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汽車制造

不要被新能源汽車發(fā)展沖昏頭,核心技術(shù)現(xiàn)狀令人堪憂!

星之球科技 來源:汽車工藝師2016-08-08 我要評論(0 )   

2015年,新能源車產(chǎn)銷同比分別增長3.3倍和3.4倍,超越美國,成為世界第一新能源汽車產(chǎn)銷大國。但同時2016年以來,電池供應(yīng)不足以及電池質(zhì)量投訴也在快速增加。

 2016年1-6月,新能源汽車產(chǎn)銷17.7萬輛和17萬輛,同比增長1.25倍和1.27倍。其中純電動汽車產(chǎn)銷13.4萬輛和12.6萬輛,同比均增長1.6倍;插電式混合動力汽車產(chǎn)銷4.3萬輛和4.4萬輛,同比增長57.1%和64.2%。近兩年,新能源汽車產(chǎn)銷快速增長,成為了中國汽車行業(yè)最大亮點。2015年,新能源車產(chǎn)銷同比分別增長3.3倍和3.4倍,超越美國,成為世界第一新能源汽車產(chǎn)銷大國。但同時2016年以來,電池供應(yīng)不足以及電池質(zhì)量投訴也在快速增加。
 
據(jù)了解,作為我國新能源汽車關(guān)鍵技術(shù)的電池產(chǎn)品目前與國外先進水平仍存在較大差距,核心技術(shù)大量掌握在外資企業(yè)手中。另外國內(nèi)隨著新能源汽車熱,電池行業(yè)“山寨”現(xiàn)象嚴重,質(zhì)量問題頻出。消費者對于新能源汽車的投訴,主要集中在電池問題上。行業(yè)專家表示,我國生產(chǎn)動力電池的企業(yè)雖然多,但規(guī)模不大,電池產(chǎn)業(yè)的技術(shù)與工藝水準不高,生產(chǎn)一致性、可靠性不高,單體電池質(zhì)量尚可,但組成電池包后性能就明顯降低。
 
電池核心技術(shù)缺失
 
一直以來,包括動力電池在內(nèi)的中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的最大問題是:缺失核心技術(shù)。與國外領(lǐng)先企業(yè)相比,這幾年來技術(shù)差距不但沒有縮小,反而有拉大的趨勢。高速發(fā)展的新能源汽車市場或許能夠推動中國企業(yè)的技術(shù)進步,“量變引發(fā)質(zhì)變”,但也有可能導(dǎo)致“拿來主義”再次盛行。畢竟,將國外先進的新能源汽車和動力電池產(chǎn)品改頭換面引進到中國市場就可以迅速獲利,而自主開發(fā)則需要時間和高額投入。
 
有關(guān)專家表示,目前自主企業(yè)動力電池的研發(fā)水平和產(chǎn)業(yè)布局不足。我國動力電池領(lǐng)域龍頭企業(yè)比較缺乏,企業(yè)的研發(fā)實力和先進技術(shù)的儲備明顯不足。從2015年下半年開始,隨著新能源汽車推廣量的快速增長,動力電池供不應(yīng)求的局面已經(jīng)成為制約行業(yè)發(fā)展的重要因素。優(yōu)秀電池企業(yè)的產(chǎn)品供應(yīng)遠遠滿足不了市場的需求。
 
從傳統(tǒng)汽車的發(fā)展史來看,在目前的狀況下,“拿來主義”有可能在新能源汽車電池領(lǐng)域再次盛行。如果把國外成熟的電池技術(shù)拿過來改換成自主品牌就可以賺錢,誰還有動力去開發(fā)自主產(chǎn)品呢?但有一點需要注意的是,當(dāng)年靠“拿來主義”獲取的乘用車整車資源,我們掌握的核心技術(shù)可謂鳳毛麟角。
 
與其說目前市場是新能源車企之間的較量,倒不如說是電池上的比拼。在一些業(yè)內(nèi)人士看來,電池技術(shù)恰恰是車企發(fā)展新能源車的最核心技術(shù)。比如,在動力電池產(chǎn)品品質(zhì)方面,三星、松下等領(lǐng)先企業(yè)對產(chǎn)品的一致性要求達到了PPM級(百萬分之一的誤差率),中國可能沒有一家企業(yè)能做到。事實上,諸多對于電池領(lǐng)域的投資不外乎兩點:原來的外行進入新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈;內(nèi)行擴產(chǎn)或延伸產(chǎn)業(yè)鏈布局。但總體上對所投項目缺乏一個明確而具體的規(guī)劃,通常尋求的都是短期回報。
 
據(jù)了解,電動汽車主要的成本、可靠性和安全性都在電池上,電池上的隔膜技術(shù)目前是世界尖端技術(shù),主要決定電池的安全性。國內(nèi)多數(shù)自主電池企業(yè)使用的隔膜全部是從國外進口的成品。每塊單體電池都需要隔膜,以致隔膜的價格占整個電池價格的30%左右。據(jù)了解,電動車電池的各環(huán)節(jié)要求精密度非常高,日本的隔膜非常薄,隔膜上的孔隙也小,而國內(nèi)生產(chǎn)的隔膜很難做到超薄水平。使用國產(chǎn)薄膜易造成電池短路和自放電高,隔膜過厚也會影響電池容量,總之國內(nèi)電池薄膜制造業(yè)水平還達不到要求,精度不夠。
 
 
對自主電池企業(yè)而言,沉下心來搞技術(shù)儲備,尤其是注重對前瞻性技術(shù)的研發(fā)積累,是關(guān)鍵。目前,一些國內(nèi)企業(yè)對前瞻性和基礎(chǔ)性的研發(fā)重視也不夠,大多數(shù)企業(yè)的研發(fā)集中在工藝層面,而相關(guān)科研機構(gòu)在研究電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化環(huán)節(jié)上也有所缺失。因此,將多方力量聯(lián)合起來,搭建公共的共性電池研發(fā)平臺意義深遠。此外,國內(nèi)電池工藝一時間還難以與國際先進企業(yè)媲美。企業(yè)除了要掌握核心技術(shù),還需要擁有良好的工藝設(shè)備,提高工業(yè)水平,真正研發(fā)制造出高品質(zhì)的動力電池產(chǎn)品,這給汽車裝備制造業(yè)出了一道較難的考題。
 
電池行業(yè)“山寨”版本多
 
近兩年中國電動汽車高速發(fā)展,但是安全事故也是接連不斷。大量新增的動力電池產(chǎn)能,以及大型企業(yè)的進入,加劇了動力電池行業(yè)競爭。無背景、無資金、無技術(shù)優(yōu)勢的“三無”小型動力電池企業(yè)生存空間被擠壓,退出或倒閉的數(shù)量正在增加。有統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2015年以前中國的鋰電池生產(chǎn)企業(yè)有1 500家左右,在新能源汽車補貼帶動下供不應(yīng)求的火爆市場中,電池材料價格暴漲,電池市場魚龍混雜。經(jīng)過2015年的無序增長,“治亂”成為新能源汽車行業(yè)2016年的主要任務(wù)之一。
  
業(yè)內(nèi)分析指出,此輪動力電池政策干預(yù)的原因是:受到新能源產(chǎn)業(yè)補貼誘惑,一些以套取補貼、想趁機進入這個行業(yè)撈一把油水為目的投機商進入動力電池行業(yè)。
 
據(jù)了解,新能源汽車動力電池系統(tǒng)開發(fā)涉及材料、化學(xué)、機械、熱力學(xué)、傳熱學(xué)、流體力學(xué)、電學(xué)、系統(tǒng)與控制多個學(xué)科,其關(guān)鍵技術(shù)包括電池組配技術(shù)、熱管理技術(shù)、電能管理技術(shù)和安全管理技術(shù)等。車用動力電池系統(tǒng)技術(shù)己成為電動汽車走向普及的瓶頸,需要從材料開發(fā)、電池設(shè)計、生產(chǎn)制造、系統(tǒng)集成和商業(yè)模式等多方面進行探索和突破。新能源電池技術(shù)要求很高,盲目生產(chǎn)會帶來很多安全隱患,也會縮短其使用壽命。2015年11月,工信部批準了首批車用電池企業(yè)的生產(chǎn)許可權(quán)。但據(jù)了解,目前國內(nèi)生產(chǎn)車用電池的企業(yè)經(jīng)過整頓,也還有幾百家。技術(shù)路線五花八門,電池產(chǎn)品花樣繁多。
 
2016年年初,工信部有關(guān)部門確定,出于對動力電池安全問題的考慮,暫停三元鋰電池客車列入新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄。據(jù)悉,鋰離子電池包括磷酸鐵鋰、三元鋰、碳酸鋰、鎳酸鋰等多種類型,盡管三元鋰電池比能量高,循環(huán)性能好,是未來鋰電池一個重要的發(fā)展方向,但我國三元材料研發(fā)起步晚,用于客車的安全性開發(fā)和驗證還不足。目前國家正在考慮進一步提高新能源汽車產(chǎn)品安全技術(shù)門檻,組織開展對三元鋰電池客車等車型在現(xiàn)行安全標準體系下的風(fēng)險評估。
 
專家稱,動力蓄電池是新能源汽車的心臟,是新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。2015年,動力蓄電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模已位居世界前三位,在產(chǎn)品安全、壽命和能量密度等方面都取得了較大的進展,上游的原材料已基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化,裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步較快。
  
據(jù)有關(guān)專家介紹,2009-2013年,我國新能源汽車動力蓄電池配套由0.3億W·h逐年增加到7.9億W·h,2014年提升到36.4億W·h,2015年動力蓄電池單體的產(chǎn)能接近400億W·h。目前,我國主要企業(yè)的汽車動力蓄電池單體在安全性、循環(huán)壽命和能量密度等方面均取得了較大進展。鋰離子電池單體能量密度達到了每千克180W·h以上,循環(huán)壽命超過2 000次,單體成本降到了每瓦時2元以下,提前達到了規(guī)劃的目標。部分企業(yè)的材料、電解液、電池產(chǎn)品已進入國際電池及整車配套體系。
 
動力蓄電池所需的礦石資源豐富,鐵鋰技術(shù)逐漸突破,資源供應(yīng)情況大大改善。目前,已基本形成從汽車動力蓄電池資源開采、原材料生產(chǎn)到系統(tǒng)集成的產(chǎn)業(yè)鏈體系,基本實現(xiàn)了國產(chǎn)化。
 
有關(guān)專家表示,雖然我國動力電池產(chǎn)業(yè)未來具有巨大發(fā)展空間和潛力,但依然呈現(xiàn)出小、散、亂的發(fā)展局面,盲目投資和低水平重復(fù)建設(shè)現(xiàn)象比較嚴重,正負極材料、隔膜等關(guān)鍵產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性不高,蓄電池管理系統(tǒng)集成及控制技術(shù)比較薄弱,行業(yè)實際的有效產(chǎn)能并不高,缺乏具有國際競爭力的行業(yè)龍頭企業(yè),國內(nèi)主要的制造裝備企業(yè)技術(shù)優(yōu)勢不明顯。
 
整體上我國動力蓄電池產(chǎn)品在性能、質(zhì)量和成本等方面還不能完全滿足我國新能源汽車推廣普及的需求。尤其是在安全性能方面,產(chǎn)品測試評價和整車應(yīng)用驗證還不夠充分,現(xiàn)階段還需要加快解決短期內(nèi)產(chǎn)品供不應(yīng)求,系統(tǒng)集成和一致性保障能力薄弱,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性不高等一系列的問題。
 
為加快提升我國汽車動力蓄電池產(chǎn)業(yè)競爭力,滿足新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的需要,工信部正在研究制定汽車動力蓄電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導(dǎo)性文件,考慮從技術(shù)研發(fā)、標準法規(guī)、政策措施等多個方面多管齊下,協(xié)同共進。
 
政府出重拳整頓電池
 
為加強鋰離子電池行業(yè)管理,提高行業(yè)發(fā)展水平,推動鋰離子電池產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā),2015年12月,工信部制定并發(fā)布了《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件》(簡稱《規(guī)范條件》),其中,對鋰電池企業(yè)提出電池年產(chǎn)能不低于1億W·h;正極材料年產(chǎn)能不低于2 000t;負極材料年能不低于2 000t;隔膜年產(chǎn)能不低于2 000萬m2;電解液年產(chǎn)能不低于2 000t,電解質(zhì)產(chǎn)能不低于500t等14項要求。
 
業(yè)內(nèi)人士分析認為,此規(guī)范出臺將給鋰電池行業(yè)帶來一次較大的行業(yè)洗牌,進一步規(guī)范鋰電池生產(chǎn)標準,尤其是將引導(dǎo)動力鋰電池行業(yè)健康發(fā)展。據(jù)悉,此政策出臺后已有不少企業(yè)改換門庭,另謀出路,但同時不少企業(yè)加大了鋰電的投資。據(jù)中國電池網(wǎng)的不完全統(tǒng)計,僅2016年上半年,在鋰電池細分領(lǐng)域,中國已有54家動力電池的上中下游上市公司發(fā)布了投資擴產(chǎn)計劃,投資金額累計近1 160億元。
 
與早前發(fā)布的有關(guān)鋰離子動力蓄電池單體生產(chǎn)企業(yè)年產(chǎn)能不低于2億W·h的要求相比,這次鋰電池行業(yè)規(guī)范條件要求相對較低,這有利于防止電池企業(yè)跟風(fēng)發(fā)展動力鋰電池,從而為儲能和消費型鋰離子電池消費需求保留空間。但《規(guī)范條件》對鋰電池關(guān)鍵材料年產(chǎn)能要求,比以往的政策有所提高。這將在很大程度上保證產(chǎn)業(yè)規(guī)模化生產(chǎn),預(yù)計在該標準下,不達標的企業(yè)將會被兼并重組,行業(yè)迎來洗牌潮。
 
針對電池的安全問題,《規(guī)范條件》要求,鋰離子電池制造企業(yè)須具備相關(guān)標準規(guī)定的電性能和安全性檢測能力,鼓勵企業(yè)配備環(huán)境適應(yīng)性檢測儀器及設(shè)備,具備電池環(huán)境適應(yīng)性檢測能力。據(jù)介紹,由于鋰離子的化學(xué)性能和電池材料的可燃性,確保鋰離子電池的安全性的難度要比鎳氫電池的難度大得多,現(xiàn)階段鋰離子電池的安全問題仍舊是世界未解的難題。
 
相關(guān)行業(yè)專家認為,行業(yè)集中度低,技術(shù)投入少,確實是國內(nèi)鋰電池發(fā)展面臨的問題。此次工信部出臺《規(guī)范條件》的電池年產(chǎn)能不低于1億W·h等14項準入指標要求,實際上也是對一些單純擴大產(chǎn)能、拉低技術(shù)水平的鋰離子電池企業(yè)提出了嚴格管理,從而避免行“散、小、亂”發(fā)展趨勢。同時,適當(dāng)提高門檻,優(yōu)勝劣汰之后,可使行業(yè)達到一個健康的集中度,進而讓行業(yè)中那些愿意投入的企業(yè)有足夠的資金良性循環(huán),使其有動力去做研發(fā)。
 
據(jù)權(quán)威報告預(yù)計,僅考慮動力電池和消費型電池的需求,2018年鋰電池需求將達54GW·h,2020年有望達到72GW·h。2014年我國動力鋰離子電池市場需求達2.8GW·h,消費型鋰離子電池需求約為30GW·h,儲能鋰離子電池市場需求占比較小,總計可達33G W·h,還有翻倍空間。我國動力鋰電池產(chǎn)能遠未滿足當(dāng)前新能源汽車發(fā)展需求,發(fā)展空間巨大。
 

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