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从车展看应用电池4大趋势

2018-05-15 11:59:31来源:汽车之家责任编辑:杜俊仪 点击量:
 
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[桂平汽车网 用车]车展不仅是各款新车争奇斗艳的舞台,同时也是新技术趋势的风向标。根据展会主办方统计,今年亮相北京车展的新能源汽车有174台,阵容相比2017年上海车展(159台)和2016年北京车展(147台)有所扩大。发展新能源已成为车企的主旋律,背后的核心动力尤其不能忽视,我们就来看看新能源汽车动力电池的技术应用趋势。

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● 三元锂电池占主场

本届北京车展上首发/上市的纯电动车型中,基本清一色采用三元锂电池。早几年前的车展上,磷酸铁锂还能和三元锂平分秋色,现在已经逐渐退出新能源乘用车市场。有两个明显的转变代表是,原来磷酸铁锂阵营的坚守者比亚迪,展出的新车都是采用三元锂电池。聆风在国内的换标产品启辰晨风原采用锰酸锂电池,而另外一款与聆风同平台的最新车型轩逸·纯电则换成了三元锂电池。

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对于乘用车来说,续航里程、空间、充电效率等体验都非常重要,因此,相比磷酸铁锂、锰酸锂等,三元锂电池凭借更高的能量密度、更好的低温放电性能以及更高的充电效率等优势,在乘用车应用领域一骑绝尘。

从已公开续航里程信息的33款车型来看,90%产品的综合续航都在300km以上,这主要得益于动力电池能量密度的提升,以及整车进一步轻量化、低阻化。400~500km续航的车型也有不少,其中一半是概念车,400~500km有望成为市场上主流的续航区间。

北京车展上续航里程≥400km的部分首发/上市纯电动车

车企

车型

续航里程

电池类型

电池容量

长江

中型SUV

500km

中型轿车

560km

广汽三菱

E-more

400km

华泰

圣达菲7-XEV520

400km(工况)

三元锂

一汽

红旗E-HS3概念车

500km(等速)

北汽新能源

EU5

415/450km(工况)

三元锂

EX3 Concept

500km(工况)

三元锂

EX5

415km(工况)

三元锂

54kWh

日产

IMx概念车

600km

长城

WEY-X概念车

530km

云度

云度π7

400km(工况)

三元锂

江淮

iEVA50

330/400km

(工况)

三元锂

47/60kWh

宝马

iX3概念车

400km

i Vision Dynamics

600km

大众

I.D. Vizzion概念车

665km

111kWh

捷豹

I-PACE

500km(工况)

三元锂

81kWh

表格制作:汽车之家 新能源频道

注:表格根据公开信息整理,部分车型的续航里程未公布路况条件

2017年工信部发布《中国汽车产业中长期发展规划》提出,2020年电池能量密度要达到300Wh/kg,系统比能量力争达到260Wh/kg,鼓励动力电池向高能量密度技术方向发展。从中汽中心发布的信息来看,2018年至目前的装车数据中,电池系统能量密度较2017年有明显提升,纯电动乘用车能量密度从107.6Wh/kg升高到118.8Wh/kg。

车展上的新品,通常最能反映出新的动力电池技术应用趋势。已有公告信息的车型中,绝大多数产品的电池系统能量密度在140Wh/kg以上,这也符合补贴政策的引导,140~160wh/kg的车型能获1.1倍的补贴。海马新推出福美来E7的电池系统能量密度相较最高,官方信息显示为180Wh/kg。但电池的能量密度和安全性是一对矛盾体,能量密度越高,企业在安全性方面就越要注意。整体来看,量产新车应用的电池水平离260Wh/kg的目标值还有一定差距,行业内多位电池专家评估技术趋势后,认为达到能量密度的单一目标是有可能的,但均衡安全性、电池寿命及成本等综合指标则有较大难度。

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从2013到2017年,动力电池系统成本下降了约三分之二,三元电池组的价格为1.4~1.5元/Wh。反映到产品性价比上也有明显变化,三四百公里续航的车型,价格大多数锁定在10来万的区间。例如北汽新能源最新上市的EU5纯电动车型,工况续航415km的R500版本补贴后从12.99万元起售。随着电芯能量密度提升和系统设计的优化,动力电池制造成本还将不断下降,2020年纯电动汽车电池系统单价有望降至1元/Wh,届时10万元以内买到续航四五百公里续航的车型将不是难事。

● 燃料电池应用进程加速

除了相对成熟的锂电池,燃料电池技术应用也开始落地,北京车展首次亮相的三款氢燃料电池车型包括爱驰RG宝马X7概念车现代Nexo。再算上往年展出过燃料电池车的丰田本田、上汽等,参与的企业和车型都在增多,起码从产品层面来看,燃料电池车离消费者又近了一步。

在RG正式亮相之前,爱驰汽车官方就公布过这款车的续航里程高达1200km,但这是60km/h等速条件下的续航里程,120km/h等速条件下,RG续航也能达到600公里以上。RG是通过燃料电池技术来实现如此长的续航里程,和通常氢燃料电池堆不同的是,RG燃料电池系统是重组式甲醇燃料电池,即加注甲醇后重组转换成氢,氢燃料电池堆系统则是直接加氢。根据RG燃料电池供应商SerEnergy官方网站的消息,其系统效率为40-50%,燃料加注时间只需3分钟。在RG应用之前,SerEnergy曾为Fiat 500 提供了一个燃料电池増程器,使得其里程达到800公里。

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作为一家新造车势力,爱驰汽车在RG这个平台上走了一条与众不同的技术路线,但目前公开的信息有限,具体技术水平有待观察考验。官方表示现在就可以接受预定,采用定制化限量生产,车身纯手工打造,最快今年年底前可以交付。

宝马X7概念车采用了氢燃料电池系统,未来这套动力系统有望应用于量产车型上,但目前还没有公布详细的性能参数。宝马研发氢燃料电池技术已有30多年时间,最早在2007年推出了世界首款氢动力豪华高性能轿车氢能7系,续航里程可达700km。后来在2015年,宝马展示了基于宝马i8和5系GT车型的氢燃料电池原型车,并表示相关的量产车型会在2020年正式推向市场。

Nexo现代汽车第二代氢燃料电池车,对比第一代途胜Fuel Cell,效率提升,空间更小,重量更轻,低温冷启动范围更广,续航里程更长。现代官方在今年百人会论坛上介绍这款车提到几项“之最”:世界最高系统效率60%;世界最高续航里程800km(1次加注,NEDC市内运行标准);世界最高水平储氢罐5.7wt%(存储的氢燃料的重量与储氢材料的重量比为5.7:94.3)。

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再来对比国内燃料电池技术的发展情况,在该领域国家同样制定了技术路线图,其中提出了2020年要到达“最高效率60%”、“冷启动温度-30℃”、“寿命5000h”等多项指标。对比该技术路线图可以发现现代Nexo目前在效率、冷启动温度、耐久性等方面的技术水平,大约就落在中国2020年的技术目标上。

从全球范围来看,每个国家和车企都没有放弃氢能源和燃料电池汽车,中国也在大力加快氢燃料电池车的推广。由于燃料电池系统体积较大,国内目前的发展不是以乘用车为主,而是在大巴等公共交通领域,技术起点相对来说低一些,更容易快速切入。乘用车领域唯一入选工信部目录的氢燃料电池车轿车来自上汽荣威品牌,整体来看,国内的燃料电池技术还有待大力发展。

四款概念车官宣续航≥1000km

本届车展还有4款新车号称续航里程达到1000km及以上,分别是长江EV概念车C10、正道K50概念车、正道HK GT概念车以及正道H500概念车,但上述车型并未公开是何种工况条件以及详细的技术路径。单凭目前的锂电池技术还难以支撑如此高的续航里程,长江此前在客车领域已研发了相关的氢燃料车型,不排除这款展出的轿车

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