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新能源汽车动力电池产能与应用分析
来源:亚洲塑料网 日期:2015-12-10

  近日,在2015年第3届中国(武汉)锂电新能源产业国际高峰论坛(ABEC 2015,锂电“达沃斯”)上,中国汽车技术研究中心、新能源车与动力电池主任任美林发表了题为《新能源汽车动力电池产能与应用分析》的演讲报告。

  中国汽车技术研究中心、新能源车与动力电池主任任美林

  演讲实录:

  尊敬的各位领导、专家,大家好,我是来自中国汽车技术研究中心的任美林,首先非常感谢主办方的邀请,提供这次演讲的机会,同在座的各位电池行业的专家、领导进行交流学习。

  接下来我主要从产能供需角度和大家分享一下我们初步的研究成果,今天我的题目是“新能源汽车动力电池产能与应用分析”。我主要分三部分跟大家进行分享,第一部分是新能源汽车动力电池产业概况及目标趋势。第二部分是动力电池产业链形态及瓶颈。最后分享一下动力电池产业标准规范及政策引导。

  第一部分分五部分跟大家进行分享,首先是从2009年的时候,我国首次提出新能源汽车发展目标,2010年明确将新能源汽车作为战略新兴产业,新能源汽车的发展目标在2012年发布的节能与新能源汽车发展规划中进一步得到明确和加强。

  我国新能源汽车推广目标,现在已经从示范运行阶段,过渡到推广应用阶段。到今年年底有39个示范区域,88个示范城市,将累计完成各类新能源汽车大概33万辆,目前大部分城市距离推广目标还有一定的差距,今年接下来两个月一定会保持大的增长。

  刚才嘉宾讲到了,去年大概有12万辆,今年一到十月份刚刚出来的数据是20.69万辆,上个月是爆发式的增长,这对我们在座都是非常大的利好。

  从世界范围来讲,从2010年以来,汽车厂家动力系统电动化战略的实施和政府新能源汽车推广应用的政策激励,新能源汽车实现快速增长累计销量达到60多万辆,占到历史累计的98.8%,复合增长率达到165%。

  世界范围内新能源汽车发展目标巨大,并且相对集中,保有量81.9%。下面是大众2018年的战略,今年9月18号,大众排放事件大家都知道,可能面临180亿美元的巨额罚款,大家都指向,一向严谨的德国人,为什么会出现如此不堪的事故?其他因素我们现在暂且不论,传统燃油车排放,特别是柴油车颗粒物污染的解决方案,以及从技术到成本非常厉害,新能源汽车势在必行,这个无疑会推动新能源汽车的进程。

  国际新能源汽车市场的格局,从国家统计分析来看的话,美、日、中等九个国家占目前市场的95.5%,美国市场连续两年已经超过了10万辆,从品牌的销售情况来看,全正向开发车型现在已经占据市场的很大份额,Leaf销量量已经超过15万辆,Volt、Prius、Model S已经超过5万辆,现在市场已经迈入短兵相接。

  接下来看看我国产业发展历程,经过二十年发展历程,我国已经形成了完整的动力电池产业链和技术链,从十五开始我们主要是起步阶段,到十一五发展阶段,开始加大磷酸铁锂产业化的研发,还支撑了十二五电动汽车的发展。到如今十二五阶段到了调整阶段,主要以三原电池的研发和产业化为主,电池比能量要求达到 180Wh/kg,到下一步,十三五,我们大幅升级制造装备,提高比能量,降低成本。

  我们目前调研国内发展情况,锂电池集聚到四个区域,珠江三角洲,长江三角洲,中原和京津地区,近200亿产业资金投入,近15GWh的产能,近100家规模化的动力电池企业,实现了锂离子电池、超级电容以及关键材料的产业化。

  从国际电池发展趋势来讲的话,电动电话和手提电脑的份额正在萎缩,汽车、平板电脑、电动车,尤其是汽车用动力电池成为锂电池的主要推动力量。

  从近六年来讲,全球锂电池投资的总额大概在100到120亿美元左右,在2015年大概形成500亿瓦时的产能。这是一个研究机构的预测,在2013到2020年间,有望增长到20%。

  接下来是美国能源部对锂离子电池发展的现状与趋势判断,到2025年电池系统达到250瓦时每公斤,比现在提高一倍左右。

  接下来是日本动力电池发展规划,到2020年电池单体容量密度达到300到350瓦时每公斤左右。

  我国动力电池发展目标,到2020年轿车高比能量电池达到300瓦时每公斤,与2025的战略是一致的,寿命要达到1500次,成本0.8元左右,降低 50%。系统比能量大于210瓦时每公斤,大概要提高一倍。相同电池重量,实际续航里程达到300公里以上,可能比亚迪的老总和我们现在基本上已经接近或者已经达到,基本上达到与在购置和使用综合成本上面与燃油车有竞争能力,这是趋势的一个回顾和预测。

  第二部分跟大家分享一下动力电池产业链形态及瓶颈,主要有三个部分。这个是从锂电池材料来讲,安全性是目前锂电池的一个非常大的优势。这是目标全球新能源汽车产品的一个结构,主要是对乘用车来讲的。国外的话主要是乘用车,涵盖不同的类别,采用多种路线。我国新能源汽车涵盖了乘用车、客车,乘用车集中在中型、小型等等。这是我们主要的一些厂商和电池配套企业的一些情况。

  接下来分享一下汽车动力电池单体容量的一个选择,纯电动汽车用单体动力电池容量10Ah以下占到50%以上,混合动力汽车电池容量在0.5到1.9Kwh,这是来自CATARC的数据。

  接下来对不同种类电池系统容量衰减情况做了一个总结,大家可以看到,镍氢是我们初级阶段的产品,现在都往铁锂和三元这方面发展。还有配套电池系统容量衰减情况,乘用车、客车可能是不太一样的。最后是电池故障分析的一个统计,刚才北汽的俞总讲过了,大部分是两个问题,一个是安全性,连接不可靠和内部短路问题,大部分是集中在电池单体这块。外部环境问题占的份额比较小。

  下来是我们对目前情况做的一些总结跟解决方案。

  接下来跟大家分享一下现在跟韩日电池企业进行对标,国内大部分存在的一个差距,可能是这几个方面,供大家参考。大家从图上可以看到,从设计创新跟生产制造方面,日韩企业还是非常有竞争力的。主要差距在这五个方面,第一是先进材料与研究的不足、电池结构设计技术偏低、电池制造自动化程度低、电池制造新工艺开发能力弱、电池系统设计技术不强。现在大家都知道,高端电池材料不能自足,一致性、良品率、安全性、可靠性等产品性能不能满足要求,面临韩国等国外电池的挑战。

  从产业链模式方面跟大家做一个分享,从原材料、电池部件、单体到主机厂,整个新能源汽车产业模式概括为三个部分,第一个是整车企业与单体制造企业联盟共同开发。第二个是单体制造企业、材料企业整合产业链提供电池系统。第三个是整车企业自身整合产业链满足其整车配套。

  以LG为例,LG现在在国内一些布局,包括它跟产业链协同的优势,它正负极隔膜,从材料到电芯进行反复迭代。研发和工程机构都开在了各个整车厂的边上,它这样布局就体现的是它非常强的工程方案的解决能力,包括电池模组,保持包设计等等。

  最后分享一下我们动力电池发展的方向,变化趋势是能量提升时,成本会降低,电池安全性将更为突出,电池的耐久性也会受到挑战。

  第三部分和大家分享一下现在动力电池产业目标规范及政策引导,政策方面经历了多年的积累,特别是在2014年以来,国家鼓励新能源发展,政策密集发布,我国政府在支持电动汽车发展方面从中央到各部门,到各示范城市,形成了较为完善的政策体系,基本上现在是全球领先的。我主要从今年的几个政策点来跟大家进行分享。

  第一个就是从去年开始筹备,在今年上半年发布了汽车动力蓄电池行业规范条件等等。规范条件的内容大概分九条,主要是企业的一些基本要求,生产条件,产品要求,质量及售后服务能力等等。它申请的流程包括申请、审核、公告。申请的材料是这六个方面。

  主要介绍第二部分,今年发布了跟动力电池相关的七个标准,前三个是从电池单体方面的标准,后面是包括它一些周期,四五六是从动力电池包及系统来进行的一个标准规范,后面是它的一些实验周期,最后是车用超级电容的一个标准。

  这几个标准的详细内容,时间关系就不做详细解读了,标准的过渡衔接我简单提三个方面,2015年提出的单体企业可按06版标准进行试验,但需要在2016年 4月底前,补充单体模块新旧版本存在的差异项目的试验报告。第二个是2015年提出的申请的系统企业,可在2016年4月底前补充电池系统标准的试验报告。最后一个是在明年5月1日提出申请的企业,需要严格按照规范条件所列的标准项目提供试验报告。

  最后一部分分享一下电动汽车整车相关的动力电池产业政策,在9月22日,中机车辆服务中心发布了关于调整新能源汽车技术阶段化学的通知,主要分三个方面,纯电动汽车,镍氢由起步期调整成熟期,超级电容器由起步期调整为成熟期,混合动力乘用车,超级电容器由发展期调整为成熟期,混合动力商用车镍氢由发展期调整为成熟期,超级电容由发展期调整为成熟期。大家明确可以看到三元的还是保持不变。

  下面就是另外一个新建纯电动乘用车的管理规定,这个管理规定发布以后,关注的人还是比较多,包括在四号左右,工信部的新闻发布会上面,苗圩部长也进行了解读,从现在开始,原来没有做过车的企业,现在可以只要有足够的研发能力,符合这个条件可以投入到整车的生产、研发过程当中来。6月2日发布,7月10号实行,它主要规定四个方面的内容,详细的我就不说了。

  然后跟动力电池相关的呢,动力电池的系统,相应的能力这个需要具备,动力系统的集成及工艺设备是需要的,一定要符合我们刚刚提到的他几个标准。准入条件来讲的话,新建企业生产的纯电动乘用车产品所采用动力蓄电池的单体和系统应当是符合汽车动力蓄电池行业规范条件的企业生产的产品。

  这是从具体的车型参数来看,对电池安全以及动力电池一致性要完成三万公里的可靠性试验,充电完成并静置10分钟,所有动力电池单体电压值最大差值不超过0.05V。

  这就是我今天的分享,同时科技部现在牵头制定电动汽车重点专项,为新一轮的技术升级提供支持。可以说中国为电动汽车发展提供的支持,储备的资源,制定的政策都已经处于全球的领先地位,我们相信通过组织优化,让各种生产要素有机地结合,我们的电动汽车定能迸发出最强活力,获得广大消费者的认可,谢谢大家!

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