰電池2020年前能實現300瓦時/公斤目標的聯想


①2018年年初,電池能量密度單體達到230瓦時/公斤左右,PACK系統大約150瓦時/公斤左右;


②2019年再提高50-70瓦時/公斤,就能實現工信部要求的300瓦時/公斤指標,PACK系統大約215瓦時/公斤左右;


③2025年就能實現單體密度350瓦時/公斤、系統密度260瓦時/公斤,是力爭的目標。


推演一下:


①2018年年初,PACK系統大約150瓦時/公斤,這個指標對10米純電動公交車而言,按1噸電池是150度電,1度電跑1公里耗0.8度電測算,則一次充電持續里程為187.5公里。(注:以武漢公交為例,年平均每天運營里程為197公里)。


②2020年PACK系統大約215瓦時/公斤左右,這個指標對10米純電動公交車而言,按1噸電池是215瓦時/公斤,1度電跑1公里耗0.8度電測算,則一次充電持續里程為268.75公里。這個指標對到2020年,全國公交新車全部電動化,車輛技術上已經能完全可以滿足。


③2025年系統密度260瓦時/公斤,這個指標對10米純電動公交車而言,按1噸電池是260瓦時/公斤,1度電跑1公里耗0.8度電測算,則一次充電持續里程為325公里,即到2025公里,純電動公交車1.5天才要充一次電。


通過上面的測算,可以有如下結論:


①我國公交車全部電動化,再經過8年的時間是可以實現的;


②我國的乘用車假如用于出租車,全部電動化,再經過8年的時間也是可以實現的;


(①、②附件條件是配套的充電設施基本到位,明確實際情況是,公用領域純電動汽車輛充電配套,技術上沒有問題,投資也有回報的。)


③私家車(乘用車)全部電動化,僅從車輛技術上來說,再經過8年的時間同樣是可以實現的。但是,電動私家車,假如是依靠公共充電設施,還是無法滿足使用者要求的)。


④城市配送車輛的全部電動化,僅從車輛技術上來說,再經過8年的時間,同樣不存在問題,附加條件是交流輸入220V/直流輸出便攜式充電器發展到位。)


⑤大、中型貨運車輛,如何電動化?其技術路線是什么,目前還是比較含糊的。可以這樣理解為,大、中型貨運車輛假如電動化,對動力鋰電池比能量指標要求會更高。


四、我國動力鋰電池300瓦時/公斤指標帶來的影響分析


我國發展新能源汽車快20年,一直在探索如何實現的技術路線,目前基本清晰。


①我國新能源汽車的重要特點是,純電動驅動,不走日本式混合動力的技術路線。這是進行了10年多年的實踐后,總結出來的。


②車用動力鋰電池比能量的瓶頸指標是300瓦時/公斤,在這個瓶頸沒有突破以前,公交車領域、城市配送領域貨運車、A00級乘用車基本上是推廣純電動汽車,而在級別更高的車輛上,推進的是插電式混合動力。


③在動力鋰電池pack為100瓦時/公斤上下時,出現過超級電容和日本式混合動力方法,當動力鋰電池pack越過110瓦時/公斤后,超級電容和日本式混合動力方法,慢慢沒有人再提起。


④可以推判,當動力鋰電池pack越過150瓦時/公斤后,有關插電式(增程式)的技術方法,會慢慢被人忘記。


五、2025年動力鋰電池實現系統密度260瓦時/公斤,其他熱門技術如何辦?


目前新能源汽車的技術路線,比較熱門的技術有兩個:氫燃料動力電池技術、車用甲醇燃料。前面分析過,動力鋰電池比能量低,新能源汽車技術路線比較多,隨動力鋰電池能量密度的提升,有些技術方法(日本式混合動力、超級電容)就出局了。假如2025年動力鋰電池實現系統密度260瓦時/公斤,氫燃料動力電池技術,車用甲醇燃料的前景如何?


①車用甲醇燃料技術已經被用戶放棄。山西是車用甲醇燃料技術試點省份,基本理由是山西煤炭多,發展車用甲醇燃料技術,可以提高煤炭使用效率。由于甲醇燃料技術也用的是發動機,必須要開發新的、專用的發動機。可以想一想,要在目前發動機技術的基礎上上,再開辟一個全新的發動機,其技術難度有多大?吉利汽車公司老總李書福先生,在2017年三月的人大會,有一個提案,倡議發展甲醇汽車。而山西省一些甲醇燃料汽車用戶試用后,就基本放棄了。基本理由是,甲醇排放尾氣,對排氣管腐蝕性很強。(注:一句話,新技術呼吁政府支持容易些,但是要贏到客戶,卻是十分困難。)


②氫燃料動力電池技術目前比較熱。一是專家在高峰論壇極力推薦,二是有聯合國支持示范項目,三是有些政府領導也比較熱衷。


現在問題來了,動力鋰電池實現系統密度260瓦時/公斤了,氫燃料動力電池技術要用到車上的且入口在哪里?在公交,已經不現實了。理由如下:


a)目前純電動公交車總體技術成熟度遠遠高于氫燃料動力電池技術,如:氫燃料動力電池壽命同樣滿足不了公交車的要求。


b)純電動公交車要充電設施支持,而氫燃料動力電池同樣加氫站支持。而加氫站建設要重新起步。供電體系是完畢的,氫的來源在哪里?


c)氫燃料動力電池技術要用公交車上,目前他不能直接給大家供電,即離不開動力鋰電池的支撐。氫燃料動力電池公交車比純電動公交車結構更復雜,添加更多的附件。


六、總結


①動力鋰電池實現系統密度260瓦時/公斤,即使開發出氫燃料動力電池公交車在車輛技術上相當成熟,但是其用戶的門已經沒有了。


②假如公交車上的應用不是氫能汽車的切入口,那切入口在哪里?還得繼續探索。


③一些專家認為,氫燃料動力電池汽車在國外商品化基本成熟,我國相當落后,我們必須要趕上;問題是我國已經是純電動汽車大國,尤其技術已經超過外國,外國是不是一定要跟上我國純電動汽車技術呢?顯然,邏輯上不通。


點擊閱讀更多 v
立即咨詢
鉅大精選

鉅大核心技術能力

常州花麻将口诀 河南福彩快三选号技巧 股票开户程序 极速11选五网络平台 时时彩开奖到几点结束 广东好彩1开奖结果 北京快乐8开奖 昆明股票配资 辽宁宁彩票11选5t0p10 体育彩票几个号算中奖 贵州快3走势图500期 湖南快乐十分最小号 线上股票配资 黑龙江快乐十分前三组遗漏 股票配资系统源代码 福建36选7几点开 股票在线实时行情