专题

欣旺达梁锐:混合动力汽车及动力电池发展趋势探讨

作者: 梁锐 欣旺达电子股份有限公司副总裁 来源:《广东电池》5月刊 时间:2020-06-03

[摘要]虽然发展新能源汽车产业已是大势所趋,但也要看到,世界各国政府、车企和消费者对于发展新能源汽车的必要性、实现路径和车型选择,还存在着不同的认识和理念。这种理念的不同,直接导致了各国政策导向和强弱的差异,进而深刻影响车企的新能源汽车开发策略。尤其明显的是,对于纯电动(BEV)、油电混合动力(HEV)、插电混合动力(PHEV)以及燃料电池(FCV)的开发路径和优先级上,在世界范围内尚未取得高度的共识,也由此引发众多的讨论和思考。

过去十年来,节能和新能源汽车在世界范围内得到了快速发展。尤其是中国,很早就制定了节能和新能源汽车国家战略,从2009年就开始实施“十城千辆”新能源汽车推广示范工程,投入数千亿财政奖金予以补贴,逐步建立和完善了具有中国特色的以“电动化、智能化、网联化、共享化”为特征的新能源汽车实施规划,新能源汽车产量和保有量都占据世界一半以上,为践行中国在世界气候大会上的减排承诺做出了很大贡献,也是中国未来在新能源汽车行业的国际竞争力奠定了坚实的基础。


然而,虽然发展新能源汽车产业已是大势所趋,但也要看到,世界各国政府、车企和消费者对于发展新能源汽车的必要性、实现路径和车型选择,还存在着不同的认识和理念。这种理念的不同,直接导致了各国政策导向和强弱的差异,进而深刻影响车企的新能源汽车开发策略。尤其明显的是,对于纯电动(BEV)、油电混合动力(HEV)、插电混合动力(PHEV)以及燃料电池(FCV)的开发路径和优先级上,在世界范围内尚未取得高度的共识,也由此引发众多的讨论和思考。



一、节能和新能源汽车发展的必要性不断提升


人类社会当今面临的三大问题是:石油短缺、大气污染和温室效应,在“地球村”范围内,任何一个国家都不能置身于外。人类造成的温室效应,在2019年开始显示出恶果,北极很多冰川都已经溶化,北极生物圈已经遭受严重破坏,未来人类的生存环境都会受到很大影响。在中国,现在70%的石油是依赖进口,对于国家能源安全提出了一个重要的课题。同时,雾霾等空气污染已经日趋严重,国内的研究结果是28%源于机动车的排放。现在中国汽车保有量是2.6亿辆,降低燃油车排放刻不容缓。


基于以上的问题不禁让我们思考到,利用化石能源、利用传统的内燃汽车来支持交通运输,这种方式能不能有一些变化?


本来人类都是用煤、石油、天然气用于发电和交通,但大约有62%的二氧化碳是由于化石能源产生。随着社会不断发展与进步,出现了一些新型能源,如:核能、生物质能、太阳能、风能、地热、潮汐能等,并且现在清洁煤发电技术在电厂广泛使用,使热电厂对环境的污染已经降到很低的程度。因此,人们便提出设想,可否使用节能或新能源汽车来降低碳排放?即用电而非汽油来直接驱动汽车,这样就可以在一定程度上缓解世界三大问题。


二、节能和新能源汽车的政策和市场基础逐步建立


为了解决空气污染和温室效应、碳排放的问题,在联合国和世界气候组织引领下,世界各国相应出台了很多政策。从2016年开始,许多国家发表了燃油车禁售规划,以德国、法国及北欧为代表的环保倡议国家更是提出了明确的时间表。如挪威就提出2025年的目标,就是售出的所有新乘用车和轻型货车应为零排放。根据国际清洁运输委员会资料,世界主要汽车国家对碳排放限值或油耗都进行了逐年递减的强制规定,其中欧盟2020年要做到每百公里油耗3。8升,2025年3升;中国政府规定是2020年5升,2025年4升。


从消费者的层面来说,由于大家环保的意识提升,以及各国对于使用端的政策加强,消费者对于新能源汽车的节能和新能源汽车的青睐有提升。根据《2019年全球汽车消费者调查》,在中国有65%的消费者愿意使用节能和新能源汽车、日本有59%、韩国有43%,从2018年到2019年是上升的趋势。其中,HEV由于没有里程焦虑、油耗低、成本增加少,是目前很多的消费者优先采用的。事实上,在节能和新能源汽车推广起步较早的中国和日本,HEV占有非常大的销售比重,中国是44%,日本是46%,日本HEV的市场普及率要高于中国。


2018年全球HEV市场销量超过260万辆,同比增长11%,主要市场为日本、欧洲、美国、中国,销量分别为143万辆、61万辆、36万辆、21万辆。其中欧洲同比增长34%,欧洲2019年Q1—Q3销量为64。8万辆,已超过18年全年销量,同比增长39%。


基于以上法规要求和市场需求,目前国际车企基本采取了两步走的应对策略:第一步,从内燃机的汽车升级为HEV或PHEV,以减少油耗和尾气排放,达到国家法律的准入门槛;第二步,正向开发BEV车型,真正实现零排放。



纵观全球车企,主流车企对HEV车型均有布局。大众计划在2029年前推出75款BEV和60款HEV;丰田规划在2025年销售550万辆新能源汽车,其中HEV和PHEV销量超过400万辆;现代-起亚规划在2025年前开发44款新能源汽车,其他HEV车型13款,PHEV车型6款;日产计划在2022年销售100台万辆电动汽车,其中HEV占比超过一半。


HEV开发的领先者均是日本企业,如丰田、本田、日产、铃木和雷克萨斯。丰田在2018年HEV销售125万辆,并且在2019年一次性投放三款主力HEV车型,继续加码欧洲市场。本田是26万辆,日产销售21万辆,“两丰一产”在HEV方面是属于市场上的领先地位。

日产最近在HEV的开发力度更加的咄咄逼人。其已经提出,要对全品牌进行电动化拓展。大家可以看到E-Power作为混动车型,其油耗已能达到政府能耗标准。E-Power2018年在日本本土的销售量超过了丰田,销售了16万辆,全球21万辆。日产寄希望于进一步扩大HEV业务,来争取更多市场份额,抵销国际车市的低迷状态,并培育出支撑日产未来发展的核心竞争力。


三、 HEV的发展对电池技术和供货企业提出了更高的要求


HEV电池在性能、可靠性、安全性等方面的要求和BEV不尽相同。一是BEV一般配置50度电以上,以保证400公里以上的续航;但HEV只有1-2度电,并且SOC使用区间只有30%-70%, 因此高能量密度电池才能保证更强的动力性能;二是,HEV电池要求有很高的功率性,一般要大于5000w/kg以满足快速充放电的需求。三是,HEV电池循环寿命要达到10000次以上,而BEV一般是1500次;四是,从电池开发和产品质量管控难度上,HEV电池远远高于BEV电池;五是,HEV电池配置电量小,研发和制造成本更具挑战性,这也是大多电池企业都在优先开发BEV电池。



基于以上的高标准要求,世界上能够开发并量产配套的电池企业寥寥几,目前仅有PEVE、松下、日立、Blue Energy、LG和欣旺达。其中根据公开信息对比分析,欣旺达HEV电池性能与LG的相当,在2019年中旬,领先中国电池企业,率先获得了雷诺、日产等国际车企客户的定点,于2020年可以开始持续五年以上的批量供货。欣旺达目前开发了两款HEV方型电芯,在能量密度、高倍率充放电、环境耐候性、高安全可靠性、长寿命等方面都具备一定优势,满足了客户的国际高端车企的苛刻要求。同时,已开发出了从模组到BMSR 成熟的技术,得到国内外众多客户的普遍认可。目前欣旺达南京动力电池基地已经进入试产阶段,HEV电池量产出货指日可待。随着市场不断扩张和产能快速增长,欣旺达未来必定会成为国际高端HEV车型最主要的供应商。


综上所述,由于各国排放政策发布及人们环保意识的提升,市场对于新能源车汽车的接受度逐日提高。为满足消费者诉求,车企通常将采取双重战略,首先,从过渡战略来说,优化现有的车用能源动力系统,先发展HEV。其次从转型战略 来说,要开发新一代车用能源动力系统,发展新一代的BEV和FCV(燃料电池汽车)。有分析报告指出,世界电动汽车市场在未来几年会迎来爆发期,仅在欧洲市场2020年销量将达119万辆,同增40%;2025年销量有望增至355万辆。考虑到HEV车型将占据一半以上的市场份额,并且各主流车企对于HEV规划逐步明确,我们认为HEV市场发展潜力巨大,中国市场销量也会快速提升,应引起各方面的高度重视。而做为HEV核心部件的HEV动力电池,将受到各主流车企的更多关注,国内动力电池企业必须在抢抓机遇的同时,实施超前研发和战略布局,以超越日韩同行占领配套市场的制高点。

 

 

 

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