中国电池杂志至中国电池网11月14日讯(武月 杨阳 成都报道)在成都召开的2014年第二届中国(成都)锂电新能源产业国际高峰论坛上,中国汽车技术研究中心新能源汽车动力研究室主任任美林做了《新能源汽车动力电池设计研发与未来趋势》的专题报告。   

(中国汽车技术研究中心新能源汽车动力电池研究室 任美林)

以下是任美林的演讲报告:

任美林:尊敬的各位领导、专家,下午好。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,和在坐的各位锂电池行业的专家领导进行交流学习。

国汽车技术研究中心是一家国资委的央企,作为行业技术单位和主管部门的政策资深机构,一直致力于推动电动汽车的健康发展。一方面协助政府推进行业机制、体制优化和完善,加快电动汽车标准化等领域,开展了一些工作。另一方面,作为政府的牵头机构,积极推进电动汽车的国际合作,在中日、中美合作的框架下,聚焦商业模式推广,能源环境效益评价、动力电子回收等项目,接下来分五个部门跟大家分享。一个是国际新能源汽车动力电池产业概况及趋势,二是国际新能源汽车动力电池配套发展现状,三是我国新能源汽车产业发展现状及预测,第四是我国汽车动力电池实际应用情况,最后是小结。

首先是第一个问题,全球范围内的PHEV和EV市场增长迅速,2013年美国市场销量10万辆,2014年1月,日产的leaf全球累计销量突破10万辆。截至2014年7月,全球累计销售50万辆,其中美国占到47%,日本占到18%,中国16%。推动锂电池市场的快速发展,从价值和市场看,移动电话和受体电脑的份额正在萎缩,汽车、平板电脑、电动自行车,尤其是汽车用动力电池成为锂电池市场主要推动力量。从电池的材料方面看,正极、负极、隔膜、电解液,2013年和2003年相比,增长率都在两位数以上。上午刘秘书长进行了详细介绍,就不多讲了。从趋势上看提到了两点:1、中国部分企业已经进入行业领导者行列,比如正极材料的当升科技、杉杉,负极材料领域的贝特瑞,电解液领域的金牛、新宙邦等。2、材料企业产业链纵向一体化发展趋势十分明显。根据法国研究机构Avicenne Energy预测,2013至2025年间,汽车动力电池年均需求增长达到20%。锂电池的投资增长,从2009至2015年,全球锂电池投资总额在100至120亿美元,在2015年形成500亿Wh产能。从全球范围六看,目前产能能够满足需求,行业存在过剩风险。

第二部分分享一下国际新能源汽车动力电池配套发展的现状。大家都知道,安全性是电池技术的否决项,刚刚范博士也给我们看了爆炸的视频,尤其是在汽车领域,今年的7月8日,中国电动汽车框架下的一个项目,我有幸也参加了,在清华,默克尔总理跟工信部部长联合启动的一个项目,包括正极、负极、电解液、隔膜、BMS、包装、热管理。

在动力电池领域,锂电池五市场份额进一步提升,有望形成锂电池一统天下的局面。纯电动汽车用单体动力电池的容量10Ah以下占到50%以上,混合动力汽车电池容量在0.5至1.9kWh。国际新能源汽车厂商动力电池配套的情况,包括电池企业跟HV等之间的配套。新能源锂离子动力电池产业链的情况,主要分为原材料、电池部件、单体制造、Tiers1和主机厂。实际上电池部件占动力电池产业价值链条的40%。单体制造商跟主机厂联盟是共赢的模式,但是制造商选择十分重要。Tiers1电池单体制造商组建的联盟大部分已解散。Tiers1至恩主机厂在电池领域的联盟并不成功。松下、LG花协等单体制造商向材料领域拓展,为主机厂提供电池系统。比亚迪跟整车厂合作,是比较成功的典范。Leaf动力电池系统应用概况,也是比较成功的,包括单体、电池包以及产业应用,这是非常成熟的。

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第三部分分享一下我国新能源汽车产业发展的现状及预测。今年10月份,我国累计新能源汽车产量将近9万辆,占节能与新能源汽车的60%。到2014年7月份,累计新能源汽车《公告》数是1008个,占到节能技新能源汽车的70%以上。新能源汽车投产率,从1008款新能源汽车里面,仅有470款车型实际生产,投产率只有45.6%。206个节能与新能源乘用车车型,磷酸铁锂车型89个,占到车型总数的40%以上。截止2014年7月,我国累计生产各类节能与新能源汽车126012辆,以车辆数来反映动力电池配套量那么我国动力电池配套量为129315辆,可能同一款车有两种不同的备份。可以看到磷酸铁锂占比是比较大的。

接下来分享一下分类动力电池企业配套情况,锂电池、超级电容、镍氢、铅酸看,从镍氢、铅酸来看排名第一的厂家在这个行业里占了主导地位,但是锂电来讲相对比较分散。截至2014年7月,累计配套并投产的电池企业105家,配套企业149家,不含部分缺失数据。其中锂电87家,铅酸7家。《节能与新能源汽车发展规划(2012至2020)  》提出2015年纯电动、插电式混合动力汽车累计产销50万辆的发展目标,而目前我国新能源汽车累计产量9万辆左右,为完成目标,截至2015年底至少有40万辆的产能需求。根据行业现状分析,2015年当年预测产量有25万辆。统筹商用客车、乘用车等电池配备需求,按照35千瓦时/辆计算,2015年当年动力电池需求大致在87.5亿千瓦时。

第四部分,结合现在做的国家的一个项目,分享一下汽车动力实际应用的情况。我们对示范城市中的14个城市、89个车型、42家整车企业、29家电池企业进行了调研,包括纯电动客车、纯电动乘用车、插电式混合动力客车、纯电动专用车、燃料电池乘用车。从应用领域看,涵盖公交车、出租车、私家车、垃圾运输车、供电车、警务平台车、公务车、洒水车、环卫车。

这是电池材料的分布情况,前三名上午也提到了,国轩、中航锂电、万象比较多一些。接下来看一下调研过程中的平均价格和质保期的情况,磷酸铁锂、锰酸锂、镍氢和钛酸锂,这是城市分布的情况。上午大家对充电方式也进行了分享,就不展开讲了。充电方式统计,从实际应用的反馈来看,还是以慢充为主,快充为辅,充电频率一半的时候基本一天一充,其它情况是不变的。这是从应用领域进行细分的充电情况。大家比较关心的问题是容量衰减情况,今天上午王总也提到了,电池的评价对新兴电子意义不大,用了一段时间以后,耐久性的问题是大家更关心的问题。可以看到,镍氢跟锂电的对比还是比较明显的,年平均衰减跟每万公里的衰减差异还是比较大的。第二个是看到私家车跟公交、出租,每万公里的衰减也是差异比较大。这两张表是不同种类车型配套的电池系统容量衰减情况和不同充电方式的电池系统容量每年平均衰减的情况。接下来分析一下电池系统的故障,实际上,电池单体问题是比较多的,占了78%,然后是BMS问题12%,还有外部环境的问题,最后是使用不当造成的问题。单体情况,电压过低、电压一致性比较差,刚才郑总也进行了丰富解读。局部温度过高,温度一致性差。接下来是BMS的问题,显示不准确、程序故障、线束脱针,比较具体。还有外部环境的影响,比如通讯极柱或低压极柱接触不良,进水或者漏液等外界环境造成的电池损伤。最后就是使用不当的问题。

最后我们进行一个小结:

1、国际新能源汽车发展带动了动力电池产业投资和产能快速增加。总体看,汽车动力电池存在产能过剩风险,材料企业呈现产业链纵向一体化发展趋势。

2、锂电池将成为汽车动力电池的主要选择。产业链模式:整车企业与单体制造企业联盟共同开发;单体制造企业/材料企业整合产业链提供电池系统;整车企业自身整合产业链满足其整车配套。

3、我国新能源汽车车型投产率较低,我国动力电池配套企业众多,动力电池企业与上游材料以及下游整车企业的配套合作也没有形成大的规模,但已呈现出低水平重复建设和散、乱发展的趋势。

4、目前国内在用新能源汽车及其电池系统运行情况。平均衰减程度大约维持在8%/年;新能源汽车尤其是纯电动公交车的停驶率比较高;目前延长动力电池的循环寿命的方式主要有慢充方式加换电,以及保姆式的维护保养

 总之,现阶段新能源汽车及动力电池产业机遇与挑战并存,需要在座的各位领导、专家在当前由政策推动向市场拉动转变的关键机遇期,更好地创新提升技术水平,提高产品质量,找准市场需求的结合点,乘势而上,推动新能源汽车及动力电池产业的健康发展。