研發競爭愈發激烈
一直走氫動力路線的寶馬,宣布將研發重點轉移到電動車上,并展出了其最新研發的電動車Active E。
福特電動車項目全球主管Nancy Gioia宣稱,到2012年,福特10%—30%的車型將采取新能源技術,福特所有的電池都會轉為鋰電池。
我國的新能源汽車研發工作也在加緊進行,1月11日,電動車輛國家工程實驗室在北京理工大學揭牌,2009年啟動的“電動汽車用驅動電機與電池成組測試公共平臺建設”項目將在此落成。此前,北京理工大學曾先后攻克了純電動汽車網絡控制技術,整車電池更換技術等核心技術。
1月8日,在上海新能源汽車及關鍵零部件產業基地,國內首家整合電池和電池管理系統技術的新能源汽車電池公司成立。該企業將主要為混合動力汽車、純電動汽車生產鋰離子動力蓄電池產品,并為新能源汽車整車企業提供配套產品及技術服務。
與此同時,國內汽車企業也加快了研發步伐。
此前上汽與美國A123公司共同組建的上海捷新動力電池系統有限公司,致力于在電池模塊、電池管理、電芯平衡、熱管理、安全管理等組件上進行研發與規模化生產。
然而,更多的難題也相繼出現。同濟大學新能源汽車專家介紹,作為新能源汽車技術核心的“三電”之一,電池的成本、不確定性等因素,極大制約了新能源汽車的規模化發展。為尋求突破,急需電池、電池管理系統和汽車整車設計等多個環節一起聯動。
電池材料:關鍵部分仍靠進口
無論是混合動力還是純電動車,電池無疑是新能源汽車的“心臟”,鋰電池的研發更是全球熱點。
日本富士經濟研究所最近得出的統計數據顯示:“預計到2014年,鋰電池市場的規模將迅速擴大至2.25萬億日元(約合248億美元),是2008年的215倍。”
鋰離子電池以其一系列優勢獲得了汽車界的一致認可,其結構由正極材料、負極、電解液、隔膜、銅箔、鋁箔和導電劑等組成。正極材料是鋰電池的核心,有錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰幾種,目前主推的正極材料為磷酸鐵鋰,這種材料的安全性高、充電速度快、電池單體電壓高,且壽命為其他類型鋰電池的4到5倍。
現階段除比亞迪外,國內正極材料的主要生產企業只有幾家,以現在的發展趨勢看,一旦新能源汽車市場擴張,電池材料市場恐將出現較大缺口。
電池負極材料以石墨、固體碳為主,占電池總成本比例較小。而以六氟磷酸鋰為主要成分的電解液,制作過程中的核心原料和主要設備仍依賴進口。
另外,鋰離子電池中技術附加值最高、占總成本比例僅次于正極材料的隔膜,目前基本依靠進口,市場主要被日、美企業占據。由于隔膜項目投資風險大、周期長,國內企業的研發熱情并不高,目前國內隔膜生產技術相對成熟的公司幾乎沒有。
綜上所述,在電池技術領域,我們與世界仍存在一定差距。
電機、電控技術待完善
與電池制作和電池材料相比,電池管理與續航能力等技術問題更難突破。
以汽車動力電池管理系統為例,由于汽車動力電池的工作電壓是12V或24V,而單個磷酸鐵鋰電池的工作電壓是3.7V,因此必須由多個電池串聯,但由于電池難以做到完全均一的充放電,因此導致串聯的多個電池組內的單個電池,會出現充放電不平衡的狀況,電池會出現充電不足和“過放電”現象,而這種狀況會導致電池性能的惡化,最終使整組電池無法正常工作,從而影響電池的使用壽命和可靠性。
此外,當電池遇高倍率充放電時,實際比容量低,這個問題是制約磷酸鐵鋰產業發展的一個難點。電動車在充滿電的情況下,行駛里程仍不及傳統汽油車的一半。
電控技術也有待完善。工信部副部長苗圩曾表示,世界上最好的電控系統是豐田Prius,屬全智能化的控制系統,可以根據汽車的實時工作狀態及參數,將控制系統調到最優,而我國現在的電控系統基本是人為設定的。