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【深度】起底新能源汽车的机会和危险究竟在哪

2017-06-05 00:45
默菲
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2014年特斯拉开放专利,算是圆了Elon Musk“人生苦短,恩怨皆休”的心结,但也历史性的推倒了两块多米诺骨牌:

首先是让互联网车企看到了智能手机之后又一个逆向破解、弯道超车的机会;

同时也让跨国车企和自主品牌感到莫大威胁,不得不群起应对;

新能源车的机会和危险究竟在哪儿?

最大机会是动力电池产业的提前催熟。

今年2月四部委印发《促进汽车动力电池产业发展行动方案》,提出到2020年,行业总产能要超过1000亿Wh,形成产销规模在400亿Wh以上、具有国际竞争力的龙头企业,这也与今年4月三部委发布的《汽车产业中长期发展规划》相符合。

与之相应的是行业的超常规发展,按EVTank的数据,中国锂动力电池去年出货量有30.5GWh,扩产计划达到惊人的170 GWh,足够50万辆电动大客车和500万辆纯电乘用车使用,要知道2015年7月出台的《锂离子电池行业规范条件》到今年4月才有第一批规范企业名单,虽然宁德时代、力神等知名企业上榜,但总共只有8家而已。

整个行业严重依赖新能源车制造业高增长的拉动。

动力电池本身并不是什么新概念,1901年爱迪生就发明了性能优良的镍铁蓄电池以取代铅酸电池,在底特律车载试运行时,跑出过340公里的惊人续航,今天的新能源车陆续发展出太阳能、氢动力、天然气、二甲醚等多个方向,18650圆柱体电池能够脱颖而出,不是技术有多先进,只是工艺成熟,更适合乘用电动车的空间布局。

在正极材料上,特斯拉的镍钴铝(NCA)三元材料和中企特别是比亚迪力挺的磷酸铁锂(LFP)也没少较量。

磷酸铁锂的优点是能量衰减少,几乎没有自放电,过充过放时性能稳定,循环寿命可达2000次以上,工作温度和电热峰值好于特斯拉的三元锂,记忆效应也不明显。

当初鲁冠球的万向集团收购美国A123看重的就是磷酸铁锂技术,有意用它来支持旗下的另一家企业Fisker的Karma电动车。

但磷酸铁锂用于乘用车有两个致命短板:

首先是能量密度差。按科技部2015年《国家重点研发计划新能源汽车重点专项实施方案(征询意见稿)》的要求,动力电池的单体比能量至少要在2020年达到300Wh/kg,工信部《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》更要求在350Wh/kg以上,而磷酸铁锂电池要突破300Wh/kg都很有难度了。

其次磷酸铁锂的产品一致性很差,因为合成制备是一个复杂的多相反应,批次稳定性的差异几乎无法克服,低温性能也比较差。

所以三元锂在乘用电动车的普及是个大概率事件,这让在商用车领域靠磷酸铁锂打天下的比亚迪不得不未雨绸缪,去年工信部叫停三元锂电池客车进入新能源汽车推荐目录,算是为比亚迪争取了时间。

但中企押宝磷酸铁锂也有心病:

其一,磷酸铁锂制备技术的底层专利为美国德州大学John Goodenough教授持有,迄今发动过数起成功的侵权诉讼,另一项核心技术碳包覆则在加拿大魁北克水电公司手中,;

其二,瑞士PaulScherrer研究院与日本丰田实验室发现在某种特定情况下,磷酸铁锂电池具有记忆效应,这就戳穿了磷酸铁锂无记忆的神话。

换句话说,磷酸铁锂虽然有安全优势,技术上也有提升空间,但从能量密度和专利背景看,已不太可能在中国普遍推广。

此外,石墨烯电池及富锂等新技术的成熟还需要时间。2014年有消息说西班牙Graphenano公司联合科尔多瓦大学推出了超级石墨烯电池,后来国内的东旭光电又祭出烯王电池,宣称充电10分钟行驶1000公里,这别说传统车企,连中东土豪都要吓尿了,对地缘格局的影响足够引发一场战争了,“幸好”暂时还不能商业化。

所以比亚迪也有两手准备,董秘李黔此前透露公司决定布局和扩容三元锂电池产能,旗下的秦、唐、宋等产品也早在使用三元锂电池了。

至于国内互联网车企,三电系统(电池、电机、电控)的基本思路都是逆向特斯拉!只不过会在某些工艺上做优化和改进,以显示自己掌握核心技术。

比如轻量化。

特斯拉Model S整备重量2.1吨,仅电池Pack就有0.9吨,因此车身的轻量化对续驶里程的重要意义不言而喻,国内互联网新势力的“创新”更是无所不用其极。

比如未经论证就在汽车结构件(注意不是覆盖件和装饰件)上随意使用轻量化设计的情况很普遍,由于车辆都没量产,安全性也无从考证;

还有些互联网团队将电池Pack直接安置在汽车底盘上,最大限度的为车身减重,这种结构的安全性和可维护性都大成疑问。

之所以如此,当然与新能源车的补贴密切相关。

去年12月四部委的《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》虽然大幅削减了补贴,但续驶里程在100-150公里的纯电动乘用车仍有2万元,150-250公里的有3.6万元,超过250公里是4.4万元,对于动力电池能量密度高于120Wh/kg的按1.1倍给予补贴。

相对于提升能量密度,轻量化当然是增加续驶的最经济策略。

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