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汽车制造

不要被新能源汽车发展冲昏头,核心技术现状令人堪忧!

星之球科技 来源:汽车工艺师2016-08-08 我要评论(0 )   

2015年,新能源车产销同比分别增长3.3倍和3.4倍,超越美国,成为世界第一新能源汽车产销大国。但同时2016年以来,电池供应不足以及电池质量投诉也在快速增加。

 2016年1-6月,新能源汽车产销17.7万辆和17万辆,同比增长1.25倍和1.27倍。其中纯电动汽车产销13.4万辆和12.6万辆,同比均增长1.6倍;插电式混合动力汽车产销4.3万辆和4.4万辆,同比增长57.1%和64.2%。近两年,新能源汽车产销快速增长,成为了中国汽车行业最大亮点。2015年,新能源车产销同比分别增长3.3倍和3.4倍,超越美国,成为世界第一新能源汽车产销大国。但同时2016年以来,电池供应不足以及电池质量投诉也在快速增加。
 
据了解,作为我国新能源汽车关键技术的电池产品目前与国外先进水平仍存在较大差距,核心技术大量掌握在外资企业手中。另外国内随着新能源汽车热,电池行业“山寨”现象严重,质量问题频出。消费者对于新能源汽车的投诉,主要集中在电池问题上。行业专家表示,我国生产动力电池的企业虽然多,但规模不大,电池产业的技术与工艺水准不高,生产一致性、可靠性不高,单体电池质量尚可,但组成电池包后性能就明显降低。
 
电池核心技术缺失
 
一直以来,包括动力电池在内的中国新能源汽车产业链发展的最大问题是:缺失核心技术。与国外领先企业相比,这几年来技术差距不但没有缩小,反而有拉大的趋势。高速发展的新能源汽车市场或许能够推动中国企业的技术进步,“量变引发质变”,但也有可能导致“拿来主义”再次盛行。毕竟,将国外先进的新能源汽车和动力电池产品改头换面引进到中国市场就可以迅速获利,而自主开发则需要时间和高额投入。
 
有关专家表示,目前自主企业动力电池的研发水平和产业布局不足。我国动力电池领域龙头企业比较缺乏,企业的研发实力和先进技术的储备明显不足。从2015年下半年开始,随着新能源汽车推广量的快速增长,动力电池供不应求的局面已经成为制约行业发展的重要因素。优秀电池企业的产品供应远远满足不了市场的需求。
 
从传统汽车的发展史来看,在目前的状况下,“拿来主义”有可能在新能源汽车电池领域再次盛行。如果把国外成熟的电池技术拿过来改换成自主品牌就可以赚钱,谁还有动力去开发自主产品呢?但有一点需要注意的是,当年靠“拿来主义”获取的乘用车整车资源,我们掌握的核心技术可谓凤毛麟角。
 
与其说目前市场是新能源车企之间的较量,倒不如说是电池上的比拼。在一些业内人士看来,电池技术恰恰是车企发展新能源车的最核心技术。比如,在动力电池产品品质方面,三星、松下等领先企业对产品的一致性要求达到了PPM级(百万分之一的误差率),中国可能没有一家企业能做到。事实上,诸多对于电池领域的投资不外乎两点:原来的外行进入新能源汽车产业链;内行扩产或延伸产业链布局。但总体上对所投项目缺乏一个明确而具体的规划,通常寻求的都是短期回报。
 
据了解,电动汽车主要的成本、可靠性和安全性都在电池上,电池上的隔膜技术目前是世界尖端技术,主要决定电池的安全性。国内多数自主电池企业使用的隔膜全部是从国外进口的成品。每块单体电池都需要隔膜,以致隔膜的价格占整个电池价格的30%左右。据了解,电动车电池的各环节要求精密度非常高,日本的隔膜非常薄,隔膜上的孔隙也小,而国内生产的隔膜很难做到超薄水平。使用国产薄膜易造成电池短路和自放电高,隔膜过厚也会影响电池容量,总之国内电池薄膜制造业水平还达不到要求,精度不够。
 
 
对自主电池企业而言,沉下心来搞技术储备,尤其是注重对前瞻性技术的研发积累,是关键。目前,一些国内企业对前瞻性和基础性的研发重视也不够,大多数企业的研发集中在工艺层面,而相关科研机构在研究电池技术产业化环节上也有所缺失。因此,将多方力量联合起来,搭建公共的共性电池研发平台意义深远。此外,国内电池工艺一时间还难以与国际先进企业媲美。企业除了要掌握核心技术,还需要拥有良好的工艺设备,提高工业水平,真正研发制造出高品质的动力电池产品,这给汽车装备制造业出了一道较难的考题。
 
电池行业“山寨”版本多
 
近两年中国电动汽车高速发展,但是安全事故也是接连不断。大量新增的动力电池产能,以及大型企业的进入,加剧了动力电池行业竞争。无背景、无资金、无技术优势的“三无”小型动力电池企业生存空间被挤压,退出或倒闭的数量正在增加。有统计数据显示,2015年以前中国的锂电池生产企业有1 500家左右,在新能源汽车补贴带动下供不应求的火爆市场中,电池材料价格暴涨,电池市场鱼龙混杂。经过2015年的无序增长,“治乱”成为新能源汽车行业2016年的主要任务之一。
  
业内分析指出,此轮动力电池政策干预的原因是:受到新能源产业补贴诱惑,一些以套取补贴、想趁机进入这个行业捞一把油水为目的投机商进入动力电池行业。
 
据了解,新能源汽车动力电池系统开发涉及材料、化学、机械、热力学、传热学、流体力学、电学、系统与控制多个学科,其关键技术包括电池组配技术、热管理技术、电能管理技术和安全管理技术等。车用动力电池系统技术己成为电动汽车走向普及的瓶颈,需要从材料开发、电池设计、生产制造、系统集成和商业模式等多方面进行探索和突破。新能源电池技术要求很高,盲目生产会带来很多安全隐患,也会缩短其使用寿命。2015年11月,工信部批准了首批车用电池企业的生产许可权。但据了解,目前国内生产车用电池的企业经过整顿,也还有几百家。技术路线五花八门,电池产品花样繁多。
 
2016年年初,工信部有关部门确定,出于对动力电池安全问题的考虑,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。据悉,锂离子电池包括磷酸铁锂、三元锂、碳酸锂、镍酸锂等多种类型,尽管三元锂电池比能量高,循环性能好,是未来锂电池一个重要的发展方向,但我国三元材料研发起步晚,用于客车的安全性开发和验证还不足。目前国家正在考虑进一步提高新能源汽车产品安全技术门槛,组织开展对三元锂电池客车等车型在现行安全标准体系下的风险评估。
 
专家称,动力蓄电池是新能源汽车的心脏,是新能源汽车产业发展的关键。2015年,动力蓄电池产业规模已位居世界前三位,在产品安全、寿命和能量密度等方面都取得了较大的进展,上游的原材料已基本实现了国产化,装备产业技术进步较快。
  
据有关专家介绍,2009-2013年,我国新能源汽车动力蓄电池配套由0.3亿W·h逐年增加到7.9亿W·h,2014年提升到36.4亿W·h,2015年动力蓄电池单体的产能接近400亿W·h。目前,我国主要企业的汽车动力蓄电池单体在安全性、循环寿命和能量密度等方面均取得了较大进展。锂离子电池单体能量密度达到了每千克180W·h以上,循环寿命超过2 000次,单体成本降到了每瓦时2元以下,提前达到了规划的目标。部分企业的材料、电解液、电池产品已进入国际电池及整车配套体系。
 
动力蓄电池所需的矿石资源丰富,铁锂技术逐渐突破,资源供应情况大大改善。目前,已基本形成从汽车动力蓄电池资源开采、原材料生产到系统集成的产业链体系,基本实现了国产化。
 
有关专家表示,虽然我国动力电池产业未来具有巨大发展空间和潜力,但依然呈现出小、散、乱的发展局面,盲目投资和低水平重复建设现象比较严重,正负极材料、隔膜等关键产品的质量稳定性不高,蓄电池管理系统集成及控制技术比较薄弱,行业实际的有效产能并不高,缺乏具有国际竞争力的行业龙头企业,国内主要的制造装备企业技术优势不明显。
 
整体上我国动力蓄电池产品在性能、质量和成本等方面还不能完全满足我国新能源汽车推广普及的需求。尤其是在安全性能方面,产品测试评价和整车应用验证还不够充分,现阶段还需要加快解决短期内产品供不应求,系统集成和一致性保障能力薄弱,产品质量稳定性不高等一系列的问题。
 
为加快提升我国汽车动力蓄电池产业竞争力,满足新能源汽车产业健康发展的需要,工信部正在研究制定汽车动力蓄电池产业发展指导性文件,考虑从技术研发、标准法规、政策措施等多个方面多管齐下,协同共进。
 
政府出重拳整顿电池
 
为加强锂离子电池行业管理,提高行业发展水平,推动锂离子电池产业持续健康发,2015年12月,工信部制定并发布了《锂离子电池行业规范条件》(简称《规范条件》),其中,对锂电池企业提出电池年产能不低于1亿W·h;正极材料年产能不低于2 000t;负极材料年能不低于2 000t;隔膜年产能不低于2 000万m2;电解液年产能不低于2 000t,电解质产能不低于500t等14项要求。
 
业内人士分析认为,此规范出台将给锂电池行业带来一次较大的行业洗牌,进一步规范锂电池生产标准,尤其是将引导动力锂电池行业健康发展。据悉,此政策出台后已有不少企业改换门庭,另谋出路,但同时不少企业加大了锂电的投资。据中国电池网的不完全统计,仅2016年上半年,在锂电池细分领域,中国已有54家动力电池的上中下游上市公司发布了投资扩产计划,投资金额累计近1 160亿元。
 
与早前发布的有关锂离子动力蓄电池单体生产企业年产能不低于2亿W·h的要求相比,这次锂电池行业规范条件要求相对较低,这有利于防止电池企业跟风发展动力锂电池,从而为储能和消费型锂离子电池消费需求保留空间。但《规范条件》对锂电池关键材料年产能要求,比以往的政策有所提高。这将在很大程度上保证产业规模化生产,预计在该标准下,不达标的企业将会被兼并重组,行业迎来洗牌潮。
 
针对电池的安全问题,《规范条件》要求,锂离子电池制造企业须具备相关标准规定的电性能和安全性检测能力,鼓励企业配备环境适应性检测仪器及设备,具备电池环境适应性检测能力。据介绍,由于锂离子的化学性能和电池材料的可燃性,确保锂离子电池的安全性的难度要比镍氢电池的难度大得多,现阶段锂离子电池的安全问题仍旧是世界未解的难题。
 
相关行业专家认为,行业集中度低,技术投入少,确实是国内锂电池发展面临的问题。此次工信部出台《规范条件》的电池年产能不低于1亿W·h等14项准入指标要求,实际上也是对一些单纯扩大产能、拉低技术水平的锂离子电池企业提出了严格管理,从而避免行“散、小、乱”发展趋势。同时,适当提高门槛,优胜劣汰之后,可使行业达到一个健康的集中度,进而让行业中那些愿意投入的企业有足够的资金良性循环,使其有动力去做研发。
 
据权威报告预计,仅考虑动力电池和消费型电池的需求,2018年锂电池需求将达54GW·h,2020年有望达到72GW·h。2014年我国动力锂离子电池市场需求达2.8GW·h,消费型锂离子电池需求约为30GW·h,储能锂离子电池市场需求占比较小,总计可达33G W·h,还有翻倍空间。我国动力锂电池产能远未满足当前新能源汽车发展需求,发展空间巨大。
 

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