淺談新能源汽車動力電池應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

孫建

摘 要：動力電池是新能源型汽車的技術(shù)核心之一，在當(dāng)下新能源汽車穩(wěn)定發(fā)展的環(huán)境下得到了國內(nèi)外的充分重視，有關(guān)汽車制造企業(yè)不斷探索著利用新型材料或技術(shù)對現(xiàn)有電池進(jìn)行改善，對新型電池的研發(fā)成為了新能源汽車領(lǐng)域中的一大重點。在現(xiàn)代信息技術(shù)充分發(fā)展的環(huán)境下，人工智能、大數(shù)據(jù)以及新能源成為了新時代的發(fā)展方向，對動力電池的改革也成為必然。以下對不同的新能源汽車動力電池進(jìn)行分析，并探尋動力電池的應(yīng)用現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢，以供有關(guān)從業(yè)者進(jìn)行理論參考。

關(guān)鍵詞：動力電池;應(yīng)用現(xiàn)狀;新能源汽車;發(fā)展趨勢

中圖分類號：U469.7? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）17-11-03

Discussion on Application Status and Development Trend of New Energy

Vehicle Power Battery

Sun Jian

（Suzhou Institute of Construction & Communications， Jiangsu Suzhou 215000）

Abstract： Power battery is one of the technical cores of new energy vehicles. Under the current environment of stable development of new energy vehicles， it has received full attention at home and abroad. Relevant automobile manufacturers are constantly exploring the use of new materials or technologies to improve existing batteries. The research and development of new batteries has become a major focus in the field of new energy vehicles. With the full development of modern information technology， artificial intelligence， big data and new energy have become the development direction of the new era， and the reform of power battery has become inevitable. Analyzes different new energy vehicle power batteries， and explores the application status and development trend of power batteries， so as to provide relevant practitioners with theoretical reference.

Keywords： Power battery; Application status; New energy vehicles; Development trends

CLC NO.： U469.7? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）17-11-03

引言

在新能源汽車中，主要利用常規(guī)、非常規(guī)型車用燃料，以及新型的車載動力裝置來充當(dāng)動力來源。該類汽車是一種綜合了驅(qū)動、動力控制等領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)，存在著先進(jìn)技術(shù)原理、新型結(jié)構(gòu)的交通工具。在新型能源類型上，可燃冰、風(fēng)能、電能等方式的新型能源都逐步被開發(fā)使用，而在新能源汽車當(dāng)中，電能的應(yīng)用最為廣泛且深入，當(dāng)下的電動汽車已經(jīng)投入市場，進(jìn)行了規(guī)?；纳a(chǎn)，革新了汽車領(lǐng)域，為國民用車提供了更多選擇，為環(huán)境保護(hù)事業(yè)的開展貢獻(xiàn)一份力量。

1 不同的新能源汽車動力電池

1.1 鋰離子電池

該類電池的物理化學(xué)特性在于，它的能量密度和電壓都較高，當(dāng)下在國防軍事、社會生活兩方面中，其應(yīng)用愈發(fā)廣泛[1]。從電解液來對該類電池進(jìn)行區(qū)分，鋰離子電池有著聚合物電解質(zhì)、液體電解質(zhì)兩類鋰電池。而應(yīng)用較廣的聚合物電池中，以聚合物來進(jìn)行區(qū)分，則可分為三元鋰、錳酸鋰或者鈷酸鋰等。該類電池的優(yōu)勢在于，其比能量較大，且重量較輕，污染和記憶效應(yīng)都很小，其使用壽命相對較長。將其與鎳氫電池相比，當(dāng)體積重量一致時，該電池的蓄電能力比鎳氫電池的1.5倍還要多。且從理論層面分析來看，該類電池的總電量僅僅開發(fā)有四分之一的水準(zhǔn)，其開發(fā)前景廣闊，作為一類真正能實現(xiàn)無污染的電池，對節(jié)能環(huán)保事業(yè)的開展十分有益。

1.2 鉛酸蓄電池

該類電池歷史長達(dá)一個世紀(jì)，主要被運用進(jìn)內(nèi)燃機(jī)汽車內(nèi)，作為起動動力源來使用，是當(dāng)下十分成熟的一類電動汽車的蓄電池[2]。就鉛酸電池來講，它本身的體積大，但存在著能量低的特征，電池的壽命較短，電池更換的頻率相對較高。因而該類電池在人們心中有著污染較重、技術(shù)較為落后的印象，認(rèn)為其和其他動力電池相比而言優(yōu)勢較小。但該類電池也有著自身優(yōu)勢，例如原材料的價格便宜、容易獲得，且可靠性較高，可回收再次利用等等。就當(dāng)下而講，該類電池主要被運用進(jìn)電動三輪車或自行車當(dāng)中，其市場的占有率極高。

1.3 鎳氫電池

該類電池是一種堿性電池，其使用壽命較長，且放電功率大、記憶效應(yīng)較低，但其價格較高。就該類電池在國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r來看，我國鎳氫電池的類型有100A·h以及55A·h兩類，與國外生產(chǎn)該類電池的企業(yè)相比，產(chǎn)品的技術(shù)水平相對較低，其比能量在單千克65Wh左右。該類電池一般運用在電動工具的領(lǐng)域中，但隨著鋰離子電池的逐步發(fā)展，應(yīng)用于汽車的該類電池已經(jīng)逐步被市場所淘汰。

1.4 燃料電池

該類電池并非進(jìn)行電能儲存的設(shè)備，而是一個較為完善的，小型的發(fā)電系統(tǒng)。它在燃料選擇上，一般有乙醇、氫、甲醇或甲烷等等，利用電池內(nèi)部各個物質(zhì)間所進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，最終將化學(xué)能往電能方向進(jìn)行轉(zhuǎn)換。但無論是何種類型的該類電池，其核心都在于其燃料內(nèi)存在的氫、氧兩類元素。從化學(xué)原理可知，氫氧在發(fā)生反應(yīng)后會產(chǎn)生水，因而和鋰電池類似，該類電池的污染、排放都較小，是一種十分理想的動力源，更被業(yè)界所公認(rèn)其為未來世界中，汽車的優(yōu)質(zhì)能源。早在20世紀(jì)的末期時，美、日等國便重視該類電池的研發(fā)，發(fā)展至今已經(jīng)研發(fā)出可供示范運行的汽車。但國內(nèi)對于該類電池的研發(fā)其起步較晚，技術(shù)相對而言先進(jìn)性不足，與美、日等已經(jīng)在燃料電池研發(fā)上有所成就的國家相比，我國仍舊處于一個發(fā)展中的階段。近年來隨著國家對燃料電池的重視性提升，有關(guān)的優(yōu)惠政策不斷出臺，相信在技術(shù)、政策以及有關(guān)經(jīng)驗等方面的支持下，我們和其他國家在燃料電池研發(fā)上的差距會逐步縮短，為新能源汽車提供更為穩(wěn)定、先進(jìn)的動力電池選擇。

2 新能源汽車動力電池的應(yīng)用現(xiàn)狀

結(jié)合新能源汽車發(fā)展的歷程可知，最先開展該類汽車研發(fā)和推廣的國家及地區(qū)是日本，該國利用混合動力汽車來開拓了新能源汽車的市場[3]。自此，美國的新能源汽車研發(fā)制造廠，如特斯拉集團(tuán)等，在對日本方面有關(guān)經(jīng)驗進(jìn)行借鑒后，進(jìn)行了鋰電池類純電動汽車的推出。該類新型汽車的推出，讓歐洲各國都將目光往新能源類汽車上進(jìn)行集中，期望以此改善柴油汽車帶來的污染狀況。

而結(jié)合國內(nèi)對于該類汽車的研發(fā)制造來看，我國在本世紀(jì)的初期才進(jìn)行了有關(guān)工作。例如在2008年時，在國內(nèi)有關(guān)政策的支持下，新能源汽車迎來了它的發(fā)展元年，其市場活力不斷增長。近年來，隨著各國對該類汽車的推廣，我國的國產(chǎn)汽車公司也進(jìn)行了如油電混合式新能源汽車的推出，部分非汽車領(lǐng)域公司也發(fā)覺了新能源汽車這一領(lǐng)域的發(fā)展前景，紛紛加入該領(lǐng)域中進(jìn)行了企業(yè)品牌的打造。但該類汽車對動力電池的依賴性較高，汽車領(lǐng)域的發(fā)展取決于該類電池的發(fā)展和變化，結(jié)合國內(nèi)當(dāng)下的動力電池生產(chǎn)現(xiàn)狀來看，雖生產(chǎn)企業(yè)在百余家往上，但整體的生產(chǎn)自動化的程度有限，進(jìn)而生產(chǎn)效率有限，產(chǎn)品的質(zhì)量相對較低，對動力電池領(lǐng)域、新能源汽車領(lǐng)域兩者的發(fā)展都帶來了制約性的影響，需要我們進(jìn)一步進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和升級。

3 新能源汽車動力電池的發(fā)展趨勢

3.1 規(guī)?；l(fā)的成本降低

動力電池在投入生產(chǎn)的過程中，對生產(chǎn)制造成本的降低是有關(guān)企業(yè)所重視的重要問題之一。就電池制造來講，其成本降低的主要方式可分為，第一，利用技術(shù)升級實現(xiàn)電池體系的優(yōu)化，將其實際使用壽命提升以此來降低成本;第二，對電池生產(chǎn)的體系進(jìn)行改變，以規(guī)?；碾姵厣a(chǎn)，利用規(guī)模經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)單位產(chǎn)品的生產(chǎn)成本降低。就規(guī)?；圃靵碇v，有關(guān)企業(yè)已經(jīng)利用規(guī)?；a(chǎn)，將電池的生產(chǎn)成本降低三分之一以上，該點值得國內(nèi)有關(guān)企業(yè)結(jié)合內(nèi)部實際情況學(xué)習(xí);第三，做好資源回收工作。該點能為生產(chǎn)廠家將生產(chǎn)成本充分降低，以此來實現(xiàn)利潤空間的提升。但結(jié)合國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r來看，針對動力電池的回收體系仍舊有待完善，例如在回收鋰電池上，其回收的成本較高，二次開發(fā)的技術(shù)較不完善，產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展也不足，需要有關(guān)企業(yè)進(jìn)一步研究和優(yōu)化。

3.2 制造方式趨于智能方向

在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域飛速發(fā)展的環(huán)境下，動力電池生產(chǎn)領(lǐng)域也隨之發(fā)生了一定變化，愈發(fā)趨于智能化。例如我們可對動力電池在研發(fā)測試，生產(chǎn)和銷售，以及最終使用環(huán)節(jié)內(nèi)的有關(guān)信息利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行挖掘整合和分析，以其中的有效信息為后續(xù)電池的生產(chǎn)升級提供價值信息。作為現(xiàn)代化制造業(yè)進(jìn)行升級轉(zhuǎn)型的重要路徑，智能化的實現(xiàn)，能讓有關(guān)電池制造企業(yè)實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，利用智能化控制系統(tǒng)指揮生產(chǎn)機(jī)器工作，提升生產(chǎn)效率以及規(guī)模。在為企業(yè)節(jié)省更多人力資源成本的同時，利用智能化生產(chǎn)的規(guī)范化、機(jī)械化降低生產(chǎn)制造的失誤，為企業(yè)帶來更多生產(chǎn)效益。此外，智能化制造因與計算機(jī)技術(shù)的關(guān)聯(lián)，也具備著可視化、信息化以及無人化的特征，有關(guān)企業(yè)可在電池的開發(fā)測試，制造或售后過程中進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)控，以此進(jìn)一步將電池的穩(wěn)定性、可靠性提升。

3.3 發(fā)展模式的合作化發(fā)展

生產(chǎn)鏈的成熟以及良好的資金鏈，是某項技術(shù)的發(fā)展支撐力，它們意味著某一商業(yè)模式的創(chuàng)新及進(jìn)一步發(fā)展。結(jié)合當(dāng)下的發(fā)展?fàn)顩r來看，多方合作有可能成為未來各個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主流。動力電池領(lǐng)域因此可利用分散及整體的一個合作理念，對小微企業(yè)的運營發(fā)展進(jìn)行支持，組織多個生產(chǎn)廠家進(jìn)行各個電池生產(chǎn)職能的承擔(dān)，最后再組裝和測試各企業(yè)的生產(chǎn)零部件。該類方式能將生產(chǎn)鏈進(jìn)行拆分，保障生產(chǎn)效率的進(jìn)一步提升，并能為企業(yè)降低運營風(fēng)險。此外，由多個企業(yè)來參與生產(chǎn)，能實現(xiàn)各企業(yè)積極性、創(chuàng)造力的調(diào)動及提升，

為動力電池領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展提供動力。各個企業(yè)需要能具備合作生產(chǎn)的意識，將經(jīng)營及生產(chǎn)的策略進(jìn)行調(diào)整和變革，以此來應(yīng)對新能源汽車的發(fā)展趨勢下，動力電池領(lǐng)域需要面臨的挑戰(zhàn)及機(jī)遇。

4 結(jié)束語

結(jié)合以上，國內(nèi)當(dāng)下的動力電池領(lǐng)域處于一個持續(xù)發(fā)展的階段中，其技術(shù)模式仍在不斷完善，市場的飽和度也較低。動力電池的發(fā)展，其核心理念在于環(huán)境保護(hù)、性能安全以及能量密度，因而從該理念出發(fā)進(jìn)行生產(chǎn)的動力電池必然能為新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展提供力量。就上述的探究可知，理想化的動力電池應(yīng)該能具備質(zhì)量輕且體積小，充電快且比能量大，價格較低且壽命長，可回收且性能穩(wěn)定并節(jié)能環(huán)保等特征。隨著國內(nèi)制造技術(shù)的持續(xù)變革，動力電池必將向著理想狀態(tài)發(fā)展，為汽車領(lǐng)域的變革，環(huán)保事業(yè)的開展貢獻(xiàn)獨到力量。

參考文獻(xiàn)

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