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王耀:中国汽车动力电池发展路线图介绍

  • 2016年11月03日 17:56

国联动力电池研究院规划部部长 王耀

谢谢董会长,各位来宾,下午好!根据会议组的要求我介绍一下我们动力电池的发展路线图。
    首先做一个自我介绍,我是国联汽车动力电池研究院的规划部部长兼董事会办公室主任。我主要是负责跟一些战略规划相关的工作。汽车动力电池的路线图之前是由汽车工业协会先给我们国联研究院下达一个行业上的战略任务。最终是并入我国“中国制造2025”,中国汽车动力电池路线图。
    我简单做一个介绍。这是整个路线图的制定历程。从去年6月份开始,我们找了汽车行业的专家和电池行业的专家,分别从需求端还有一些研发端来进行研究,比如说2020年的技术指标能够达到一个什么地步?我们国联研究院主要是负责前期初稿和一些指标的制定。
    3月份我们向工信部和行业专家汇报了这本路线图,后面是交给了黄老师,他们在帮我们进一步完善。
    这大概是我们的路线图,核心是说到2020年能量型的电池系统要做到250Wh/kg,成本做到1块钱/瓦时。整个路线图的题目比较大,因为时间的问题,我想说一下我们的核心内容,抛出一个问题,采用纯电动方案的一款国民车,如果不依赖财政补贴,那么经济性和使用便利性又要和同级别燃油车相当,我们动力电池该如何发展?
    下面先介绍一下背景,目前我们从市场上来看,混动汽车其实已经实现了商业化,那么插电式的混动汽车,纯电汽车和燃料电池汽车还处于推广应用阶段,什么是推广应用,也就是脱离不了国家补贴。根据国际能源署的一些预测数据,大概2020年以后新能源汽车将会步入普及应用阶段,包括后期的燃料电池汽车,它的市场也会大幅的提升。
    这是我们国内的情况,我国的节能与新能源汽车进行这么多年的推广应用,已经取得一定的规模。从去年开始我们新能源汽车推广数量是全球第一。那么今年前三季度产销量非常达到30万辆和28.9万辆。未来预测我们国家很可能是全球第一的新能源汽车的市场。看看国内产业动力电池发展情况,今年前三季度装机量新能源,动力电池在新能源汽车的装机量达到11.99GWH,去年前三季度我统计一下是8—9GWH。随着今年产业政策的调整的影响,不会像2015年比2014年这样大的涨幅,但是也是一个质量调整的过程。今年预计会比去年还要再高一些,预计可以达到20GWh。
    看看国内一些企业的情况,我们取样考察了2015年汽车动力电池装载量靠前的10家电池企业,总装机量综合是是9.77GWh,占总装载量的62.65%。上述10家电池企业在2016年前三季度总装载量8.66GWh,占比达到72.23%。这说明我们产业的集中度在集中提升的。
    再看看我们技术体系。从整个新能源汽车动力电池装载量来看,还是以磷酸铁锂为主,去年是69%,今年是72%,这也是和国内产业结构调整有一定的关系。从纯电动乘用车角度来看,还是以三元材料的电池为主,去年是57%,今年是54%。
    再看看日本动力电池的发展路线,到2020年日本计划比能量系统达到250wh/kg,成本两万日元,跟我们刚才提到的路线上的一个技术指标,基本一致。美国近期发布了一个动力电池产业发展计划,对2012年发布了EV产业计划有一个较大的调整,提到250wh/kg,125美元/千瓦时,到2016年提出比能量要翻一倍,成本还要进一步下降,这个可行性我个人还是持保留的态度,达到这个系统比能量,可以说锂离子电池已经没希望的,这一块我们也会进一步跟进。
    这是全球来看,一个纯电动乘用车的发展趋势,大概近几年主流的车企,其实我提出“两个三”,一个是三万美元左右,一个是三百多公里的续势里程。
    下面抛出一个问题,我们纯电动国民车的一个市场化之路应该怎么走?首先看一下我们燃油车与同级别电动车成本核算。目前可以看出来,从成本上来说,电动车的成本是高于燃油车的。我们如果把这个电池给它拿下来,可以再算一下成本,基本上差不多。也就是说我燃油车加上一台整车跟把电池拿出来以后成本一样,至少目前我统计的数字误差不超过10%。
    下面就有问题了,这块电池谁来买单。目前基本上看来是我国的财政补贴在做这方面的工作。其他还有一些未来一些未来可能的买单方,比如说一些使用成本的优势,通过一些油电的差价,如果我们尽力一个电池梯次回收体系,你再给它回收也会有一些收益。甚至还有一些政策红利,比如说财政补贴,以及新能源积分。
    根据这个思想,我个人做了一个计算表,这是我们350wh/kg的单体电池,成本单体电池降到7毛钱到底是怎么来的?可以看出这张表,这是一个车型表,这是参数输入表,所有的参数都是通过我们整车企业,以及系统企业综合调研的结果,这一张表是输出表,全部都是由这一张输入表严格计算来的,没有一个字是手动输进去的。所以我们动力电池需要什么样的指标,完全是看我们的需求。建立这个标准以后,纯电动续势里程需求,上面终止的时候达到320公里,那就相当于出场的时候续势里程做到400公里。电池系统整车质量比达到20%,通过这个张表计算出来了系统比能量需要达到250wh/kg,系统成本需要达到1块/wh,电芯比能量达到357以上,电芯的成本达到7毛钱以下。这是我们350wh/kg的电芯,电芯成本到6毛钱的一个理论依据。这是我们刚才说的谁给电池包买单。我在这里列一个财政补贴,我预计2020年财政补贴没有,能买单一个是使用成本的优势,也就是你节约的优势。节约优势两个,一个是油量差价,一个是新能源保养成本低。还有一个是电磁利用收益,这就是我们电池包能承受的成本的上限。
    我们根据这个表进行一些调整,我们不只是续势里程,也不是电动汽车整车质量比决定我们电池的目标。比如说我们调一下电耗水平,现在1.5吨的一辆车,15KWH/100KM。大家至于看这一块,我调到10度电这边会怎么变?可以说我系统比能量可以从原来的250wh/kg降低到167wh/kg,系统的成本上限可以从从1块钱提高到1.58块钱。我看一下我的充电价格,现在我估算的是一块钱,目前我们的充电桩外边可以充上的电大概是2块。加上在家里一些,可能五毛钱左右的电,平均下来是一块电。如果充电价格调到2块钱,系统成本的上限,从一块钱锐减0.64元,单体成本降到0.65元,这基本上不可能,我们平均的充电价格不可能涨到2元以上。这是我们做的一些理论的计算。
    基本上我们可以看到,如果说我们想提出在全生命周期的经济性,接近传统燃油车的纯电动乘用车,包括纯电动乘用车续航里程达到400公里,电池系统成本只要降到1元以下。同时在不显著增长整车重量的情况下,系统比能量至少要提高到250wh/kg以上。这是我们一些指标的来历。
    那么我们整个动力电池产业发展目标。一是实现技术升级,因为刚才我们提到,你的技术指标如果达不到那个地步,你永远脱离不了财政补贴,永远不可能跟燃油车在纯市场环境下竞争。再说严重一点,可能我国近几年在新能源汽车上所投入大量的财政补贴,可能会在2020年以后打水漂。所以第一步是锂离子电池要实现技术电池,达到我们刚才提到的技术指标和成本指标。同时国内的电池企业也需要增大技术的规模,希望到2025年具有一些具有国际竞争力的大型公司。同时可以看到美国的技术路线图在今年已经做了变更,把他们2012年目标提到了他们2020年1.5瓦时,另外他们的系统比能量大幅度提升,这是新体系电池的研发加重。
    简单说一下路线,锂离子电池主要是在正负极材料上需要一些高容量的研发,还有高容量的电池需要解决高容量,高电压的问题。新体系电池也要关注锂硫电池,锂空气电池,全固态电池。如果真的2020年美国拿出500wh/kg的电池系统,我们根本没有余力跟大家打价格战。电池是按瓦时算的,电池的主要成本来自于材料,材料是按照公斤计算的。所以你的技术比别人落后,你的成本必然比别人高,打价格战的机会都没有。
    验证测试,要建立全生命周期的一些设计规范,包括我们智能制造,包括共性问题,动力汽车的标准体系,尺寸规格的标准化,智能制造的标准,同时像动力电池的回收利用。回收利用体系是一个比较大的收益,还有一些技术科学需要研发,因为时间关系介绍到这儿谢谢大家!

(根据现场速记整理,未经本人审阅)

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