編者按:動力電池上下游產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展的問題,行業(yè)已形成基本共識。汽車制造商應(yīng)與電池企業(yè)開展密切合作,更深入地了解電池單體,進行更全面的評估;電池企業(yè)應(yīng)該研究相應(yīng)的用戶需求,對電池性能做精細化開發(fā)。
“電動汽車用動力電池需要達到車規(guī)級。”中國汽車工業(yè)協(xié)會原常務(wù)副會長董揚的呼吁,盡顯車規(guī)級動力電池的必要性。
前不久,來自整車、動力電池、電池材料、電池裝備、電池系統(tǒng)等方面的專家代表在“車規(guī)級鋰離子動力電池系列標(biāo)準(zhǔn)研討會”上,共同向行業(yè)主管部門建議,盡快啟動相關(guān)項目。
在我國汽車市場,動力電池行業(yè)隨新能源汽車的推廣一路高歌猛進,為何此時行業(yè)人士將焦點放在了“車規(guī)級”上?
■從消費類電子到電動汽車傳統(tǒng)要求無法滿足現(xiàn)有使用場景
“符合汽車使用需求的零部件定義為車規(guī)級”,行業(yè)人士對于車規(guī)級的概念應(yīng)該并不陌生。董揚稱,就汽車用動力電池而言,應(yīng)該有以下要求:一是產(chǎn)品合格率應(yīng)達到ppm級;二是產(chǎn)品一致性應(yīng)達到可不分檔使用;三是產(chǎn)品的耐候性,應(yīng)能滿足汽車產(chǎn)品在南方北方、冬天夏天的使用要求;四是產(chǎn)品的耐久性,應(yīng)達到10~15年;五是產(chǎn)品的成本,應(yīng)該在大批量應(yīng)用的前提下,比原先在其他領(lǐng)域使用降低1個數(shù)量級。
中關(guān)村新型電池技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟秘書長于清教介紹稱,2013年,我國動力電池企業(yè)只有40余家,且基本是從3C鋰電池領(lǐng)域轉(zhuǎn)型而來。之后,由于新能源汽車產(chǎn)業(yè)集中爆發(fā),加之政策支持,2015~2016年動力電池企業(yè)投資布局達到高峰,當(dāng)時全國動力電池企業(yè)超過200家。企業(yè)數(shù)量高速增長的背后不僅僅是行業(yè)格局散亂、產(chǎn)能盲目擴張、粗放野蠻發(fā)展的現(xiàn)象——中國動力電池創(chuàng)新聯(lián)盟副秘書長、中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進聯(lián)盟副秘書長王子冬告訴《中國汽車報》記者,從消費類電子產(chǎn)品到電動汽車,使用場景的不同導(dǎo)致了對動力電池要求的差異,但之前行業(yè)并沒有意識到這一點。比如,由電池單體變?yōu)槌砂偕锨€一起使用,一致性要求大大提高;在室外使用,耐候性的要求大大提高;整車使用壽命遠高于一般家用電器,動力電池壽命需提高;此外,動力電池還需要更低的成本和更高的產(chǎn)品合格率。
從某種意義上說,消費類電子產(chǎn)品沒有規(guī)定而電動汽車提出要求的內(nèi)容,決定了什么是車規(guī)級。比如,消費類電子產(chǎn)品對電池按照A、B、C、D、E等級進行分類,但電動汽車用動力電池根本不允許分級,而是追求合格率,并且必須是100%合格。
提出要做車規(guī)級動力電池的蜂巢能源,對車規(guī)級也有自己系統(tǒng)的思考。“車規(guī)級動力電池工廠需區(qū)別傳統(tǒng)電池廠,規(guī)劃之初就以汽車為服務(wù)目標(biāo)。”在蜂巢能源總經(jīng)理楊紅新看來,必須制定全新的電池制程規(guī)范和工藝標(biāo)準(zhǔn),以達到車輛使用的安全要求。王子冬坦言:“這些概念都是車規(guī)級層面,而非普通電池層面的要求,傳統(tǒng)的汽車行業(yè)質(zhì)量管理體系已不再適用于當(dāng)下的發(fā)展。”
■阻礙行業(yè)健康發(fā)展達標(biāo)車規(guī)級迫在眉睫
單體鋰電池在消費類電子產(chǎn)品領(lǐng)域的表現(xiàn)尚可,但當(dāng)其主要應(yīng)用場景轉(zhuǎn)為電動汽車,需要幾百甚至上千個電池串、并聯(lián)使用時,很多問題就開始凸顯。缺少車規(guī)級意識,導(dǎo)致電動汽車產(chǎn)業(yè)在發(fā)展過程中遇到了諸多挑戰(zhàn),比如產(chǎn)品安全性、可靠性、一致性、適應(yīng)不同氣溫等方面。董揚表示,鋰電池自身化學(xué)反應(yīng)的特殊性及復(fù)雜性,電芯制造過程中的環(huán)境控制的復(fù)雜性以及車輛使用的惡劣條件是造成上述問題的共同作用因素,它們嚴(yán)重阻礙和影響了行業(yè)的健康發(fā)展。
新能源汽車起火事故頻發(fā),私人消費市場對產(chǎn)品接受度不高等問題的產(chǎn)生,在一定程度上就源于此。王子冬告訴記者:“從設(shè)計開始,我們對動力電池的認(rèn)識就有問題,認(rèn)為產(chǎn)品做出來就存在不一致,但車規(guī)級電池不允許不一致。這兩種理念完全是不一樣的,所以才出現(xiàn)這么多問題。”
舉例來看,傳統(tǒng)消費類電子產(chǎn)品的電池單體容量一般2.8~3.2Ah;動力電池單體則通常超過50Ah,純電動車單體容量可達100Ah,其電芯失效幾率比消費類鋰電池至少放大200倍。換言之,假如消費類電池單體存在萬分之一電芯安全失效可能,應(yīng)用在動力電池上就是2%。這樣高的安全隱患,是任何一家車企都不可能接受的。
■車規(guī)級是系統(tǒng)工程行業(yè)必須奮力追趕
王子冬向記者強調(diào),車規(guī)級不是一項標(biāo)準(zhǔn),而是一個系統(tǒng)工程,涉及很多方面,包括材料級別、裝備、電池結(jié)構(gòu)設(shè)計、使用、維護、后期利用、回收等。據(jù)他介紹,2018年行業(yè)就啟動了實現(xiàn)動力電池車規(guī)級的相關(guān)工作,成果之一便是今年10月25日,中國汽車工業(yè)協(xié)會、中國汽車動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟與中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進聯(lián)盟組織編制的《電動汽車安全指南》(2019版)(以下簡稱“《指南》”)。據(jù)了解,《指南》從電動汽車全產(chǎn)業(yè)鏈條和全生命周期入手,梳理了電動汽車的各種安全風(fēng)險,參考現(xiàn)有國際國內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),匯集一線專家的經(jīng)驗編制而成,目的是給從事電動汽車開發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)從業(yè)人員,以及服務(wù)保障人員和廣大消費者進行指導(dǎo)和提供參考。
動力電池如何達到車規(guī)級,董揚有更為詳細的表述:“一方面,需要在產(chǎn)品的設(shè)計過程中充分考慮使用要求,進行精細的設(shè)計和充分的試驗驗證;在制造過程中,需要采用可以保證產(chǎn)品性能一致性的工藝與裝備,必須建立嚴(yán)格的質(zhì)量管控體系;同時還需要嚴(yán)格控制成本,原材料和制造設(shè)備的選擇,都需要兼顧成本和性能、質(zhì)量。另一方面,性能、質(zhì)量和成本的綜合平衡要從全產(chǎn)業(yè)鏈和全生命周期來考慮。要考慮在哪一道工序采取措施可達到更好的效果和更低的成本。不但需要在產(chǎn)品設(shè)計制造過程中達到性能、質(zhì)量和成本的綜合要求,還需要在產(chǎn)品使用過程中,進行必要的維護和教會使用者如何使用。要達到車規(guī)級,我們需要全產(chǎn)業(yè)鏈和全生命周期的生態(tài),車規(guī)級絕不單單是對電池單體的設(shè)計、制造要求。”
對于動力電池上下游產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展的問題,行業(yè)已形成基本共識。一汽集團新能源開發(fā)院電池研究所主任孫煥麗呼吁:“汽車制造商應(yīng)與電池企業(yè)開展密切合作,更深入地了解電池單體,進行更全面的評估;電池企業(yè)應(yīng)該研究相應(yīng)的用戶需求,對電池性能做精細化開發(fā)。”
王子冬表示:“國外企業(yè)已搭建起動力電池車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)體系。我們現(xiàn)在必須奮力追趕,避免‘起個大早、趕個晚集’。”
原標(biāo)題:從快速推進到規(guī)范發(fā)展 電池行業(yè)面臨過關(guān)考