新能源汽车自燃倒逼动力电池产业洗牌

国际金属加工网 2019年11月06日

今年对动力电池来说是充满“噩耗”的一年,不但在全国多地上演了数起自燃、“趴窝”事件,给车主带来了严重的财产损失,10月的一起火灾更是让车主与“死神”擦肩而过。

不久前,一位杭州的滴滴司机正驾驶着一辆充满电的新能源面包车送学生去上课,进入浙江工业大学屏峰校区后,仪表盘突然显示电瓶故障。司机和乘客急忙下车,一分钟后,车身便开始冒烟起火。待消防车赶到时,熊熊烈火已经完全将车身包围。火势得到控制之时,雪白的车身早已焦黑得不成原形。

专家认为,新能源汽车产业链中,电池是极为核心的一环,汽车自燃,很多时候,是电池热管理系统(BMS)出了问题。

研发、量产都是门槛

电池、电机、电控是新能源汽车最核心的技术,其中,电控中最核心的技术是电池管理系统(BMS),坊间常用这样的案例来解释BMS的重要性:特斯拉电池来自日本松下、电机的供应商是中国台湾厂商,而只有BMS(电池管理系统)是特斯拉自主研发的核心技术。

在动力电池的结构中,电池热管理系统负责电池参数监测、电池状态估计、在线故障诊断、充电控制、自动均衡、热管理等等,作用是通过导热介质、测控单元以及温控设备构成闭环调节系统,使动力电池工作在合适的温度范围之内,以维持其最佳的使用状态,用以保证电池系统的性能和寿命。

因此,如果电池的热相关问题没能得到妥善解决,那么生产制造时的缺陷或使用中的不当操作都有可能造成电池局部过热,引起连锁放热反应,若不能进行有效散热,就更容易引发冒烟、起火甚至爆炸等热失控事故。

“动力电池的研发团队再厉害,如果量产做不好也是有问题的。”一位新能源汽车从业人士告诉《IT时报》记者,量产出现困难的症结就在于工艺问题。就拿三元锂电池来说,分别有方形、圆柱和软包三种类别,和前两种比起来,软包电池模组的能量密度比较高,但密封性就相对较差,如果行驶到高海拔地区,就容易出现胀气、鼓包、漏液的情况,“通常电池管理系统(BMS)会实时监测电池模组内各个电芯的电压、放电电流、温度等参数,照理说不会轻易出现自燃的情况。出现问题,主要还是电池的一致性很难做好。”

上述业内人士表示,厂商首先要对电芯进行分选,挑选出电压、内阻、能量密度等都达标的电芯,再进行堆叠等一系列的步骤将其制成电池模组。如果是软包的电池模组,里面可能有几百片电芯,那一致性就会更难控制。而且一致性不达标的电芯不能被用在动力电池上,也许会转作储能等方面的用途。

“举个例子,当电芯之间的电压不一致时,电池的容量就会受到影响。比方说有一款电池是4伏的,电量充到了80%,假如其中有一片电芯是3.6伏的,那它可能只充到了60%的电量,但BMS监测到有的电芯已经充到80%了,可能就会以此为标准把电源切断,结果就会导致整个电池没有充满电。”该人士认为,像杭州发生的那种自燃事故,多半是电池内的电子元器件不好才导致了过度充电。

行业门槛凸显

“从我们供应商的角度来说,可以深刻地感觉到寒冬已至,9月的情况也不是很乐观,不知道年底‘翘尾’会是什么样子,目前还很难判断。”日前在湖州德清县举办的2019全球未来出行大会上,株洲时代电气股份有限公司汽车事业部副总经理周晓晖回顾了上半年的新能源乘用车市场后发出了如上感慨。

通常来说,每年的7~8月都是汽车市场的销售淡季,于是车企习惯在9月末搞一波促销,来带动第四季度的热销,也就是上述的“翘尾”。不过,根据周晓晖给出的新能源汽车电控、电机的装机量数据来看,零部件的成本正在渐进底线,譬如电机控制器的价格已从2010年的7.6美元/千瓦降至3.3美元/千瓦,与此同时控制器的功率体积密度又在持续走高,现有技术接近瓶颈,专业壁垒、行业门槛开始出现。

“资本也在重新考虑在行业的投资重点,开始更多地往上游产业转移,像功率半导体、电容、传感器这些。”周晓晖说道。

湖州市在动力电池产业上有先天优势。在铅酸动力电池领域,当地有天能、超威两大龙头企业,产品在国内市场占有率超过70%以上;在锂离子动力电池领域,湖州市现有微宏、超威、天能、天丰、遨优、创亚、伊卡等十多家生产企业。

中航锂电CMO谢秋表示,虽然新能源汽车的补贴退坡了,但是动力电池的技术迭代速度并不会放缓,“研发一款电池模组就是几个亿下去了。如果电池的能量密度提升了,那就可以分摊电池壳体的成本。但是现在又出现了一些‘变异’的规格,因为整车厂拼命想把电池的每一毫米都填满,恨不得把电池变成水。”

诺贝尔化学奖获得者吉野彰曾预言,未来第四次工业革命将是锂电池、AI和IoT的统一。而如今锂价跳水,价格一降再降,动力电池开始经历最剧烈的行业洗牌期。周晓晖判断,接下来应该从供应链上游开始行业整合,供应商与主机厂分工逐渐明晰。“年年难过年年过”,整个行业也是时候做出准备了。



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雷尼绍

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