中国储能网讯:动力电池标准的统一关系到规模化生产、成本降低、安全性提升,随着新能源汽车市场化加速启动,无论是车企还是动力电池企业,对于标准化的需求就显得越来越迫切。
近期,由全国汽车标准化技术委员会组织修订的《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》征求意见稿公开发布,该意见稿将车用动力蓄电池分圆柱、方形、软包三大类,对其单体、模块以及系统(电池箱)的尺寸规格和尺寸系列进行了推荐性规定。
其中规定圆柱形电池 单体2款,方形电池单体8款,软包电池单体8款;方形电池模块9款,软包电池模块8款;电池标准箱5款。并推荐电池模块选用12V倍数的电压等级。
标准出台的一个大背景是,多年来,我国动力电池行业内缺乏统一的生产标准,电池缺乏通用性,无法达到标准化、规模化生产,这不仅增加了电池生产成本,也阻碍了动力电池梯次利用的发展。
天津力神总工程师苏金然向高工锂电网表示,规格标准的建立完善对于动力电池以及车企而言很有必要,这对于降低企业研发及生产成本、推进规模化生产制造、提升产品互通性等方面都会产生积极作用。
正如苏金然所言,单一的电池单元规格,可以减少电池设计成本,从而降低新能源汽车的总体成本。目前从世界上看,新能源汽车的动力电池规格还未统一,但是统一化趋势已经比较明显,电池规格数量也大大减少。
从国际上看,2015年,大众公司曾透露,大众未来所有的电气化车辆可能转向单一的锂离子电池单元设计,集团的目标是通过简化电池单元设计降低电池成本66%。
而在国内这种趋势也在加速,GGII统计,原来动力电池有80多种型号,现在市场上可以用到的电池规格已经缩小到不足30种。
在高工锂电网的走访调研中,动力电池企业和车企的一致共识是,动力电池电芯和模组尺寸统一和标准化是未来的发展趋势,这既有利于成本的提升,也有利于规模化生产,同时在此基础上还有助于提升能量密度和减轻重量。
市场呼声强烈
“动力电池型号过多且尺寸规格不统一对整车厂而言是个困扰。” 在此前的高工锂电供应链好产品巡回大会上,奇瑞新能源汽车研究院院长倪绍勇这样表示。
倪绍勇的担心已经成为全行业的“痛点”,国内新能源汽车多型号小批量生产的现状导致动力电池型号过多,没有统一的尺寸标准。
这种模式既加重了整车企业和动力电池企业的压力,同时也不利于中国新能源汽车产业的健康发展。在此背景之下,无论是车企还是动力电池企业,都在呼吁动力电池的标准化。
天津力神电池股份有限公司总裁秦兴才表示,电池行业存在各种不同尺寸、不同形状的包装,电池的型号也都不能统一,不能满足整车企业对动力电池的需求,更不不利于电池企业的发展。
秦兴才认为,应建立电池行业统一标准,像一号、五号及七号电池一样,规范尺寸和标准,推荐给电池行业和整车企业,并联合设备企业共同开发,提高自动化程度,如此一来,将更有利于电池行业和电动汽车产业的长远发展。
“不同的车企、不同的车型有不同的内外部结构设计,模组连接方式、工艺技术各不相同,pack的组装和拆解很难统一。”在今年“两会”期间,风帆股份董事长刘宝生同样也在呼吁,建议加快推进动力电池标准化。
推广电池和模块的标准化和梯次利用是降低成本的举措之一。刘宝生建议,在电池型号和模组尺寸、功能和接口上推行标准化,有效促进大规模生产,带来更加便捷的维修与替换,同时也带动设备和生产线的标准化,促进电动车产业规范健康发展。
“单体电池的型号不统一并不是当前车用动力电池的最大问题,反而是电池组的标准化更加重要。”北汽新能源工程研究院总师俞会根认为,首先得把模组做成标准化,包括尺寸标准化和DR平台标准化。当模组标准化后,就可以反向规定电芯的规格,随着新能源汽车市场推广速度的不断加快,行业对动力电池成组的标准化要求将会更加迫切。
标准化出台之路
事实上,动力电池的标准化工作早于2013年就已纳入国家政策工作范围,到近期的征求意见稿出台,用了近3年时间。
高工锂电网了解到, 2013年底,国家标准委下达了电动汽车用动力蓄电池国家标准制定计划,由全国汽车标准化技术委员会电动车辆分技术委员会(SAC/TC114/SC27)秘书处下属电动汽车用动力蓄电池标准研究制定工作组(以下简称工作组)承担标准制定任务,工作组成员主要包括电动汽车整车企业、电池单体生产企业、电池系统生产企业、检测机构和高等院校等50余家单位。
2014年初到2015年9月,工作组对于国内动力电池规格尺寸做了集中统计,其中圆柱形电池19款,方形电池104款,软包电池76款,在征求意见稿的编制说明中,工作组坦诚,在分析的过程中,从海量数据中得到有代表性的尺寸难度大,统计分析得到的尺寸与实际产品联系较弱,需要调整工作思路。
此后,工作组进行了标准研究思路的调整。通过“车辆生产企业及产品公告数据库”和“汽车动力蓄电池生产企业管理系统”两个数据统计渠道,选择市场占有率高、销量大的单体型号,分析时按照乘用车用和商用车用市场配套量前15的电池进行筛选,主要的筛选原则包括市场占有率、配套量、比能量、配套车型技术条件以及未来整车技术发展趋势等。
汽车标准化技术委员会负责人透露,思路调整基于的考量因素是,标准的主要定位将是推荐有代表性的电池单体尺寸,供电池生产和整车等企业选择使用,在新产品开发时选择市场占有率高的电池尺寸类型,降低生产研发成本,提高产品成熟度。
对于此次动力电池规格标准的出台,不少业内人士认为,标准的进程依然较慢,除了规格尺寸标准,其它相关的标准也应该尽快推出。
高工产研锂电研究所(GGII)分析指出,我国动力电池标准化制造进程之所以如此缓慢,主要因为以下几点原因:
首先,动力电池行业尚未成熟,不同企业在动力电池的选材、设计、连接方式等方面往往不能达成共识,各家对于标准的理解都不一样,很难统一;
其次,从车企的角度来说,对动力电池的选择往往基于对电池技术的掌握程度及产品的定位,动力电池被动地形成了种类、型号等技术参数各不一样;
再次,由于动力电池产业处于初级阶段,各企业尚在探索之中,行业内缺少可以引导标准化形成的巨头。
另外,电池和电动汽车企业均将电池、电池组的设计、工程和控制策略视为核心技术和重要的知识产权。出于保密的考虑,多数企业不愿将自己制造的动力电池参数公之于众,这使得制定行业标准失去了必要的技术参数作为参考。
企业探索
与国家层面的标准建立同步进行的,是企业层面的积极探索,近年来,不少车企和动力电池企业在标准的推进上进行了较大的投入。
宇通客车新能源技术部能源系统工程师尹利超博士介绍,现在宇通公司通过减少装配车型的电池规格种类,降低了成本,达到最大程度的规模化应用。同时,因为电池通用,也减少了电池设计工作的工作量。
江淮汽车乘用车营销公司副总经理张金汉此前介绍,江淮iEV5采购的是来自天津力神的三元锂18650电池。他表示,从市场竞争的结果看,现在18650电池的优势更多一点。因为这种圆柱型电池在乘用车内比较好布置,未来江淮新能源乘用车继续采用这种规格的电池可能性很大。同时他表示,在电池电芯(电芯即电池单体)逐渐统一化的同时,电池的制造工艺和规模是降低整车成本的最大因素。
比亚迪股份有限公司经理江文锋表示,因为比亚迪生产自动化程度很高,“电芯的生产基本是一个尺寸型号对应一条生产线。尺寸型号一旦变更,整个工艺从头到尾都要变”。所以,比亚迪在电池的规格标准上,从研发生产之初即积极向国家标准和欧洲标准靠拢,以避免不必要的成本。
而此次标准的出台,显然会进一步推进车企和动力电池企业在标准化上的进程,
中国汽车技术研究中心电池首席专家王芳表示,标准如果顺利出台则将意味着我国动力电池规格尺寸的标准化已经初步建立,后期需要根据动力电池的研发、推广和应用不断细化、补充和完善。
与此同时,王芳透露,考虑电池的生产、销售、使用、维护、回收、梯次利用、再生等全生命周期的溯源和管理的要求,目前动力电池的编码制度(包括模块和电芯)也已经形成初稿,大约会在本年度10月上旬进行详细的讨论。