电动汽车动力电池发展趋势分析

电动汽车动力电池发展趋势分析

陈涛

郑州比克电池有限公司河南省郑州市451450

摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，和人们生活水平的提高，电动汽车成为当今重要的新能源汽车。在全球能源日益紧张且全球气候问题日益严峻的背景下，电动汽车以其具有的环保节能优势而得到广泛推崇。对于电动汽车来说，其一个核心部分就是电动汽车电池。电动汽车电池既对电力工业产生重要影响，也对汽车工业产生重要影响，可以说电动汽车电池是电力工业与汽车工业进行联系的有机纽带，也是两者之间得以结合的关键点。将汽车动力能源由石油化工能源转化为电能，是适应现今社会发展的必然趋势。

关键词：电动汽车；动力电池；发展

引言

目前新能源汽车已成为汽车产业发展的重要趋势和方向，新能源汽车产业作为重点发展的战略性新兴产业之一对节能减排，缓解生态环境压力，推动汽车产业结构优化具有重要意义。文章通过对新能源汽车产业技术发展现状及存在问题进行梳理和分析，绘制了新能源汽车产业技术发展战略，并提出了相应的实施措施和政策建议。

1电动汽车电池的发展概述

十九世纪，世界第一辆以电池为主要动力的车辆诞生。但由于缺乏成熟的电池技术予以配合，在十九世纪末电动汽车发展较缓慢，而这一时期传统汽车凭借内燃机的动力占据了主要的汽车市场。二十世纪末，第二代电动汽车出现，其是以镍氢电池为主要动力源，且这辆汽车一次充电的行驶里程也达到了第一代的1.5倍。在这一时期，日本丰田公司充分利用镍氢电池技术开发了以内燃机与电动机相结合的三代电动汽车，这种类型的汽车被成为混合动力车（HEV）。HEV是车辆使用多个动力源，根据实际设计情况，充分使用这些动力源的机动车辆。镍氢电池是电动汽车技术领域内受到关注度最大的电池种类。从十多年前开始，锂离子电池就受到人们的关注，尤其是在使用安全性上得到很大提高，这使得其较多地在纯电动及混合动力车中都得到部分使用，并以其独特优势成为镍氢电池有力的竞争者。2008年由于受到世界金融危机的影响，国际油价出现高位震荡，这一时期全球的汽车产业都正式进入能源转型期。这一时期电动汽车电池产业同样得到高速发展。纵观电动汽车整个发展过程，出现了多种汽车及汽车类型，其中在社会上产生较大影响且现今还在使用的电动汽车电池主要有镍氢电池、铅酸电池以及锂离子电池。

2汽车动力电池的类型

2.1燃料电池

燃料电池其实并不是贮存电能的设备，准确地说它是一个完善的小型发电系统。燃料电池采用的燃料是氢、甲烷、甲醇、乙醇等，通过电池内部的化学反应将化学能转换为电能。不管是什么种类的燃料电池，其核心在于燃料中的氢、氧化剂中的氧两种元素，众所周知，氢氧反应产生水。因此与锂电池一样，燃料电池是一种零污染、零排放的理性动力源，被业界公认为未来汽车的最佳能源。早在上个世纪末，美国、日本等发达国家就对燃料电池给予了极大程度的重视，现在已经有了示范运行的燃料电池汽车。我国的燃料电池研究起步晚、技术落后，配套实施匮乏。如果说国外的燃料电池是“青年”阶段，那我国燃料电池则处于“婴儿学步”阶段。但是，近几年燃料电池在我国已经逐渐得到了重视，相关的优惠性政策也陆续出台，差距将会逐渐缩小。

2.2锂离子电池

锂离子电池由于其高电压、高能量密度、独特的物理化学特性，在社会生活和国防军事方面得到了越来越广泛的运用。根据电解液的不同来分，主要有液体电解质锂电池和聚合物电解质锂电池两种，一般应用的聚合物电池；根据聚合物的不同来分，主要有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元锂等。锂离子电池的主要优点有：重量轻、比能量大、无污染、无记忆效应、使用寿命长等。在同体积重量情况下，锂电池的蓄电能力是镍氢电池的1.6倍，从理论角度看，目前的技术水平只开发了锂电池总电量的25%，具有广阔的开发前景。同时作为一种真正意义上的无污染电池，顺应了节能环保的大趋势，具有广泛的市场前景。我国从二十世纪九十年代开始开发和利用锂离子电池，至今已取得突破性进展，研制出了自主知识产权的锂离子电池。

2.3铅酸电池

铅酸蓄电池已有100多年的历史，广泛用作内燃机汽车的起动动力源，同时铅酸蓄电池也是成熟的电动汽车蓄电池之一。铅酸电池量高、体积大，但能量低，另外电池本身寿命短，需要经常更换电池。因此不少人认为其技术落后、污染严重，相比于其它类型的动力电池没有竞争优势。实际上，铅酸电池具有可靠性高、原材料易得、价格便宜、可以回收利用等特点。目前铅酸蓄电池主要应用在电动自行车、三轮车等领域，市场占有率超过90％。

3汽车动力电池发展策略分析

3.1成本降低方式——规模化

如何降低动力电池的制造成本，是困扰业界的主要难题之一。电池制造成本的主要路径有两种：一是通过电池技术革新推动电池体系优化，提升电池的使用寿命，以此降低成本；二是改变电池生产体系，利用规模化生产方式，形成规模经济，降低单位产品生产成本；三是实施资源回收战略。以特斯拉为例，因规模化生产18650圆柱电池（电池型号：直径18mm，长度65mm），其成本大约降低了40%左右。资源回收利用是居于生产环节的厂家降低生产成本，提升利润空间的重要方式。目前，动力电池回收体系尚不完善，以锂电池回收为例，锂电池回收成本高、产业链不完善、重复开发技术缺乏，是制约锂电池回收体系发展的主要障碍，在这方面锂电池回收可以借鉴铅酸电池的相关经验。

3.2商业发展方式——合作化

技术的发展需要成熟的生产链与资金链支撑，生产链与资金链意味着商业模式的变革与创新。“多方合作”是未来任何产业发展的必然要求。动力电池的生产经营可以考虑引入分散和整体的合作理念，支持小微企业的发展，让不同的生产厂家承担不同的电池生产职能，最终对零部件进行组装测试。拆分生产链，以此提高生产效率，降低企业风险。同时，多企业参与生产，可以调动各企业的积极性，发挥企业自主创新能力。合作化是动力电池企业发展无法避免的趋势，企业必须树立合作意识，变革生产与经营策略，更好地应对新能源汽车发展大势下的机遇与挑战。

3.3电池制造方式——智能化

大数据与人工智能技术飞速发展，必将颠覆各行各业的生产，包括动力电池在内的新能源汽车零部件制造走向智能化是技术所趋。整合动力电池的研发、测试、生产与销售使用的全过程信息，利用大数据技术进行挖掘分析，从中找出相关性关系，以此产生更大的价值。智能化是制造业转型升级的必然路径，通过配备可部分自主决策的机器取代人力，工厂的生产效率和规模将会进一步跃升，同时降低了人力成本和工作失误率，提高了企业的利润空间。以无人化、可视化和信息化为主要特征的智能化制造是动力电池制造不可缺少的变革方向。另外，对于电池系统开发、测试、制造、售后过程的数据监测和控制将有效保证动力电池的可靠性和稳定性。

结语

电动汽车电池是现今汽车行业重要的储能装置，而其需要一定能量对驾驶周期进行满足，也需要达到车辆所制定的加速性能功率。未来电动汽车是汽车行业发展的主要趋势，因而对电动汽车电池进行研究也是具有十分重要的现实意义的。

参考文献：

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