王子冬：新能源客車動力電池技術的路線問題
時間:2016-01-07 09:50來源:中國客車網 作者:西顧
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新能源汽車動力電池關于三元和磷酸鐵鋰的安全性爭議由來已久，尤其是商用電動車究竟該使用哪種電池一直眾說紛紜，為此，筆者針對新能源客車動力電池技術路線問題，向國家863電動車重大專項動力電池測試中心主任王子冬特別約稿。
以下內容為王子冬老師撰稿。
電動公交車爆燃起火事故時有發生，備受行業關注，這些事件在提醒人們：新能源汽車還存在著許多問題，路還很長，業者應該時刻保持清醒的頭腦。特別是不能一出現安全事故就說動力電池不好，這是整個新能源汽車行業要共同面對的問題。
電池組不安全五大因素
2015年12月份香港巴士起火原因表面上看是動力電池造成的，但是導致電池熱失控的原因不確定。電動車電池組的成組技術、充電方法、使用方法、維護方式、保護系統的可靠性、通信協議的有效性等都會對電池組的安全性造成影響。在我看來，這些問題主要體現在以下五個方面，造成了目前新能源汽車產銷量和起火事故數量均呈現高速增長態勢！
首先是整車企業長期以來與電池生產企業沒有形成可靠的戰略合作關系，把動力電池生產企業按照采購零部件的方式對待，沒有按照需求進行聯合開發工作，相互忠誠度不夠。比如說以前整車企業經常壓電池生產企業周轉資金的現象嚴重，電池生產企業很難全心全意替整車企業考慮，也不會為整車企業開發合適的產品，由于動力電池生產企業的周轉資金緊張，經常也會欠材料供應商的錢，材料供應商也為自己的利益考慮，往往也不會把最好的材料給電池生產企業。這就安全埋下了隱患！
其次，因為整車企業的過度壓價，電池生產企業沒有足夠的利潤，所以服務方面不夠到位，雖然有相應的數據積累，但是不去分析，沒有興趣投入人力和物力為整車企業去做故障診斷系統的開發，因此沒有能夠提前發現事故苗頭。
第三，新能源汽車起火主要集中在電和熱方面。在研發過程中，pack、電機、電控、整車等各個領域的企業普遍缺乏深厚的技術積累，一些能力差的企業產品開發流程不完善，以滿足基本功能為主，對新能源汽車和零部件的特性沒有足夠深入的研究，特別是在安全功能設計過程中，如果沒有得到有效的驗證，就很難控制電池組出現熱失控現象。
第四，高壓系統中的鏈接結構不合理、不可靠也導致了這些事故的發生。
第五，對車輛運行的日常合理使用、保養維護和安全監控工作不到位，造成電池組工作負擔太大，出現小問題時，不能及時調整，造成問題的疊加，導致安全事故的發生。
客車安全關系到更多人民群眾的生命財產安全，風險不容忽視。目前鋰電池供不應求，什么樣的電池都能賣出去，存在產品質量下降的現象，事故發生概率在增加。隨著時間的推移，電池性能、質量良莠不齊，如何面對即將到來電池性能衰退、質保、維修、抱怨等問題？所有的企業和地方政府部門對此要做好一些思想準備。
為了避免電池熱失控現象的發生，需要對電動車電池組的成組技術、充電方法、使用方法、維護方式、BMS保護系統的可靠性和有效性等技術，開展有針對性的研究和驗證，才能避免電池熱失控現象的發生，提高電池組的安全性！
整車企業和電池企業的依存關系
現在新能源汽車這么熱，建議整車企業要按照用戶使用要求、根據動力電池組的性能去開發和設計新能源汽車，而不是把傳統車上的發動機和油箱取下來，換上電動機和電池組就變成新能源汽車了！在目前動力電池組技術還不太成熟的情況下，應該選擇合適的應用領域、能夠提供商業模式的領域去進行示范運行，而不是像現在這樣在多領域同時開拓。
作為動力電池生產企業，要明白在電動客車上動力電池的安全性和循環壽命是第一的，而不是能量密度。特別是事關電池組安全性的成組技術、充電方法、使用方法、維護方式、以及BMS保護系統的研究，提高主動安全防護能力。
企業在開發產品時，要拓寬視野，多角度尋找解決問題的辦法。電池組需要解決：滿足電動車的工作特性的功率需求、滿足環境適應性需求、滿足使用的安全性需求、滿足可靠性要求、滿足固定的強度要求、滿足電連接的可靠性要求、滿足電池組內部熱管理要求、滿足電池組長壽命使用要求、滿足電池組快速充電要求、滿足電池組維護方便的要求、有可能要滿足電池組快換要求、滿足低成本要求、滿足提供電池組狀態參數的要求、滿足梯次利用的要求、滿足回收方便性要求。
整車企業需要考慮與動力電池生產企業形成長期穩定的戰略合作關系。我建議關注：對動力電池結構理解比較透徹的、只做動力電池的、企業不太大、沒有負債的、成長性比較好的、企業團隊有活力的、動力電池產品有出口的企業。建議整車企業在確定動力電池供應商的時候，按照1(世界領先水平)：1(國內先進水平)：1(自己參股合作的企業)布局。
電動客車適用磷酸鐵鋰還是三元？
我個人不贊成磷酸鐵鋰和三元材料電池之間的爭議，我認為我們現在要想使動力電池在短期內使安全、可靠的商品化的電池組能量密度達到160Wh/kg是不太可能的！因為目前我們連能量密度達到100Wh/kg的電池組還都不能商品化呢。為什么我們現在要去爭論磷酸鐵鋰和三元材料電池誰好誰不好呢？目前我們衡量電池組性能好壞的尺子在哪里？不是國家標準，是評價標準。
有些人說：三元材料比磷酸鐵鋰能量密度高。 實際上這個“比較”不公平，存在不可比的因素。磷酸鐵鋰可以做大容量，三元材料只能做小容量。我建議能量密度的比較一定要在電池容量相同的情況下去比較，且以相同的安全性和循環壽命做基礎。如100Ah，200Ah。
磷酸鐵鋰壽命、高溫特性和安全性比三元材料好，低溫性能與三元材料差不多，磷酸鐵鋰電池的體積能量密度比三元材料低。
磷酸鐵鋰和三元材料誰能夠用在哪個電動車上？要看那個電動車的使用要求而定。下面這個表可以使大家從另外一個角度來比較磷酸鐵鋰和三元材料誰更合適于電動車。
建議國內的整車生產企業應該有戰略布局，可以考慮采用1：1：1的動力電池供應商選擇機制，不能讓某一個電池生產企業獨大，否則你就會沒有議價權。
我認為短時間內，國內動力電池市場的瘋狂狀態還將持續。從長遠來看，這種“一哄而上”的投資擴產模式，還暗藏了產能過剩的危機！一定會重蹈光伏行業當年的覆轍！
2016年動力電池供需將達到暫時平衡
2016年以來，眾多電池企業加大產能，擴大規模，根據目前新能源汽車在國內市場的發展趨勢，供大于求的出現是大概率事件。2016年動力電池的供需將會達到一個短暫的平衡點。
我的根據是：一方面，由于投資加大，比較好的動力電池生產廠商會繼續釋放產量；而另一方面，新能源汽車經過一年左右的市場爆發式增長，會進入一個冷靜期。同時，在急速增長的市場中也將充分暴露出新能源汽車存在的各種問題，市場競爭下的優勝劣汰現象一定會出現，一些品牌將遭淘汰。這也將使新能源汽車領域中的動力電池供需矛盾有所“緩和”。
對于國內動力電池行業而言，除了需要預防產能過剩外，還有技術、安全等方面的一些瓶頸技術需要突破。假如不能取得技術上的創新和突破，中國動力電池業發展的就僅僅是巨量產能、過剩產能，而非優勢產能！
特別是政府的補貼政策應該鼓勵人們多使用新能源汽車，即補貼運營，如把補貼分期補給使用者。而不是補貼給新能源汽車生產企業，去大批量生產不符合市場要求的電動車。
補貼政策本身是一針對推行新能源車發展的催化劑，國家與地方政府齊上陣，讓消費者購買新能源車得到雙重實惠，可以有效促進新能源車的銷量。但是大家要注意，任何一個產業，特別是新能源汽車產業，長久靠政府補貼是發展不起來的！
新能源補貼政策無形中消磨了車企的研發積極性。換個殼子、加塊電池就能拿到市場上去銷售，并坐享政策紅利。那些本可以沉下心來去搞基礎創新的企業，也不得不多留一些心思盯緊當前市場。畢竟搏出個未來，遠不如趁熱打鐵來得實在。
除此之外，電動汽車作為一個新興門類，其生產鏈條也與傳統汽車大不相同，有著一套獨特且完整的設計、生產體系。對于傳統車企來說，如果啟用全新的生產模式，則意味著資本蒸發，這也影響了傳統車企在電動車領域尋得突破。
電動車的推廣是否能夠成功，前期基礎設施建設、運營成本控制、車身輕量化結構、節能電機和電池組的性能提高，至關重要。
我個人認為，電動車的推廣商業模式是關鍵，根據不同的商業模式需要對動力電池特性進行有針對性的設計，才能對不同的技術路線給出正確評價。
(責任編輯：admin)
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