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新能源汽车需要怎样的补贴政策(二、运营效率检验电池综合性能)

放大字体 缩小字体 发布日期:2016-04-11 16:16:47   来源:新能源网  编辑:全球新能源网  浏览次数:318


配备钛酸锂电池的新能源车性能优势更加均衡。 张斌 供图

  近来,业界人士普遍认为,为避免“骗补”类似事件再次发生,当前的新能源汽车补贴政策亟待调整,有必要将动力电池纳入补贴考量。

  在关于电池的具体考量中,安全性能、能量密度、充电速度、循环寿命、耐宽温性五项关键指标缺一不可。记者调研结果表明,在当前的技术条件下,技术性能优势均衡的电池才能在实际应用中帮助运输企业提升运营效率。

  国外企业虎视中国市场 补贴方向需慎之又慎

  当前,国内新能源车企在电池、电机、电控三大核心技术上,与国际先进水平仍有较大差距。这其中,动力电池又是核心中的关键,直接影响整车的性能。

  专家介绍,按电极材料分,当前以钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂、镍钴锰三元材料等几种金属氧化物应用较广。其中,特斯拉电动车搭载的是钴酸锂电池,三元材料应用以韩国为代表,磷酸铁锂在国内应用较多,钛酸锂则以其全面而相对均衡的性能优势迅速受到重视。

  百花齐放、百家争鸣的竞争环境,一方面给技术进步带来了内生动力,另一方面,也潜伏着争夺新能源汽车未来发展主导权的汹涌暗流。2015年,三星SDI在西安的锂电池工厂和LG化学在南京的锂电池工厂先后竣工,透露出全球锂电池巨头布局中国市场、抢夺先机的勃勃雄心。

  对于中国本土电池制造企业、新能源汽车企业来说,来自内部发展、外部竞争的挑战已经开始。对于在新能源汽车产业上寄予“弯道超车”期望的中国政府来说,如何用好补贴政策激励电池关键技术进步,在开放而公平的环境中扶助自主新能源汽车产业,是一道检验决策智慧的考题,需要全面权衡,慎之又慎。

  一位新能源汽车行业观察者的忧虑或许不无道理:“电池当然应该纳入补贴,但如果补贴方向不对,纳税人的钱有可能都补到外资品牌身上,中国本土品牌和企业反而失去了机会,那可真是事与愿违。”

  不只强调安全和能量密度 五大考量指标缺一不可

  如果把动力电池纳入补贴政策,在实际应用需求中,应该把哪些性能指标列入必要考量?近期,记者在电池技术研发、新能源汽车制造、客车运营等多个领域密集采访,多位被访对象呈现出较为统一的意见:电池的安全性能、能量密度、充电速度、循环寿命、耐宽温性五项关键指标缺一不可。

  安全性自然是新能源汽车电池性能的首位。近几年来爆出的新能源汽车安全事故,有不少与动力电池直接相关。今年1月,国家暂停三元锂电池客车列入新能源汽车推广应用推荐车型目录,也是出于对电池安全问题的考虑。

  业内专家认为,电池安全是一个系统问题。除了电池材料因素,电池的BMS(电池管理系统)及PACK(加工组装工艺)也非常重要,提高安全性,需要在改进关键材料、提升工艺水平等多方综合发力。

  能量密度是另一个重要考量指标,它意味着每单位体积电池能供应的电量,关系到续航里程长短。在当前的技术条件下,能量密度越高越好还只是一种理想目标,据记者调研,目前国内还没有一款纯电动公交车可以做到充电一次行驶200公里以上。

  结合实际使用需求,根据不同类型、不同用途的车型,能量密度标准或存在灵活考量的空间。山东某公交企业负责人介绍:“城市公交线路长度普遍在30公里以内,目前的电池容量还是完全能满足单程行驶需求的。”

  在这位公交企业负责人的经验中,充电速度快显得更加“实惠”,也是他们目前更想要的。他告诉记者,公司去年购入80多辆磷酸铁锂纯电动车,目前需要由一位驾驶员搭配两到三辆车才能安排过来,因为一次充电半小时以上实在“等不起”。但就算是这样,多买车辆、占用场地等,对于企业也都是额外的支出。

  快充技术的必要性也得到了业界的肯定。去年1月的中国电动汽车百人会论坛上,国家863节能与新能源重大项目监理咨询专家组组长王秉刚就表示:“对于公交运营特点来说,快充将是未来发展的大方向。”

  循环寿命是另一个不可或缺的考量指标。最早在北京长安街上运营的90路纯电动公交车,在3年之后被迫停运“退役”,就是因为反复充电后电池衰减过快,最终无法维持。

  另外,汽车的运行环境非常复杂,高低温、雨淋水浸甚至各种冲击、震动和碰撞等。在这些复杂环境中,动力电池系统必须能经受考验,不致产生严重的安全风险。

  一块电池工作十年 钛酸锂性能优势均衡

  动力电池是全世界都在发力攻克的技术瓶颈,可以说,至今并没有出现一种十全十美的技术方向。不过,结合以上五大技术指标来考量,钛酸锂电池在实际应用中展现出相对均衡的优势。

  和当前我国应用比例最高的磷酸铁锂相比,钛酸锂是相对新兴的电极材料,但已在研发力量领先的美国取得关键技术突破。在国内,珠海银隆新能源有限公司已经通过资本控股,取得了美国奥钛公司全球领先的钛酸锂材料核心技术,形成量产规模。

  在五大技术指标中,钛酸锂的相对“短板”在于能量密度。银隆新能源董事长魏银仓介绍,在收购美国奥钛核心技术后的四年里,企业在这一性能指标上持续攻关,以66160型号动力电池来说,已经从25安时提升到40安时,并还将持续进步。

  综合来看,钛酸锂的技术优势十分突出。早在2012年,中国工程院院士陈清泉就曾公开表示:“磷酸铁锂电池已经遇到了瓶颈……更安全、性能更好的钛酸锂电池有可能带来革命性变革。”

  据介绍,就安全性来说,以钛酸锂作为负极材料的电池,其电极材料不与电解液发生反应,所以不会生成SEI膜;而且钛酸锂的电势比锂金属高,不易析出锂枝晶,比采用碳负极材料的锂离子电池更加稳定和安全。前不久,记者在珠海银隆电池生产基地亲眼看到,银隆钛酸锂电池经受穿刺短路、高空坠落等试验而不会爆炸和起火。

  同时,由于钛酸锂材料结构稳定,表面不形成固液界面钝化膜,在低温下各项动力学性能仍能保持常温时的状态,具备在零下50℃到零上60℃的充放电能力。这意味着,无论是北方还是南方、冬天还是夏天,车辆都不会因电池“休克”而影响工作。

  与碳负极材料相比,钛酸锂具有更高的锂离子扩散系数,因此可以进行高倍率充放电,大大缩短充电时间。河北邯郸一家公交企业应用钛酸锂电池新能源公交车已有两年时间,其机务负责人的体会是:“一辆车快充6至10分钟就可以充满,驾驶员换班休息的间隙就能充好。”

  钛酸锂电池的另一个优势在于容量衰减很慢。根据试验数据测定,银隆钛酸锂电池完全充放电次数可超过2.5万次。这意味着,一块钛酸锂电池完全可以保证工作十年,和当前磷酸铁锂电池慢充最多使用五年、快充最多使用两年相比,优势十分明显。

  在当前国家大力推广新能源车在公共交通领域的应用背景下,这一优势的意义更加深远。“补贴在五年后就要退出了,企业却要面临多次更换电池的成本”。在珠海观摩银隆新能源汽车基地时,湖北赤壁某公交企业老总说,“如果十年不用更换电池,就意味着十年内不增加后期成本、十年内运营效率几乎不下降,一次补贴可以十年受益。”

  “电池循环寿命是五年后新能源车企业脱离补贴政策后的主要竞争点,可以说,电池寿命才是新能源车的第一要素,这个要素决定整个电动车的性价比,决定老百姓、公共交通、机关团体、事业单位是否买得起、养得起。”魏银仓说。

  从这一意义来说,新能源汽车电池的补贴标准,更应该结合实际应用十年的全寿命周期来考量。只有电池的综合性能优势有益于应用企业提升运营效率,才会真正地有利于节能减排,并推动新能源产业走上良性发展轨道。

 

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