今年對(duì)動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)是充滿“噩耗”的一年,不但在全國(guó)多地上演了數(shù)起自燃、“趴窩”事件,給車主帶來(lái)了嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失,10月的一起火災(zāi)更是讓車主與“死神”擦肩而過(guò)。
不久前,一位杭州的滴滴司機(jī)正駕駛著一輛充滿電的新能源面包車送學(xué)生去上課,進(jìn)入浙江工業(yè)大學(xué)屏峰校區(qū)后,儀表盤(pán)突然顯示電瓶故障。司機(jī)和乘客急忙下車,一分鐘后,車身便開(kāi)始冒煙起火。待消防車趕到時(shí),熊熊烈火已經(jīng)完全將車身包圍?;饎?shì)得到控制之時(shí),雪白的車身早已焦黑得不成原形。
專家認(rèn)為,新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中,電池是極為核心的一環(huán),汽車自燃,很多時(shí)候,是電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)(BMS)出了問(wèn)題。
研發(fā)、量產(chǎn)都是門(mén)檻
電池、電機(jī)、電控是新能源汽車最核心的技術(shù),其中,電控中最核心的技術(shù)是電池管理系統(tǒng)(BMS),坊間常用這樣的案例來(lái)解釋BMS的重要性:特斯拉電池來(lái)自日本松下、電機(jī)的供應(yīng)商是中國(guó)臺(tái)灣廠商,而只有BMS(電池管理系統(tǒng))是特斯拉自主研發(fā)的核心技術(shù)。
在動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)中,電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)負(fù)責(zé)電池參數(shù)監(jiān)測(cè)、電池狀態(tài)估計(jì)、在線故障診斷、充電控制、自動(dòng)均衡、熱管理等等,作用是通過(guò)導(dǎo)熱介質(zhì)、測(cè)控單元以及溫控設(shè)備構(gòu)成閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng),使動(dòng)力電池工作在合適的溫度范圍之內(nèi),以維持其最佳的使用狀態(tài),用以保證電池系統(tǒng)的性能和壽命。
因此,如果電池的熱相關(guān)問(wèn)題沒(méi)能得到妥善解決,那么生產(chǎn)制造時(shí)的缺陷或使用中的不當(dāng)操作都有可能造成電池局部過(guò)熱,引起連鎖放熱反應(yīng),若不能進(jìn)行有效散熱,就更容易引發(fā)冒煙、起火甚至爆炸等熱失控事故。
“動(dòng)力電池的研發(fā)團(tuán)隊(duì)再厲害,如果量產(chǎn)做不好也是有問(wèn)題的?!币晃恍履茉雌噺臉I(yè)人士告訴《IT時(shí)報(bào)》記者,量產(chǎn)出現(xiàn)困難的癥結(jié)就在于工藝問(wèn)題。就拿三元鋰電池來(lái)說(shuō),分別有方形、圓柱和軟包三種類別,和前兩種比起來(lái),軟包電池模組的能量密度比較高,但密封性就相對(duì)較差,如果行駛到高海拔地區(qū),就容易出現(xiàn)脹氣、鼓包、漏液的情況,“通常電池管理系統(tǒng)(BMS)會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池模組內(nèi)各個(gè)電芯的電壓、放電電流、溫度等參數(shù),照理說(shuō)不會(huì)輕易出現(xiàn)自燃的情況。出現(xiàn)問(wèn)題,主要還是電池的一致性很難做好?!?/p>
上述業(yè)內(nèi)人士表示,廠商首先要對(duì)電芯進(jìn)行分選,挑選出電壓、內(nèi)阻、能量密度等都達(dá)標(biāo)的電芯,再進(jìn)行堆疊等一系列的步驟將其制成電池模組。如果是軟包的電池模組,里面可能有幾百片電芯,那一致性就會(huì)更難控制。而且一致性不達(dá)標(biāo)的電芯不能被用在動(dòng)力電池上,也許會(huì)轉(zhuǎn)作儲(chǔ)能等方面的用途。
“舉個(gè)例子,當(dāng)電芯之間的電壓不一致時(shí),電池的容量就會(huì)受到影響。比方說(shuō)有一款電池是4伏的,電量充到了80%,假如其中有一片電芯是3.6伏的,那它可能只充到了60%的電量,但BMS監(jiān)測(cè)到有的電芯已經(jīng)充到80%了,可能就會(huì)以此為標(biāo)準(zhǔn)把電源切斷,結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電池沒(méi)有充滿電?!痹撊耸空J(rèn)為,像杭州發(fā)生的那種自燃事故,多半是電池內(nèi)的電子元器件不好才導(dǎo)致了過(guò)度充電。
行業(yè)門(mén)檻凸顯
“從我們供應(yīng)商的角度來(lái)說(shuō),可以深刻地感覺(jué)到寒冬已至,9月的情況也不是很樂(lè)觀,不知道年底‘翹尾’會(huì)是什么樣子,目前還很難判斷?!比涨霸诤莸虑蹇h舉辦的2019全球未來(lái)出行大會(huì)上,株洲時(shí)代電氣股份有限公司汽車事業(yè)部副總經(jīng)理周曉暉回顧了上半年的新能源乘用車市場(chǎng)后發(fā)出了如上感慨。
通常來(lái)說(shuō),每年的7~8月都是汽車市場(chǎng)的銷售淡季,于是車企習(xí)慣在9月末搞一波促銷,來(lái)帶動(dòng)第四季度的熱銷,也就是上述的“翹尾”。不過(guò),根據(jù)周曉暉給出的新能源汽車電控、電機(jī)的裝機(jī)量數(shù)據(jù)來(lái)看,零部件的成本正在漸進(jìn)底線,譬如電機(jī)控制器的價(jià)格已從2010年的7.6美元/千瓦降至3.3美元/千瓦,與此同時(shí)控制器的功率體積密度又在持續(xù)走高,現(xiàn)有技術(shù)接近瓶頸,專業(yè)壁壘、行業(yè)門(mén)檻開(kāi)始出現(xiàn)。
“資本也在重新考慮在行業(yè)的投資重點(diǎn),開(kāi)始更多地往上游產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移,像功率半導(dǎo)體、電容、傳感器這些?!敝軙詴熣f(shuō)道。
湖州市在動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)上有先天優(yōu)勢(shì)。在鉛酸動(dòng)力電池領(lǐng)域,當(dāng)?shù)赜刑炷堋⒊纱簖堫^企業(yè),產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)70%以上;在鋰離子動(dòng)力電池領(lǐng)域,湖州市現(xiàn)有微宏、超威、天能、天豐、遨優(yōu)、創(chuàng)亞、伊卡等十多家生產(chǎn)企業(yè)。
中航鋰電CMO謝秋表示,雖然新能源汽車的補(bǔ)貼退坡了,但是動(dòng)力電池的技術(shù)迭代速度并不會(huì)放緩,“研發(fā)一款電池模組就是幾個(gè)億下去了。如果電池的能量密度提升了,那就可以分?jǐn)傠姵貧んw的成本。但是現(xiàn)在又出現(xiàn)了一些‘變異’的規(guī)格,因?yàn)檎噺S拼命想把電池的每一毫米都填滿,恨不得把電池變成水?!?/p>
諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者吉野彰曾預(yù)言,未來(lái)第四次工業(yè)革命將是鋰電池、AI和IoT的統(tǒng)一。而如今鋰價(jià)跳水,價(jià)格一降再降,動(dòng)力電池開(kāi)始經(jīng)歷最劇烈的行業(yè)洗牌期。周曉暉判斷,接下來(lái)應(yīng)該從供應(yīng)鏈上游開(kāi)始行業(yè)整合,供應(yīng)商與主機(jī)廠分工逐漸明晰。“年年難過(guò)年年過(guò)”,整個(gè)行業(yè)也是時(shí)候做出準(zhǔn)備了。