編者按:為凝聚新能源汽車行業(yè)的研究力量,發(fā)揮協(xié)作效應(yīng),第一電動(dòng)網(wǎng)建立特約研究員機(jī)制,邀請(qǐng)行業(yè)知名專家、大牛作者作為特約研究員,集中多方智慧,深入探索新能源汽車政策、資本、技術(shù)、市場(chǎng)等領(lǐng)域,并定期推出【研究周報(bào)】,解析行業(yè)熱點(diǎn)問(wèn)題。
【特約研究員 朱玉龍】去年10月,《四輪低速電動(dòng)車技術(shù)條件》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正式立項(xiàng),相關(guān)政策導(dǎo)向之一是動(dòng)力系統(tǒng)從鉛酸電池升級(jí)為鋰電池,這一導(dǎo)向在業(yè)界引起了較大的反響。那么,低速電動(dòng)車的鋰電化過(guò)程會(huì)帶來(lái)哪些機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)?鋰電池升級(jí)是否會(huì)讓低速電動(dòng)車企業(yè)得到一次升華的機(jī)會(huì)呢?這一問(wèn)題頗值得探討。
一、 低速電動(dòng)車切換為鋰電池的相關(guān)需求
低速電動(dòng)車能成就現(xiàn)在這么大的應(yīng)用量,有很多原因,從整體來(lái)看,其價(jià)格限定在2~3萬(wàn)甚至更低一些的范圍,這個(gè)價(jià)格區(qū)間加上地方寬松的使用限制,是低速電動(dòng)車目前快速發(fā)展的助燃劑。如果依據(jù)保持這個(gè)價(jià)格區(qū)間不變的要求進(jìn)行探討和對(duì)比,可以得到低速電動(dòng)車對(duì)電池系統(tǒng)的需求概覽:
·硬需求:鋰電池總的成本需要與現(xiàn)有成本具有可比性
·鋰電池整個(gè)系統(tǒng)的性能需要與當(dāng)前系統(tǒng)有一定的兼容性
·鋰電池系統(tǒng)的供應(yīng)模式需要與當(dāng)前的模式有相似性
表1 低速電動(dòng)車電池需求概覽
A.耐久性基本要求 | |||
1 | 全功能使用時(shí)間 | 3 | 年 |
2 | 使用時(shí)間(不含充電) | 2000 | 小時(shí) |
3 | 充電循環(huán) | 1000 | 次 |
B.基本特性 | |||
4 | 電池系統(tǒng)電壓運(yùn)行范圍(正常值) | 48,60,72 | V |
5 | 電池系統(tǒng)容量 | 100,150,200 | Ah |
6 | 放電功率5s、30S @ 25°C | 15、10 | kW |
7 | 放電功率 @ 25°C | 3~5 | kW |
8 | <span style="font-size:10.0pt;font-family:" color:black;text-decoration:none;"="">充電功率5s@ 25°C | 5 | kW |
9 | 充電功率 | 1.6~3.3 | kW |
10 | IP等級(jí) | IP67 |
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11 | 工作溫度范圍 | -10~50 |
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12 | 配置BMS基本功能(單體電壓、電流、溫度監(jiān)控) |
|
|
表2 鉛酸電池應(yīng)用于低速電動(dòng)車的核心優(yōu)勢(shì)及升級(jí)為鋰電系統(tǒng)的需求
考慮項(xiàng)目 | 描述 | 改進(jìn)成鋰電池系統(tǒng) |
成本 | 580元/度 | 核心困難 |
安全性 | 耐濫用特性較好 | 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的要求很高 |
控制系統(tǒng) | 簡(jiǎn)單 | 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的要求很高 |
布置要求 | 簡(jiǎn)單 | 對(duì)整個(gè)布置提出了要求 |
從低速電動(dòng)車的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)看,各個(gè)部件形成穩(wěn)定和相對(duì)簡(jiǎn)單的架構(gòu)是非常重要的,如圖1所示,如果沿著以下的架構(gòu):
·低速車核心的供應(yīng)商已經(jīng)把整個(gè)系統(tǒng)做好了樣板和成本控制,然后留給廠家進(jìn)行組裝和搭建
·如果依照現(xiàn)有的體系,鋰電池系統(tǒng)的組裝和布置也要相對(duì)簡(jiǎn)單,對(duì)廠家來(lái)說(shuō)更多的還是按照可以布置的位置把電池布進(jìn)去,可利用的位置無(wú)非以下三個(gè):
1.前艙:前艙布置動(dòng)力電池對(duì)發(fā)生單車碰撞和與其他車輛碰撞時(shí)產(chǎn)生的對(duì)電池結(jié)構(gòu)性濫用(結(jié)構(gòu)侵入和損失、擠壓和針刺等情況)要加倍注意;
2.座椅下:座椅下布置動(dòng)力電池對(duì)電池起火后往上蔓延有更為苛刻的阻燃和時(shí)滯要求;
3.后艙布置動(dòng)力電池。
低速電動(dòng)車能夠快速發(fā)展與整個(gè)系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單以及現(xiàn)成的核心零件體系有著直接的關(guān)系,可以看到在控制和特性方面,部件商的方案占主導(dǎo)地位。
圖1 低速車原有的基本系統(tǒng)架構(gòu)
二、 鋰電池的安全問(wèn)題
從最惡劣的情況看問(wèn)題,依據(jù)公安部印發(fā)的《新能源汽車滅火救援規(guī)程》,由于鋰電池的一些特點(diǎn),導(dǎo)致道路消防和救援也出現(xiàn)了新的特點(diǎn)。
圖2 鋰電池較大的新能源汽車消防處理規(guī)程
如果低速電動(dòng)車根據(jù)要求一下子切入鋰電池的系統(tǒng),我們就要考慮以下的一些問(wèn)題:
1. 與現(xiàn)有的新能源汽車相比,事故發(fā)生的頻率是否會(huì)增大?這個(gè)比較主要基于幾點(diǎn)對(duì)比:低速電動(dòng)汽本身的數(shù)量基數(shù)、嚴(yán)格的成本約束以及新導(dǎo)入的時(shí)間問(wèn)題;
2. 現(xiàn)有的市場(chǎng)需求、整個(gè)合規(guī)過(guò)程所需時(shí)間、以及后續(xù)起量的時(shí)間較短是否會(huì)加大風(fēng)險(xiǎn)?新能源汽車在發(fā)展過(guò)程中發(fā)生了很多事故,車企是在事故試錯(cuò)和問(wèn)題改進(jìn)中成熟起來(lái)的,本身也有相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間去實(shí)施開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)安全驗(yàn)證。;而在低速電動(dòng)車高市場(chǎng)需求量的推動(dòng)會(huì)使相關(guān)企業(yè)的完善過(guò)程短很多;
3. 低速電動(dòng)車的市場(chǎng)具有私人市場(chǎng)分散性的特點(diǎn),如果前面兩項(xiàng)做不到位,則可能引發(fā)低速電動(dòng)車自燃后的二次事故,殃及房屋或其他停放車輛。
這里就牽涉到為什么要用鋰電,此處不做爭(zhēng)論,產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)政策和未來(lái)發(fā)展的大方向已然既定,我們就照這個(gè)大的框架往前走??梢灶A(yù)期,新能源汽車性能和工況方面的要求會(huì)進(jìn)行降級(jí)和減配,但新能源汽車安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定,將會(huì)納入低速電動(dòng)車安全性的核心要求,可能里面每項(xiàng)內(nèi)容會(huì)有調(diào)整,多個(gè)項(xiàng)目可能會(huì)有變動(dòng)或者取舍,這是大勢(shì)所趨。
表3 電池有關(guān)的安全性實(shí)驗(yàn)
三、機(jī)會(huì)與預(yù)測(cè)
1. 由于上述分析的安全管控可能性,對(duì)低速電動(dòng)車進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控倒是可能會(huì)比新能源汽車實(shí)現(xiàn)的更為徹底;地方監(jiān)控平臺(tái)將會(huì)成為低速電動(dòng)車安全性監(jiān)控的主要平臺(tái)。
2. 鐵鋰電池目前主要應(yīng)用于商用車和部分專用車,隨著商用車市場(chǎng)在未來(lái)幾年逐漸趨于飽和、物流車市場(chǎng)追求更高的比能量和能量密度指標(biāo),鐵鋰電池的銷量將很難實(shí)現(xiàn)倍速的增長(zhǎng)。在這一走勢(shì)下,電芯、模組領(lǐng)域需通過(guò)國(guó)標(biāo)、同時(shí)又卡著補(bǔ)貼的能量密度的坎兒的磷酸鐵鋰電池企業(yè),將把重心移向低速電動(dòng)車市場(chǎng)可能是大概率事件。未來(lái)隨著競(jìng)爭(zhēng)格局的明朗化,將會(huì)出現(xiàn)專注于低速電動(dòng)車的鐵鋰電池企業(yè)。不過(guò)低速電動(dòng)車的區(qū)域化發(fā)展格局有可能會(huì)導(dǎo)致地方保護(hù)主義的出現(xiàn)。
3. 低速電動(dòng)車的鋰電化是在電池系統(tǒng)低成本的條件下進(jìn)行的,而安全又是一個(gè)無(wú)法規(guī)避的因素。動(dòng)力電池企業(yè)要實(shí)現(xiàn)成本控制和安全保障,一是要把產(chǎn)能拉上去,再就是把性能參數(shù)分組之后的B類電芯利用在低速電動(dòng)車用鋰電系統(tǒng),以此獲得價(jià)格下探動(dòng)力。
4. 在低速電動(dòng)車鋰電化的進(jìn)程中,鋰電池企業(yè)和低速電動(dòng)車企更容易出現(xiàn)新型的伙伴關(guān)系,更容易出現(xiàn)相互結(jié)盟乃至收購(gòu)的案例,在這個(gè)領(lǐng)域出現(xiàn)的變數(shù)特別大。
參考文件:
1. 研究周報(bào) | 詳解低速電動(dòng)車標(biāo)準(zhǔn)中“安全性”“鋰電”與產(chǎn)業(yè)化的博弈, 企業(yè)需未雨綢繆
2. 研究周報(bào) | 低速電動(dòng)車造百億鋰電市場(chǎng),如何搶食?
3. 動(dòng)力電池四級(jí)梯隊(duì)市場(chǎng)格局初定,投資創(chuàng)業(yè)風(fēng)口漸去
來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:朱玉龍
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