电动汽车电池的霸权之争(上):日本的技术、欧洲的标准、美国的政策

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时间:2010年3月1日 | 点击(4459)

  译自:2月9日【日本】日经BP社
  编译:电子贸促会 王喜文

  尽管车用锂电池正在朝着批量化生产方向发展,但是它依然是一项发展中的技术。目前锂电池所采用的材料及形状、性能各式各样,各个厂商一边摸索着最佳规格,一边进行着深度研发。其中,德国已经启动了针对电动汽车(EV)与锂电池的国际化标准研究。

锂电池的4R事业

  在2009年10月举办的东京车展上,日产与住友商事宣布:双方将共同探讨锂电池的再利用问题。双方将这一合作称为“4R事业战略”——回收的锂电池将在电动汽车上实现“再利用”;组装成家用蓄电池等不同用途后“再销售”;将电池进行拆解,根据需求重新“再生产”。也就是以原材料回收再利用为目的的4个“Recycling”。

  日产开始这项研究的初衷源于锂电池的成本问题。三菱汽车生产的电动汽车“iMiEV”售价459.9万日元,其中电池成本为200万日元,约占汽车售价的一半。在车用锂电池市场的初始阶段,售价较高不可避免。但日产认为如能预测未来回收量,其回收部分就可以控制新产品的价格。价格下调之后,就可以快速普及,批量化生产之后,就可以实现相对较低的成本。

  日产表示,2010年下半年上市的电动汽车“Leaf”的售价将“与同等级别的汽油汽车存在可竞争性”。恐怕声明的这一价格不包括电池。也就是说,汽车售价中不包含电池价格,电池需要另行租赁。这种所有权不转移的租赁方式更利于电池回收。这与正在推进研究的锂电池4R事业构想相吻合。

  这种商务模式的出发点是锂电池的较高剩余使用量。镍镉电池与镍氢电池在未充分放电状态下反复充电时,在“电池记忆效应”的影响下,老化速度将加快,其电池容量将不断减少。但是,锂电池就不存在这样的问题。因为尽管锂电池也会渐渐地降低可充电容量,但属于“轻微老化”,影响微小。

  日产在美国进行的LA4模式的行驶实验中,承认其电池容量5年将减少约20%。实验中使用的锂电池容量为24kWh、行驶里程为160km。5年减少约20%的容量,也就是电池容量将不到20kWh、行驶里程不到130km。从数字来看,好像蒸发了很多,实际上老化的仅仅是容量,对输出几乎没有影响。这也表明,加速性能、最高速度不会受影响,因此行驶性能不会发生大的变化。

  行驶里程如果能够保证130km,短途行驶就根本没有问题。大多数用户还是抱有这一想法——“性能差不多就行,只要价格便宜”。他们也有可能像购买二手车一样选择二手电池。另外,电池容量20kWh相当于普通家庭两天的用电量,因此,当作家用蓄电池使用,也具有相当的价值。

欧洲意图尽早制定规格

  日产、三菱汽车等日本汽车厂商致力于与电机厂商成立合资公司,自主研发混合动力车(HV)、电动汽车中的最佳锂电池。锂电池技术诞生于日本,在手机、笔记本电脑等方面有着广泛的应用,日本企业也因此获得了全球市场上的很大份额。日本国内具备相当成熟技术能力的电池厂商也有很多。所以,可以说日本汽车厂商具备独自研发车用电池的最佳环境。

  另一方面,欧洲的汽车厂商也正在与电池厂商共同进行着研究,但共同出资成立的合资公司还很少见,大多欧洲汽车厂商还是习惯于根据需要进行采购。只有戴姆勒是一个例外,它与德国化学厂商Evonik工业集团共同成立了生产锂电池的公司。

  在围绕国际标准化的攻防上显露了日德意识上的差异。两年前,德国向国际电工委员会(IEC)与国际标准化机构(ISO)提交了车用锂电池规格方案。当时的德国既没有车用锂电池的商用业绩,也没有任何实验验证。对于日本而言,没有想到德国会率先提出规格方案。日本经济产业省的负责人表示:“日本总是在某种产品相对成熟之后才开始考虑其规格及标准化,而欧洲在产品化之前就开始制定对自己有利的商务概念。

  今后的环保汽车研发中锂电池是不可或缺的。这一点得到了世界上的共识。不能任由日本以电池为武器领航环保汽车竞争,恐怕也是国外厂商的共识。因此,德国先发制人。国际规格几乎都是由最先提出方的方案当作草案,某种程度上属于先发制胜。从外国采购电池,如果规格固定的话,容易进行交易。

  德国提出的规格方案之一是电池的安全性与耐用性,不满足基准,将要求其停产。另外,在德国提出的方案中必须检查电池组单元,该检查工作需要许多时间与成本。而日本则认为只需要检查安全性与耐用性就足够了。日本提出的这些主张得到了认可,估计在规格被正式制定前,德国方案会被进行大幅修改。

  另外,德国也提出了关于充电电压的规定方案。关于充电电压,日本于2005年开始推进实验检测,都是应用200V进行快速充电与家用充电。因此,日本希望将200V当作国际标准进行提案。但是,2007年末德国在日本之前提出了IEC中的400V方案。由于得到了欧洲范围内的广泛支持,使得400V成为国际标准的可能性加大。

  充电方面,电动汽车与充电器之间的通信协议、插座形状等也有必要标准化。日本希望将其国内已经取得统一的方式作为国际化标准,但是欧洲恐怕不会一下子接受,争论将会持续。(未完待续)

车身一侧与充电器一侧的形状不一致就不能充电,因此在公共场所增加充电器需要标准化

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