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    新能源車產(chǎn)業(yè)快速崛起 細(xì)數(shù)中國動力電池六大痛點(diǎn)

    文章來源:蓋世汽車 添加人:中汽聯(lián)--李姿峣 更新時(shí)間:2017-04-11

    中國汽車產(chǎn)業(yè)一直處于追趕態(tài)勢,與德國、美國、日本等汽車大國仍有很大差距,包括技術(shù)水平、制造工藝水平、品牌價(jià)值等方面。但是,新能源汽車產(chǎn)業(yè)的崛起,給了我國快速趕超的機(jī)會,甚至能夠?qū)崿F(xiàn)“彎道超車”。2016年,中國新能源汽車銷量占到全球市場的50%,成為全球最大的電動汽車市場。

     

    ,動力電池痛點(diǎn),電動汽車彎道超車,動力電池制造領(lǐng)域
     

    隨著中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,新能源汽車也得到越來越多國家的關(guān)注和肯定。近日,奧迪下達(dá)了生產(chǎn)純電動汽車的任務(wù),戴姆勒也將研發(fā)力量轉(zhuǎn)投純電動和混合動力技術(shù)上??梢灶A(yù)見到,全球電動汽車產(chǎn)業(yè)“井噴”的能量正在快速集聚,爆發(fā)只是時(shí)間問題。

    而隨著跨國企業(yè)的強(qiáng)勢進(jìn)入,以及我國政策補(bǔ)貼的逐步退坡,國內(nèi)新能源汽車企業(yè)如何提高核心競爭力,在國際競爭中站穩(wěn)腳步,是擺在中國汽車人面前的一道壁壘。

    新能源汽車的關(guān)鍵技術(shù)之一是動力電池,可以說,動力電池的技術(shù)水平是掣肘新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵。動力電池的成本、技術(shù)、制造等水平,決定了新能源汽車的成本、續(xù)駛里程、性能、舒適度等。因此,我國新能源汽車企業(yè)要想在后補(bǔ)貼時(shí)代中生存下來,就必須要在動力電池的技術(shù)研發(fā)上下足功夫。

    近年來,我國動力電池技術(shù)已經(jīng)取得長足進(jìn)步。但是,當(dāng)前動力電池水平仍受制于材料特性、工藝水平、集成技術(shù)等多重因素的影響,尚不能完全滿足純電動汽車的要求。本文僅從圍繞動力電池的制造領(lǐng)域,探討亟需解決的痛點(diǎn)問題。

    痛點(diǎn)一

    相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不完善

    我國電動汽車的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化工作發(fā)展很快,而相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定、修訂工作周期相對較長,現(xiàn)有的新能源汽車標(biāo)準(zhǔn)體系和標(biāo)準(zhǔn)對一些新技術(shù)和新產(chǎn)品覆蓋不全面,存在某些產(chǎn)品或某些技術(shù)領(lǐng)域缺乏標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)不能滿足的情況,同時(shí)還存在標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作跟不上發(fā)展需要的情況。

    例如在安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面,國外由于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)出臺時(shí)間較晚,因此比國內(nèi)的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)更加完善、成熟,實(shí)用性更廣,針對性更強(qiáng),技術(shù)指標(biāo)也更具先進(jìn)性。而我國現(xiàn)行的安全標(biāo)準(zhǔn)出臺較早,有很多需要完善改進(jìn)的地方,例如動力電池模塊、系統(tǒng)對熱失控的防熱誘因測試標(biāo)準(zhǔn)等。

    建議:制定、落實(shí)動力電池標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)管理規(guī)范,強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范化作用,進(jìn)一步規(guī)范動力電池的市場秩序,有效進(jìn)行資源整合及配置。

    痛點(diǎn)二

    動力電池設(shè)計(jì)無規(guī)范

    目前,動力電池的技術(shù)路線仍存在爭議。去年工信部暫停三元材料電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄的決定,一定程度上造成了對三元電池研發(fā)、使用的潛在影響,其是否合用的爭論至今還在繼續(xù)。此外,動力電池在設(shè)計(jì)上也沒有統(tǒng)一的、可遵循的規(guī)范,致使不同企業(yè)的設(shè)計(jì)思路不同,同一企業(yè)的設(shè)計(jì)思路也經(jīng)常反復(fù)修改,造成了電池性能上的較大缺失。電池廠商往往只追求其產(chǎn)品在某個(gè)方面達(dá)到最優(yōu)性能,缺少對動力電池綜合性能的評估及平衡,例如只追求動力電池的容量,這就造成了動力電池市場產(chǎn)品種類過多,質(zhì)量參差不齊的混亂狀態(tài)。

    建議:動力電池性能的設(shè)計(jì)順序要遵守三個(gè)原則:第一原則是安全、可靠、一致、耐久;第二原則是成本、循環(huán)、自放電、倍率、容量;第三原則是尺寸、內(nèi)阻,高低溫性能。

    痛點(diǎn)三

    制造工藝一致性差

    動力電池的制造工藝較為復(fù)雜,工序繁多,主要包括正負(fù)極漿料制備、極片漿料涂布、正負(fù)極片輥壓、正負(fù)極制片及電池裝配等環(huán)節(jié),每道工序都會影響動力電池的性能。

    但目前,動力電池制造廠很難把控每道工序的各個(gè)細(xì)節(jié),以達(dá)到較高的一致性。以正負(fù)極漿料制備環(huán)節(jié)為例,物料配比和固液比不精確、原材料一致性差,導(dǎo)致活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑不能按正確比例充分混合并均勻分散;不同環(huán)境以及不同的攪拌工藝、攪拌速度、攪拌溫度、攪拌時(shí)間等都會影響漿料的分散性。而且,從目前的工藝水平來看,即便嚴(yán)格控制這些條件,對流體力學(xué)的性質(zhì)也很難保持一致。

    建議:制定動力電池大規(guī)模智能化制造路線圖,包括立項(xiàng)研究電池制造工藝、制造方法、制造裝備等;建立動力電池制造標(biāo)準(zhǔn)及裝備標(biāo)準(zhǔn);開展支持半固態(tài)、固態(tài)、鋰硫電池工藝及裝備專項(xiàng)研究。

     

    痛點(diǎn)四

    電池制造裝備技術(shù)差距大

    目前,國內(nèi)動力電池制造裝備與國外制造裝備存在較大差距,包括精度、速度、可靠性、無人化、可視化、信息化等方面,這與我國工業(yè)化整體水平有一定關(guān)系。以涂布機(jī)為例,國內(nèi)涂布機(jī)在精度和速度兩方面都亟需提高,進(jìn)口設(shè)備的涂布速度大約為80m/min,而國產(chǎn)設(shè)備基本上穩(wěn)定在20-30m/min的水平,存在較大差距。

    此外,國內(nèi)外制造裝備間的差距,也讓部分國內(nèi)動力電池制在裝備的選擇上,更傾向于國際采購,而輕視了對于制造裝備技術(shù)的研發(fā),從而形成惡性循環(huán)。

    建議:開展大規(guī)模、連續(xù)化制造技術(shù)及裝備的研發(fā),專項(xiàng)推進(jìn)、統(tǒng)一規(guī)劃裝備的研發(fā)和制造。裝備制造企業(yè)要加大研發(fā)投入,堅(jiān)持自主知識產(chǎn)權(quán),在設(shè)計(jì)裝備時(shí),要充分溝通,活用上下游資源,明確開發(fā)目標(biāo),充分考慮全生命周期內(nèi)的失敗成本,還應(yīng)充分利用建模和仿真分析,重視機(jī)理研究。

    痛點(diǎn)五

    動力電池生產(chǎn)自動化水平低

    目前動力電池系統(tǒng)的產(chǎn)量規(guī)模難以滿足2020年達(dá)到500萬輛新能源汽車的目標(biāo),主要原因是,國內(nèi)動力電池的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造工藝技術(shù)沒有完全成熟,特別是電池模組的關(guān)鍵生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)不成熟,驗(yàn)證不夠充分,一次通過率低,且較難實(shí)現(xiàn)在線自動測試及品質(zhì)追蹤。因此,動力電池系統(tǒng)生產(chǎn)仍以半自動化為主,僅有少數(shù)電池廠商實(shí)現(xiàn)了動力電池模塊或模組的自動化生產(chǎn)。從市場角度看,從2015年下半年開始,我國動力電池系統(tǒng)才開始爆發(fā)式增長,前期市場需求不足,且產(chǎn)品種類較多、換型頻繁,導(dǎo)致了規(guī)?;?yīng)不夠,企業(yè)沒有投入自動化生產(chǎn)設(shè)備。

    建議:以“過程檢測和信息化管理”為核心,以品質(zhì)管控為優(yōu)先考慮原則,加快自動化生產(chǎn)的進(jìn)程。

    痛點(diǎn)六

    跨產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)內(nèi)協(xié)作不給力

    在動力電池產(chǎn)業(yè)的一些特定環(huán)節(jié),跨產(chǎn)業(yè)、跨領(lǐng)域協(xié)作十分迫切。以動力電池梯次利用為例,梯次利用涉及到多個(gè)領(lǐng)域、多個(gè)產(chǎn)業(yè),包括從動力電池的生產(chǎn)到新能源汽車的使用,再到電力、儲能,以及電動自行車、汽車等領(lǐng)域,最后到材料的回收。所以,動力電池回收利用需要相關(guān)的產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域之間的合作。

    其二,我國動力電池產(chǎn)業(yè)內(nèi)部不同類型參與主體和企業(yè)之間的協(xié)助也存在不足。例如,在動力電池負(fù)極材料開發(fā)過程中,負(fù)極材料如果只憑研發(fā)企業(yè)自身努力提高容量,難度較大。如果跟動力電池企業(yè)及正極材料等電池材料企業(yè)協(xié)同開發(fā),提高容量的過程就變得相對容易。而現(xiàn)實(shí)情況是,負(fù)極材料企業(yè)與動力電池企業(yè)、其它電池材料企業(yè)之間的協(xié)作不充分。動力電池產(chǎn)業(yè)內(nèi)的其它不同企業(yè),也存在類似的協(xié)同不足問題。

    建議:電芯企業(yè)、BMS研發(fā)企業(yè)、電池包系統(tǒng)PACK企業(yè)、裝備企業(yè)、檢測中心和整車企業(yè)等企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,加強(qiáng)供應(yīng)鏈協(xié)同合作,將各自的優(yōu)勢充分發(fā)揮,揚(yáng)長避短。

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