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HEV电池路线获关注镍氢电池对行业发展有重要意义
来源:火狐体育最新官网登录入口 | 作者:火狐体育全站app入口hiveyan | 发布时间: 2022-07-22 05:40:54 | 3 次浏览 | 分享到:

  自《节能与新能源汽车技术路线年发布以来,行业发展混动技术的热情在极短的时间内被再度点燃,及至2021年年底,几乎所有主流自主品牌车企都推出了自家的混动系统架构。而随着市场的发展,对混动系统专用部件的需求也成为题中应有之义。具体到电池上,混动汽车究竟需要什么类型的电池,又是什么因素决定着市场的选择?这些问题少有人谈及,但却很有必要深入探讨。

  近日,我国汽车业内历史最长、影响力最大的媒体——《中国汽车报》通过采访国内的整车和电池企业,推出汽车行业深度观察文章《按需定制前景向好——混动电池求同存异博弈市场》(作者马鑫张雅慧),指出不同混动构型电池需求各异,但都追求安全、高倍率、长寿命,镍氢、三元、磷酸铁锂将长期并存,镍氢电池对于行业发展具有重要意义。

  混动热潮席卷而来,据相关机构的统计,2021年上半年,我国混动乘用车(HEV)销量合计约为24.7万辆,同比增长72%,代表企业以本田系、丰田系为主,自主品牌车企暂未取得较大突破。但多家企业都推出了自己的技术和产品方案。不过,“混动”这一个语义包含了太多内容,不仅普通消费者容易一头雾水,即便业内人士想要在某一语境下厘清所指恐怕也需费一番工夫。目前来看,插电式混合动力汽车(PHEV)归入了新能源汽车序列,而混合动力汽车(HEV)则属于节能汽车的范畴。

  根据工信部2020年6月发布的《关于修改〈乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法〉的决定》,插混汽车可以获得1.6个新能源汽车积分;而混动汽车(HEV)则归入“低油耗乘用车”;同时,“2021年度、2022年度、2023年度,低油耗乘用车的生产量或进口量分别按照其数量的0.5倍、0.3倍、0.2倍计算”的规定也坚定了企业发展混动技术的决心。

  “混动对于零部件的需求非常独特,从大的构型来看,混动(HEV)和插混汽车对于电池的要求与纯电动汽车大不相同,而前两者之间又有不小的差异;同样是发动机和变速器,混动汽车的需求与传统燃油车也是截然不同。”广汽乘用车有限公司技术中心产品技术室主任刘建国介绍道。

  蜂巢能源相关人士告诉记者,纯电动汽车采用能量型电池,插混汽车采用能量兼功率型电池,而混动汽车(HEV)采用的是功率型电池。混动汽车(HEV)的电池主要用于加速助力及能量回收,电量普遍较小,根据车型不同,约为0.8~2.1kWh;此外,由于仅有混动模式,其对电池的功率及循环寿命有很高的要求。

  记者也了解到,遵循整车企业的设计思路,不同混动构型对电池的需求也有共性可循。“目前,自主品牌车企常见的混动技术路线,基本还是动力分流和双电机串并联两大类。从这个角度来看,行业对于混动电池的需求具有一定的一致性。”刘建国认为。

  科力远相关人员表示,混动技术更关注电池的瞬间功率、脉冲循环寿命、日历寿命及低温启动性能等,需要的是更具瞬间爆发力的功率型电池。纯电动汽车动力电池的核心是能量密度、成本、循环寿命和安全性,更倾向于扩大续驶里程优势,需要的是可持续输出的能量密度型电池。

  “电池的安全性始终是整车企业的首要关注点。现阶段,在混动汽车(HEV)的电池选型中有两条比较主流的路线,一是镍氢电池,一是NCM523三元锂电池。”刘建国告诉记者,“无论NCM523锂电池,还是镍氢电池,都已有大量的应用实绩,安全性得到了充分的验证。那么,排在第二位的关注点就是如何帮助混动系统及整车尽可能的省油。以混动汽车(HEV)为例,研发人员需要通过各部件的配合,让发动机始终在最节油、最经济的工况区间运行,需要关注电池的充放电性能。对比来看,一般纯电动汽车的电池放电倍率约为1~3C,而混动汽车(HEV)专用电池的放电倍率要达到10C。”

  除此之外,混动汽车专用电池的循环寿命非常重要。科力远相关人士佐证了这一观点:“不同混动车型以追求发动机效率最高目标来制定电池配套策略。功率分流路线以发动机为主,以动力电池为辅,需要快速大功率放电能力的电池;串并联路线以电驱动(动力电池)为主,以发动机为辅,对电池的功率要求更高。”

  随着不同技术路线混动汽车的发展,相关整车的电池配套正沿着各自的产业逻辑不断进化。通过比亚迪超混系列车型的上市,刀片式磷酸铁锂电池开始在插混汽车上应用,而混动汽车(HEV)领域,本田大量应用三元锂电池,丰田还坚持着镍氢电池路线,并不断进行新的技术迭代。

  “三元锂、镍氢、磷酸铁锂电池在特性上各有所长,三元锂电池能量密度高,但成本也较高;磷酸铁锂电池成本低,稳定性好,但低温下放电性能相对较差;镍氢电池环保、可靠性更高、充放电倍率高,但能量密度再次之。”刘建国表示,“因此,整车企业还是要根据车辆设计要求,系统考虑电机、电控、发动机、变速器等重要零部件后再选择电池类型。”

  记者整理相关信息后发现,作为混动汽车市场重要一极的丰田,采用了THS功率分流技术路线,并坚持以镍氢电池为主,其混动车型的经济性、安全性、耐久性得到了市场的充分认可。而2021年8月,由科力远与丰田中国、新中源和丰田通商等合资成立、专门生产供应镍氢动力电池的企业科力美,完成了最新一期扩产,总产能达到48万台。由此可见,在一定时期内,镍氢电池对于混动汽车(HEV)的发展意义仍十分重要。

  “三元锂电池在低温、功率密度等领域有一定优势,在插混和混动汽车(HEV)上均有比较广泛的应用;磷酸铁锂电池则主要应用于插混汽车。”蜂巢能源相关人士表示。

  从技术角度讲,我国幅员辽阔,跨越了多个气候带,单一技术路线无法应对复杂的工况需求。镍氢、三元锂、刀片式磷酸锂电池各有其使用场景,分别适用于不同的混动架构。在高能量密度、高功率密度、高安全性和宽温幅等关键性能指标的平衡上进行客观分析,镍氢电池和锂电池并不是替代关系,在很长的时间内,不同体系的电池技术将长期共存,并在各自适用的细分市场领域创新发展。此外,从全球电池材料资源特性以及我国的资源禀赋来看,不同材料体系的动力电池共同发展,对于缓解电池材料供需、实现成本控制具有重要意义。

  从整车企业的角度来看,未来混动汽车的发展趋势是一个多因素共同作用的过程。在刘建国看来,理论上,随着“绿电”比例提升,纯电动汽车的应用规模将不断扩大,进一步体现出节能减排的优势。不过,从长远的角度来看,混动汽车(HEV)是帮助传统燃油车实现碳达峰目标的重要途径。“以广汽传祺GS8为例,配装混动专用发动机的HEV车型,2吨多的整备质量NEDC油耗5.3L/100km相当优秀。”他说。

  中国汽车工程学会信息显示,2021年,我国混动汽车销量同比增长121.6%,国内外车企纷纷加快了混动布局,技术路线和车型不断丰富,带动配套专用电池的市场规模持续提升,1~3年内的市场占比有望达到20%。业内人士表示,“双积分”等行业政策将有效提升车企发展混动的积极性。混动将成为快速替代燃油车的最佳选择,配套专用电池的市场规模有着巨大的成长空间。未来,混动电池将朝着耐久性更强、安全性更高、成本更低、功率更大的方向进化,由此带来更好的经济性与行驶体验。”