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摘 要:现阶段,新能源汽车已经受到人们的迫切关注,在新能源汽车的核心技术中,动力电池是关键性的技术,并且得到人们越来越多的關注。目前,新能源汽车的研究重点方向则是运用新型技术将已有的电池加以研究、分析后进行新的改善,利用新材料发明新型电池。科研技术人员对传统电池不断的探索、不断深入讨论交流,并且要开展试验新型技术,以此来创设出更加新式的电池。本文针对新能源汽车动力电池应用现状及发展趋势进行深入性的分析与探究。
关键词:新能源汽车 动力电池 现状 发展趋势 策略
New Energy Vehicle Power Battery Application Status and Development Trend
Zeng Yong
Abstract:At this stage, new energy vehicles have received urgent attention. Among the core technologies of new energy vehicles, power batteries are the key technology, and are getting more and more attention from people. At present, the focus of research on new energy vehicles is to use new technologies to study and analyze existing batteries to make new improvements, and to use new materials to invent new batteries. Scientific research and technical personnel continue to explore traditional batteries, continue in-depth discussions and exchanges, and to carry out experiments on new technologies, in order to create more modern batteries. This article conducts an in-depth analysis and research on the application status and development trend of power batteries for new energy vehicles.
Key words:new energy vehicles, power batteries, status quo, development trends, strategies
1 引言
在新能源汽车中,主要的车用燃料分为常规、非常规两种类型,并且运用新型的车载动力装置来做动力来源。在新型能源的开发中,很多新能源逐渐被开发使用,像氢燃料、甲醇燃料、锂离子电池、固态电池等。目前,电动汽车已经逐渐被投入市场,进行了更大规模化的生产,改变了传统汽车领域,更加满足人们对汽车的多样化需求。
2 新能源汽车动力电池的类型
2.1 锂离子电池
此类电池的物理化学特性主要是能量密度与电压都相对比较高,在各个行业中广泛应用,使其产量也随之逐渐提高,据统计,2020年锂离子电池的产量高于2019年,具体数据见图1。锂电池分为聚合物电解质和液体电解质两种,因此类电池能量相对较大,重量轻,与其他电池相比污染较少,但是此类电池的寿命比较长。有更多的理论表明,锂离子电池的开发空间还有很大,理想情况下此类电池能够做到对环境无污染,因此,锂离子电池在新能源汽车的制造领域有着十分重要的位置。
2.2 铅酸电池
铅酸电池是较为久远的电池技术,人们始终认为铅酸电池技术相对较为落后,性能也非常低,并且对环境污染影响非常大,存在能量过低的问题。因铅酸电池的寿命很短,需要经常对其进行更换,人们通常认为,此类电池应该完全没有与其他电池的相比的可比性,在电池技术的迅速发展中,需要对此类电池进行全面淘汰。但是,在实际生活当中,此类电池在电池市场的占比却完全高于人们所认为的程度。铅酸电池也有具有一定的优势所在,比如,铅酸电池可以通过回收后再次进行利用,原材料的价格也较为便宜。因此,铅酸电池在市场上仍然抢手,仍被广泛使用,在市场占比率很高。
2.3 镍氢电池
镍氢电池在动力电池中属于碱性电池,该类电池也有较长的使用寿命,并且具有大功率放电性能。与其他电池相比,镍氢电池记忆效应是相对较小,体积却比其他电池大,能量比更高,大部分应用到电动工具中。目前随着锂离子电池的快速发展,镍氢电池已经严重落后,厂家已经对镍氢电池不在继续使用,渐渐失去了市场,该类电池已被市场慢慢淘汰。
2.4 燃料电池
燃料电池在与传统定义的电池相比下略有不同,此类电池本身并不是通过不断充电、放电而进行工作的,而是利用所储存的燃料进行发电,是相对较完善的发电系统。目前有乙醇、氢、甲醇等燃料进行使用。燃料电池与锂离子电池相同点则是电池的污染与排气都较小,是一类零污染且具有一定优势的电池。优质的能源也同时受到其他国家的关注与支持。目前我国对动力电池的研究发展起步较为落后,电池技术也不够先进,加上电池技术难度较大,研发的成本非常高,科研人员对燃料电池的研发热情不足。因此,与其他国家相比较,我国燃料电池还处于发展的阶段,但是近年来有改观的趋势,国家也在加以重视,相信逐渐能够缩短与其他国家的差距,能够提升新能源汽车中动力电池的稳定性与先进性。
3 理想动力电池的特征及展望 就目前来看,锂离子电池占据了大部分的市场,性能也在不断的提升,与其他电池相比下寿命也较长。但是,新能源汽车的电池要具有更加强大的优势,各方面的性能仍需要提高。大多数的工况对新能源动力电池的需求是:充电快,配置设施相对完善,电池的体积小,但是蓄能量必须保证,续航里程要足够远,电池性能也必须保证安全、环保,电池的寿命也要提高等。现阶段,动力电池的发展情况非常可观,而这些人们所期待的动力电池特征需求,也是有可能在日后逐渐达到的,只是相关技术仍然需要一定的时间。随着我国先进技术的日益发展,在网络时代的大背景下,实现这些动力电池也是指日可待的。
4 新能源汽车动力电池的应用现状
日本利用混合动力汽车开拓了新能源汽车市场,是第一个研究与开发新能源汽车的国家。在此之后,美国的新能源汽车研发制造厂对日本进行相关的经验借鉴后,推出了锂电池纯电动汽车。此类新型汽车的推出,引起了各个国家的关注,期待能够因新能源动力汽车的研制,改善因柴油汽车带来的严重污染[1]。我国随后也进行了新能源汽车相关的研发和制造。在我国相关政策的大力支持下,新能源汽车逐渐有了势头较猛的发展,也在汽车领域中占据了较大的市场。近几年,各国对此类汽车的推广越来越广泛,我国国产汽车公司也相继进行了油电混合新能源汽车的研发推出。甚至很多非汽车行业的其他公司也在同时进行观望,认为新能源汽车的发展前景非常乐观,前后加入该领域中打造企业品牌。但是,由于新能源电动汽车对动力电池有着较强的依赖性,电池的发展和变化与汽车领域的发展有着绝对的关系,结合我国目前的动力电池生产状况进行分析,生产企业较为庞大,但是生产的效率并不高,产品的质量也无法有效保证。因此,对动力电池与新能源汽车这两个领域来说有较大的影响,存在很大的局限性,这就需要我国相关技术人员对新能源汽车以及动力电池进行更深入的研发与提高[2]。
5 新能源汽车动力电池的发展趋势
5.1 规模化引发的成本降低
在生产动力电池的过程中,生产制造成本是所有相关企业都非常关注且重视的重要问题之一。在电池制造中,电池的成本优化分为两类,一是运用先进技术的有效提升,电池的升级更新,能够在新能源电动汽车中让电池在使用过程中提高使用期限,降低生产和使用过程中的故障率,从而降低电池制造的成本[3]。二是改变电池生产的体系,相关部门进行规模化的电池生产,以此来降低成本。比如联合各大新能源汽车企业,制定几类标准化的电池规格,出台规范的电池从原材料到零部件组装和测试以及使用后回收利用的标准,形成规模化制造和生产的效应,降低差异化带来的资源浪费,从而降低成本。
5.2 制造方式趋于智能方向
随着新科技网络时代的快速发展中,动力电池也随即发生变化,越来越现代智能化。现在相关人员可以针对动力电池的生产过程和销售占比以及使用环节的相关问题,进行调查、整理和分析,利用这些大数据作为动力电池升级的重要依据。智能化能够促进电池制造企业达到自动化生产,利用科学智能化控制系统对生产及过程进行监管工作,合理运用智能化生产的规范性和机械性,有效降低生产制作过程中的失误,避免影响企业的生产效益。除此之外,智能化制造过程与网络技术之间有着紧密联系,可以保证可视化、信息化与无人化的特点,相关企业可对电池的开发进行测试,调度整合相关数据,提高电池的制造、使用效率。
5.3 发展模式的合作化发展
在开发新型技术过程中,必须要有一定的生产链与充足的资金,才能对商业模式的创新有更稳定的支撑。就目前的发展趋势来看,多方合作正在成为未来产业发展的主流形式。动力电池领域可以将从原材料到零件組装、测试,再到成品生产制造的链条打通,将链条上的每一个环节分派给不同的企业进行承接。这种方式能够将生产链进行有效的拆分,保证在生产的过程中提高生产效率,并且能够在一定程度上降低企业的运营风险,保证企业的正常运营。除此之外,多个企业一同参与生产,可以提高所有企业的积极性与创新能力,能够提升动力电池所占市场的进一步发展动力。基于此,各企业需要有良好的合作生产意识,默契配合,针对经营以及生产的策略进行深入性的分析与探讨,能够及时调整策略发现问题,及时解决问题。
6 结语
综上所述,日渐成熟的新能源技术给人们的实际生活带来了一定的变化,新型电池事业已经成为了全球发展的新热点。现阶段,动力电池有待完善技术,创新提高其性能,攻克其短板,仍有很长的路要走。从目前电池市场研究发现,锂离子电池仍然名列前茅,而燃料电池也不相上下的占据电池领域。无论在安全性,还是能量密度与环境环保都是动力电池重要的核心理念。随着我国制造技术的不断提高,动力电池也会不断提升,利用不断改进的技术,相信不远的将来,动力电池可以扬长避短,达到最佳使用状态,助力新能源汽车不断前进。
参考文献:
[1]孙建.浅谈新能源汽车动力电池应用现状与发展趋势[J].汽车实用技术,2020,(17):11-13.
[2]孙志国.新能源汽车动力电池应用现状与发展趋势[J].时代汽车,2018,(9):76-77.
[3]杨光圣.新能源汽车动力电池应用现状与发展趋势探讨[J].大科技,2019,(40):289.
作者简介
曾勇:(1985.06—),男,汉族,广西合浦人,本科,主管工程师,中级职称,单位:广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院。研究方向:汽车电气。
关键词:新能源汽车 动力电池 现状 发展趋势 策略
New Energy Vehicle Power Battery Application Status and Development Trend
Zeng Yong
Abstract:At this stage, new energy vehicles have received urgent attention. Among the core technologies of new energy vehicles, power batteries are the key technology, and are getting more and more attention from people. At present, the focus of research on new energy vehicles is to use new technologies to study and analyze existing batteries to make new improvements, and to use new materials to invent new batteries. Scientific research and technical personnel continue to explore traditional batteries, continue in-depth discussions and exchanges, and to carry out experiments on new technologies, in order to create more modern batteries. This article conducts an in-depth analysis and research on the application status and development trend of power batteries for new energy vehicles.
Key words:new energy vehicles, power batteries, status quo, development trends, strategies
1 引言
在新能源汽车中,主要的车用燃料分为常规、非常规两种类型,并且运用新型的车载动力装置来做动力来源。在新型能源的开发中,很多新能源逐渐被开发使用,像氢燃料、甲醇燃料、锂离子电池、固态电池等。目前,电动汽车已经逐渐被投入市场,进行了更大规模化的生产,改变了传统汽车领域,更加满足人们对汽车的多样化需求。
2 新能源汽车动力电池的类型
2.1 锂离子电池
此类电池的物理化学特性主要是能量密度与电压都相对比较高,在各个行业中广泛应用,使其产量也随之逐渐提高,据统计,2020年锂离子电池的产量高于2019年,具体数据见图1。锂电池分为聚合物电解质和液体电解质两种,因此类电池能量相对较大,重量轻,与其他电池相比污染较少,但是此类电池的寿命比较长。有更多的理论表明,锂离子电池的开发空间还有很大,理想情况下此类电池能够做到对环境无污染,因此,锂离子电池在新能源汽车的制造领域有着十分重要的位置。
2.2 铅酸电池
铅酸电池是较为久远的电池技术,人们始终认为铅酸电池技术相对较为落后,性能也非常低,并且对环境污染影响非常大,存在能量过低的问题。因铅酸电池的寿命很短,需要经常对其进行更换,人们通常认为,此类电池应该完全没有与其他电池的相比的可比性,在电池技术的迅速发展中,需要对此类电池进行全面淘汰。但是,在实际生活当中,此类电池在电池市场的占比却完全高于人们所认为的程度。铅酸电池也有具有一定的优势所在,比如,铅酸电池可以通过回收后再次进行利用,原材料的价格也较为便宜。因此,铅酸电池在市场上仍然抢手,仍被广泛使用,在市场占比率很高。
2.3 镍氢电池
镍氢电池在动力电池中属于碱性电池,该类电池也有较长的使用寿命,并且具有大功率放电性能。与其他电池相比,镍氢电池记忆效应是相对较小,体积却比其他电池大,能量比更高,大部分应用到电动工具中。目前随着锂离子电池的快速发展,镍氢电池已经严重落后,厂家已经对镍氢电池不在继续使用,渐渐失去了市场,该类电池已被市场慢慢淘汰。
2.4 燃料电池
燃料电池在与传统定义的电池相比下略有不同,此类电池本身并不是通过不断充电、放电而进行工作的,而是利用所储存的燃料进行发电,是相对较完善的发电系统。目前有乙醇、氢、甲醇等燃料进行使用。燃料电池与锂离子电池相同点则是电池的污染与排气都较小,是一类零污染且具有一定优势的电池。优质的能源也同时受到其他国家的关注与支持。目前我国对动力电池的研究发展起步较为落后,电池技术也不够先进,加上电池技术难度较大,研发的成本非常高,科研人员对燃料电池的研发热情不足。因此,与其他国家相比较,我国燃料电池还处于发展的阶段,但是近年来有改观的趋势,国家也在加以重视,相信逐渐能够缩短与其他国家的差距,能够提升新能源汽车中动力电池的稳定性与先进性。
3 理想动力电池的特征及展望 就目前来看,锂离子电池占据了大部分的市场,性能也在不断的提升,与其他电池相比下寿命也较长。但是,新能源汽车的电池要具有更加强大的优势,各方面的性能仍需要提高。大多数的工况对新能源动力电池的需求是:充电快,配置设施相对完善,电池的体积小,但是蓄能量必须保证,续航里程要足够远,电池性能也必须保证安全、环保,电池的寿命也要提高等。现阶段,动力电池的发展情况非常可观,而这些人们所期待的动力电池特征需求,也是有可能在日后逐渐达到的,只是相关技术仍然需要一定的时间。随着我国先进技术的日益发展,在网络时代的大背景下,实现这些动力电池也是指日可待的。
4 新能源汽车动力电池的应用现状
日本利用混合动力汽车开拓了新能源汽车市场,是第一个研究与开发新能源汽车的国家。在此之后,美国的新能源汽车研发制造厂对日本进行相关的经验借鉴后,推出了锂电池纯电动汽车。此类新型汽车的推出,引起了各个国家的关注,期待能够因新能源动力汽车的研制,改善因柴油汽车带来的严重污染[1]。我国随后也进行了新能源汽车相关的研发和制造。在我国相关政策的大力支持下,新能源汽车逐渐有了势头较猛的发展,也在汽车领域中占据了较大的市场。近几年,各国对此类汽车的推广越来越广泛,我国国产汽车公司也相继进行了油电混合新能源汽车的研发推出。甚至很多非汽车行业的其他公司也在同时进行观望,认为新能源汽车的发展前景非常乐观,前后加入该领域中打造企业品牌。但是,由于新能源电动汽车对动力电池有着较强的依赖性,电池的发展和变化与汽车领域的发展有着绝对的关系,结合我国目前的动力电池生产状况进行分析,生产企业较为庞大,但是生产的效率并不高,产品的质量也无法有效保证。因此,对动力电池与新能源汽车这两个领域来说有较大的影响,存在很大的局限性,这就需要我国相关技术人员对新能源汽车以及动力电池进行更深入的研发与提高[2]。
5 新能源汽车动力电池的发展趋势
5.1 规模化引发的成本降低
在生产动力电池的过程中,生产制造成本是所有相关企业都非常关注且重视的重要问题之一。在电池制造中,电池的成本优化分为两类,一是运用先进技术的有效提升,电池的升级更新,能够在新能源电动汽车中让电池在使用过程中提高使用期限,降低生产和使用过程中的故障率,从而降低电池制造的成本[3]。二是改变电池生产的体系,相关部门进行规模化的电池生产,以此来降低成本。比如联合各大新能源汽车企业,制定几类标准化的电池规格,出台规范的电池从原材料到零部件组装和测试以及使用后回收利用的标准,形成规模化制造和生产的效应,降低差异化带来的资源浪费,从而降低成本。
5.2 制造方式趋于智能方向
随着新科技网络时代的快速发展中,动力电池也随即发生变化,越来越现代智能化。现在相关人员可以针对动力电池的生产过程和销售占比以及使用环节的相关问题,进行调查、整理和分析,利用这些大数据作为动力电池升级的重要依据。智能化能够促进电池制造企业达到自动化生产,利用科学智能化控制系统对生产及过程进行监管工作,合理运用智能化生产的规范性和机械性,有效降低生产制作过程中的失误,避免影响企业的生产效益。除此之外,智能化制造过程与网络技术之间有着紧密联系,可以保证可视化、信息化与无人化的特点,相关企业可对电池的开发进行测试,调度整合相关数据,提高电池的制造、使用效率。
5.3 发展模式的合作化发展
在开发新型技术过程中,必须要有一定的生产链与充足的资金,才能对商业模式的创新有更稳定的支撑。就目前的发展趋势来看,多方合作正在成为未来产业发展的主流形式。动力电池领域可以将从原材料到零件組装、测试,再到成品生产制造的链条打通,将链条上的每一个环节分派给不同的企业进行承接。这种方式能够将生产链进行有效的拆分,保证在生产的过程中提高生产效率,并且能够在一定程度上降低企业的运营风险,保证企业的正常运营。除此之外,多个企业一同参与生产,可以提高所有企业的积极性与创新能力,能够提升动力电池所占市场的进一步发展动力。基于此,各企业需要有良好的合作生产意识,默契配合,针对经营以及生产的策略进行深入性的分析与探讨,能够及时调整策略发现问题,及时解决问题。
6 结语
综上所述,日渐成熟的新能源技术给人们的实际生活带来了一定的变化,新型电池事业已经成为了全球发展的新热点。现阶段,动力电池有待完善技术,创新提高其性能,攻克其短板,仍有很长的路要走。从目前电池市场研究发现,锂离子电池仍然名列前茅,而燃料电池也不相上下的占据电池领域。无论在安全性,还是能量密度与环境环保都是动力电池重要的核心理念。随着我国制造技术的不断提高,动力电池也会不断提升,利用不断改进的技术,相信不远的将来,动力电池可以扬长避短,达到最佳使用状态,助力新能源汽车不断前进。
参考文献:
[1]孙建.浅谈新能源汽车动力电池应用现状与发展趋势[J].汽车实用技术,2020,(17):11-13.
[2]孙志国.新能源汽车动力电池应用现状与发展趋势[J].时代汽车,2018,(9):76-77.
[3]杨光圣.新能源汽车动力电池应用现状与发展趋势探讨[J].大科技,2019,(40):289.
作者简介
曾勇:(1985.06—),男,汉族,广西合浦人,本科,主管工程师,中级职称,单位:广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院。研究方向:汽车电气。