在新能源產品的尋求和發展過程中,車載動力電池的發展速度驚人而迅猛。第四次能源工業技術革命給我們帶來了三款主流的新能源電池產品:氫燃料電池,鋰離子動力電池、鎳氫動力電池。那一個會成為我們汽車新能源的替換品呢?以技術和市場為導向的新能源汽車動力電池會帶您進入一個全新的環保能源世界。
2009年堪稱新能源汽車發展“元年”。在公佈的《汽車產業調整振興規劃》中,新能源汽車作為重要組成部分備受關注。《規劃》要求,到2011年新能源汽車要形成50萬輛的產能,銷量要占到乘用車銷售總量的5%左右。2009年7月1日正式施行《新能源汽車生產企業及產品准入管理規則》(以下簡稱《規則》),在《規則》中,中國國家工信部將新能源汽車劃分為起步期、發展期、成熟期3個不同的技術階段:
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表1:中國國家工信部----新能源汽車生產企業及產品准入管理規則 |
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起步階段 |
氫燃料電池汽車 |
只能小批量生產,且只在批准的區域和範圍示範運行,並對全部產品的運行狀態進行即時監控。
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發展階段 |
鋰離子動力電池汽車 |
允許進行批量生產,至少對20%的產品的運行狀態進行即時監控,在2010年12月31日前,被限定銷售和只能在批准的區域內使用。 |
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成熟階段
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鎳氫動力電池汽車 |
與常規汽車產品相同,可在全中國銷售使用。 |
業內人士普遍認為,該規則首次指出鎳氫電池的重要性超越鋰電池,成為中國新能源汽車的發展方向。僅在2009年7月1日前兩個多月,在由工信部主辦的純電動汽車產業發展論壇上,科技部部長萬鋼表示,“十一五”期間,中國將加大新能源汽車的研發投入,多頭並進,重點突破。鋰電池專家、中國工程院院士陳立泉甚至稱:“鋰電汽車是中國在激烈的國際競爭中難得的一次歷史機遇,鋰電汽車將帶來一場能源革命和產業革命。”短短兩個多月裏,技術路線會發生了如此之大的改變,鋰電池和鎳氫電池的抉擇,是基於技術方面的考慮,還是車企之間利益博弈的結果?准入規則出臺後,鋰電池和鎳氫電池企業將何去何從?
技術路線之爭,市場導向變得撲朔迷離。三種車載電池中,鎳氫動力電池是目前商用化主流,但是主要技術指標均低於鋰離子動力電池,且理論上基本不存在提升空間;鋰離子動力電池儘管性能優越,然而安全性尚不能得到保證,且相對較高的成本也阻礙了其商用。
按照目前的市場佔有量來看,短期能夠兌現業績的只有鎳氫動力電池,因為鎳氫電池技術最成熟,其中最成功的是豐田汽車的普銳斯Prius和LS600h,目前在全球的銷量總和超過了130萬輛,在中國大陸,已經有3200-4000輛新能源汽車在各大主要城市實現了安全運行,下一步只是全面推廣應用了。面對鎳氫動力電池的商機,中國國內的電池生產廠商,科力遠與GP超霸合作企業科霸電池即將實現裝配18,000台汽車的電池生產產能,春蘭電器即將實現年產1800台汽車的動力電池配套生產,中炬森萊在2010年即將完成1億安時鎳氫動力電池的產能投資。基於鎳氫動力電池完整的技術解決方案,在未來的三到五年內,仍然是新能源汽車的主流產品。
高速發展的第四次能源技術革命,鋰離子動力電池的發展來勢兇猛。鋰離子電池---磷酸鐵鋰電池具有以下的優勢,同時也面臨著幾大技術缺陷:
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表2:鋰離子電池---磷酸鐵鋰電池優勢劣勢對比 |
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整體優勢 |
技術缺陷 |
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磷酸鐵鋰 電池 |
1:超長迴圈壽命,迴圈可達2000次 2:理論上安全性非常高 3:可進行大電流放電,滿足大功率要求 4:在高溫低溫環境中,有非常優越的表現 5:無記憶效應,綠色環保 6: 想對其他鋰離子電池材料,成本要低 |
1:電導率很低 2:實際電容量較低 3:單元電池的均勻性較差 4:產品成品率低下,導致動力電池包的整體性能低下和成本居高不下 5:安全性問題有待解決 |
萬向集團為上海世博會設計製造的210輛電動公交大巴在世博會上運行良好,搭載的是鋰離子-磷酸鐵鋰電池。另外為國家電網開發的純電動電力服務車有100多輛,在22個城市,累計運行里程超過280萬公里;目前最大的熱門企業比亞迪BYD汽車開發的E6純電動汽車,搭載的磷酸鐵鋰離子動力電池,續航能力300Km,今年5月17日,已在深圳市區內投放了10輛的士試運行,並會逐步增加到30輛運行。
搭載鋰離子磷酸鐵鋰動力電池的純電動汽車的試運行,並接受即時的監控,這是鋰離子動力電池走向市場化,成熟化的一個開始,也是對成熟的鎳氫動力電池市場蟬食的開始。但這個過稱需要時間去檢驗,未來3-5年的時間,技術不斷成熟的鋰離子動力電池將取代鎳氫動力電池獨佔鰲頭。
基於環境保護,碳排放更低的要求下,氫燃料電池無疑是未來汽車新能源發展最好選擇:
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表3:氫燃料電池的優勢劣勢對比 |
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優勢 |
劣勢 |
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氫燃料電池 |
1:徹底的擺脫碳排放, 2:實現零污染,排出物為水 3:三高性能(高功率,高能量密度和高能量轉換率)。 |
1:電化學反應中需要使用貴金屬鉑作為催化劑,成本高居不下; 2:後續使用中貯存和運輸氫成本高; 3:加氫站等配套設施不夠完善, 4:如何提高氫站安全性需要高額的前期投入 |
在目前,日本對氫燃料電池的投入在全球範圍內是比較大的,有部分的製造商已經推出了測試級別的氫燃料電池純電動汽車,但並沒有小型化的試產,2009年,豐田公司宣佈將在2015年推出可以用得起氫燃料電池電動車,但要想實現大眾化,平民化的產品,這條路依然艱巨。
如荼似火的新能源產品的競爭發展,三款新能源產品的未來產業格局如何?技術和市場導向會決定誰來替換和誰被替換。商業競爭是殘酷的,但我們的地球面對的環境問題,更是時不待日,尤其殘酷。我們期待著鋰離子動力電池的早日成熟,更期待氫燃料電池的低成本和技術成熟。