六、 可靠性與安全性難題 1. 電芯的容量和內阻離散性 即使經過嚴格篩選的退役電池模組,在重新配對成組為系統之后,由于大多數電芯都已進入生命周期

  六、 可靠性與安全性難題

  1. 電芯的容量和內阻離散性

  即使經過嚴格篩選的退役電池模組,在重新配對成組為系統之后,由于大多數電芯都已進入生命周期的中后期,其老化(劣化)速度不一,并且情況較剛出廠的電池要惡劣的多,突出表現為容量和內阻的差異越來越大,導致系統在可用容量和充放電功率方面越來越弱,可靠性問題嚴重。

  這種老化速度的離散性變化趨勢,嚴重時會使得產品的性能和壽命遠低于預期,增加產品的售后風險。那么在技術研究上面,除了上述已經談到了的分組和成組技術,還需要結合BMS的智能化管理和電力電子的功率變換技術,通過BMS在運行過程中去“感知”這種變化趨勢,并找出系統的短板,再通過電力電子技術去平衡或彌補“缺陷”,一定程度而言,可以延緩這種加速老化的趨勢,延長使用壽命。

  2. 潛在的安全隱患

  針對拆借后的電池模組,僅通過目視檢查,是無法發現一些安全缺陷的,如輕微脹氣、漏液、內短路、外殼破損、絕緣失效、極柱腐蝕等。如果這些安全缺陷不被檢查出來,相關模組用到新產品中,那么會導致新產品存在較為嚴重的安全隱患。采取簡單、快速而有效的檢查措施為拆解后的電池模組進行安全“體檢”,這是非常重要的測試工序。

  在新產品運行過程中,BMS仍然承擔著電池“家庭醫生”的角色,必須時刻對安全狀態進行監控,排查隱患,及時采取措施。在梯次利用市場,BMS的安全檢測功能顯得尤為重要,如同人到中年,身體自然不如年輕人那么健康,及時體檢,能夠發現大多數疾病的前兆。

  七、 梯次利用的市場和商業前景

  電動汽車動力電池的梯次利用,必須找到適合的市場,并能夠產生良好的經濟效益,這樣才能推動產業化的發展,實現真正的變廢為寶,最大限度的挖掘剩余價值。

  這個市場,不能是遠期的市場,而應該是當前存在的市場,且退役的動力電池在該市場中具備一定的產品競爭優勢,使得該市場中的相關企業有足夠的利益驅動,采用梯次利用的動力電池組作為部件。

  經過初步的分析,我們找到了動力電池梯次利用的3個潛在市場,這些市場既有足夠大的規模,也與電池產業息息相關(其主要部件就是電池組),動力電池的梯次利用技術可以與這些市場實現無縫對接,快速實現產業化。  

電動汽車動力電池的梯次利用分析

  1. 電動自行車市場

  經過20年的高速發展,中國電動自行車的市場保有量已經超過2億,是私家車200%,摩托車的160%,已成為我國民眾使用最多的交通工具?,F在以及未來很長時間,電動自行車仍然是解決城市農民工、三四線城市居民、以及我國廣大農村地區人口交通問題的主要載體。這么一個龐大的產業,其上下游產業鏈的年總產值超過2000億,是當之無愧的民生產業。它所帶動的就業、工業產值、GDP貢獻、稅收貢獻等,都是我們無法忽略的。當然,較低的行業門檻,快速增長的市場,也導致行業魚龍混雜,水平參差不齊,市場惡性競爭加劇,再加上售后服務及回收處理不到位,帶來了嚴重的環境污染問題。

  2014年,中國大約生產了2900萬輛電動自行車,較2013年下降了20%,是電動自行車市場第一次較大幅度的負增長。這一現象的背后,其實是中國電動自行車市場走到了行業巨變的路口。行業內的企業經過多年的價格競爭、渠道競爭、終端廝殺之后,雖然實現了部分企業的優勝劣汰,但整體上行業集中度不夠(前十名的市場占有率有總和不及50%)、產品競爭力不突出、同質化嚴重、核心優勢缺位、品牌價值不高、產品附加值低、增值服務缺失。

  隨著人均收入逐步提高,電動自行車市場日趨飽和,以及移動互聯網的日益普及等,消費者在購買電動自行車的時候,會更多的注重品牌、口碑、品質、外觀、性能、智能化等因素,這與我國智能手機市場的發展如出一轍。預計接下來市場會有一輪比較慘烈的洗牌,那些注重用戶體驗,開發高性價比產品,產品品質突出,善于利用互聯網樹立口碑并擴大影響的企業,將逐漸勝出,成為市場的領跑者甚至寡頭。產品的發展方向,將是智能化(聯網)、高性能(長續航里程/高瞬時功率)、高品質、長壽命、以及良好的用戶體驗。

  電池無疑是電動自行車的核心部件,當前市場,90%的車型采用鉛酸電池,約有10%的車型采用鋰電池。鉛酸電池的突出優點是價格低,能將整車價格拉低到2000元左右,滿足早期用戶的需求(對價格敏感)。但鉛酸電池作為動力來源,也有其固有的缺陷,如重量大、體積大、循環壽命短、容量衰減快、行駛里程短、充電慢等。鋰電池與鉛酸電池相比,在壽命、能量密度(行駛里程)、體積、重量、快速充放電等方面,具有明顯的優勢。近年來,隨著成本的下降,鋰電池在電動自行車領域的應用正呈現良好的增長勢頭。

  正是看到了這種市場變革和顛覆的趨勢,李一男帶著牛電科技切入電動自行車市場,試圖復制小米在手機市場的成功模式,以互聯網思維來造電動自行車,快速占領這個市場。毫無疑問,李一男抓住了一個快走到“風口”的行業,也深刻的理解用戶的“痛點”,同時以“錯維”優勢來參與競爭,萬事俱備只欠東風,就差一個讓市場“尖叫”的產品。

  牛電科技第一代產品小牛N1,采用的是松下18650鋰離子電池(與特斯拉電動車的電池同型號),手提式可拆卸pack設計,整體重量僅為12kg,同樣能量的鉛酸電池一般要50kg的重量。170節2600mAh電池組合起來提供了1560Wh的電量,續航里程因而達到了驚人的100km。但是價格嘛,也是相當驚人的,4999元(100公里版)。

  小牛N1相對于市場上已有的產品,顯然高了不止一個檔次,雖然不是顛覆性的,但確實有傲視群雄的資本??墒请妱幼孕熊嚸嫦虻挠脩羧?,對價格仍然是比較敏感的,3999和4999元的價格比市場上的普通產品高出50%~100%,無疑也會大大限制產品的推廣和普及。消費者是否愿意為了為小牛N1多掏1倍的錢,仍然是未知數。

  那么換個角度考慮,如果采用梯次利用的動力電池呢?  

電動汽車動力電池的梯次利用分析

  以上數據,僅僅是行業均值的粗略對比,并不是具體廠家的精確數據。從上表可以看出,采用梯次利用的動力電池,可以在價格、行駛里程(能量密度)、和壽命之間達到一個較好的平衡,從而更快速的推動鋰電池在電動自行車市場的應用。

  以2014年的數據為基數,假如有10%的電動自行車采用梯次利用的動力電池組,以每輛車配1kWh的電池組計算,那么年總需求可以達到290萬kWh(2.9GWh),與2014年我國電動汽車動力電池總量3.7GWh相去不遠,相關梯次利用的市場規??蛇_數十億元。

  2. 微型電動車市場

  這是一個野蠻生長的市場,也是目前監管空白的市場。電動汽車價格高高在上,并不是普通民眾能夠輕松承擔得起的,電動自行車又不能擋風遮雨,駕駛和乘坐舒適性無從談起,那么市場就需要一個這樣的產品,來銜接“低端”的電動自行車和“高端”的電動汽車,這就是微型電動車快速發展的基礎。

  微型電動車與電動汽車具有相似的車身構造和技術特征,因此在產業鏈的大多數環節都是可以共用的。微型電動車價格較低,與廣大基層民眾收入水平、消費升級趨勢、全國道路基礎設施完善相契合,因此微型電動車在我國三四線城市及農村地區大受歡迎。2014年,僅山東地區,微型電動車的產量即超過18萬輛,全國市場接近30萬輛。但微型電動車市場魚龍混雜、相關企業缺乏資質、產品質量低劣、使用重污染的鉛酸電池等問題,仍然限制了微型電動車的發展。目前市場上的微型電動車,大多售價在5萬左右,車速在40~60公里/小時,續航里程低于100公里,甚至低于80公里,電池容量衰減很快,安全隱患突出。

  在2015年之前,國家發改委、工信部等主管部門雖沒有明令禁止發展微型電動汽車,但是微型電動車不能進入《車輛生產企業及產品公告》,不能上汽車牌照,所以在官方層面仍然屬于受限制行業??上驳氖?,從去年以來,地方政府和中央政府已經充分認識到微型電動車的強大市場需求以及行業發展的不健康狀態,正逐步通過國家層面的法律法規和行業標準,以及地方的產業引導政策,將微型電動車納入監管體系,給予其“合法”的身份,促進行業規范有序的發展。

[責任編輯:趙卓然]

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