价格崩溃的车载电池 厂家配备的最新事例接连不断

2011-04-04 19:57:58来源: 技术在线

  在电动车全面普及之前,车载锂离子充电电池的价格竞争便出现了白热化。刮起价格旋风的是LG化学公司。该公司开始向汽车厂商报出与便携设备用电池同等的价格。而其他车载电池厂商也将被迫步其后尘。配备锂离子充电电池的汽车由此开始全面上市。在2011年1月24~28日举行的车载电池国际会议“AABC 2011”上,各厂商公开了最新车辆配备的锂离子电池。

 


  “我们不会只从一家公司采购电池”(丰田代表董事副社长内山田竹志)。

  目前,汽车厂商纷纷开始从多家公司采购车载锂离子充电电池(图1)。丰田表示,除了从三洋电机采购外,还将在丰田的子公司Primearth EV能源(PEVE)量产锂离子充电电池注1)。

  注1)在丰田2010年11月举行的“丰田环境技术发布会”上,内山田针对本站的采访表示不会只从一家公司采购电池。


图1:从两家以上的公司采购电池的大型汽车厂商
大型汽车厂商从多家电池厂商采购车载锂离子充电电池的趋势在增强。

  另外,虽然雷诺-日产集团的法国雷诺一直从日产汽车和NEC的合资公司Automotive Energy Supply(AESC)全量采购锂离子充电电池,但同时也接受韩国LG化学的供货。

  其他公司也一样。与GS汤浅以及三菱商事共同设立电池合资公司Lithium Energy Japan的三菱汽车,也宣布其商用款电动汽车(EV)将采用东芝的锂离子充电电池。

  大型汽车厂商之所以加速从两家以上的公司采购车载锂离子充电电池,是因为在电动车辆普及之前,车载锂离子充电电池的价格已经迅速下降的缘故。

  主要原因有两个。一是EV和插电式混合动力车(PHEV)在迅速进入市场。另一个是LG化学公司开展的价格战。

  关于第一个原因,可作如下解释:此前电动车辆的主流一直是混合动力车(HEV)。一辆HEV配备的锂离子充电电池的容量只有0.5kWh~1.5kWh左右,很难获得电池量产效果。为此,汽车厂商需要使多款车型的电池实现共用,以增加使用量。因此,要获得电池的量产效果,最好尽量从一家电池厂商采购产品注2)。

  注2)实际上,丰田在HEV上使用的镍氢充电电池是从PEVE一家购买的。

  然而,EV和PHEV则完全不同。每辆EV的电池配备量为20kWh左右,PHEV为5kWh~16kWh左右,跃升至HEV的10~40倍。如果以销售量贩车型为前提,汽车厂商只需推出一款车型即可获得电池的量产效果。

  付诸实际行动的是日产汽车。该公司首先以年产5万辆EV为前提制定了电池量产计划,从初期阶段就力图降低价格。日产计划2012年实现年产20万辆的规模,如果能够实现,则电池成本“将与目前的消费类锂离子充电电池相当”(日产汽车)。

  LG化学开展价格战

  如此大量的生产规模,日产能够在2~3年能实现,并且大幅削减电池成本吗?就在电池业界人士还在挠头的时候,LG化学的举动则令周围更加吃惊。

  LG化学最近接连接到了大型汽车厂商的订单。对此,电池业界人士指出,“(LG化学的)好像提出了令人难以置信的低报价”。LG化学正在韩国和美国建设大规模的车载电池量产工厂,据说目前的报价是以在该量产工厂生产时的成本为前提的战略性价格。

  在美国汽车工程师学会(SAE,Society of Automotive Engineers)于2011年2月在美国主办的“2011 Hybrid Vehicle Technologies Symposium+Electric Vehicle Technologies Day”上,“LG化学公布的当前单元价格为350~400美元/1kWh”(汽车记者桃田健史)。这一价格与消费市场上的便携设备用锂离子充电电池几乎相同。

  在LG化学的地位不断增强的情况下,很多观点认为,同样从事锂离子充电电池业务的三星SDI和SK Innovation等韩国企业也将把自已的报价降至与LG化学同等的水平。

  “电池属于化学品,因此不同于半导体和液晶面板”的说法恐怕已经站不住脚了。另外,鉴于这种情况,汽车厂商纷纷增加了采购电池的厂商,毫无疑问,这将使企业之间形成竞争,电池厂商将陷入更激烈的价格竞争中。

  美国与中国厂商合作

  电池厂商要想越过这道坎,就必须保证供应的量。为此,美国电池厂商开始向中国市场寻求答案,正在积极推进与中国汽车相关厂商之间的合作。美国A123 Systems和Ener1分别计划与上海汽车(SAIC Motor)和中国最大的汽车部件厂商万向集团(Wanxiang Group)设立合资公司注3)。

  注3)Ener1公司合并了其旗下从事电池制造业务的EnerDel公司。

  中国已经跃升为世界最大的汽车市场,在此基础之上,中国政府的EV政策也极为引人注目。为此,美国电池厂商计划首先抓住由政府政策主导的先期导入巴士、出租和商用车等业务用车辆的电池需求商机,同时也在布局在美国需求不断增加,用于电网稳定化的蓄电系统用大型电池市场,以确保供应量。

  令人关注的是松下的动向

  与积极采取对策确保数量的美国厂商形成对比的,是日本的电池厂商。日本厂商除日产汽车表示将迅速在日美欧建立锂离子充电电池生产基地之外,其他厂商未在海外有所动作。将三洋电机纳为全资子公司的松下也出人意料地迟迟没有行动。

  三洋电机正在兵库县加西市建设车载电池用大型单元的量产工厂,一般认为三洋电机将从供货德国奥迪为开端,2011年内还将开始向丰田供货。人们原以为松下集团会面向全球销售这种大型单元,但实际上,松下的电池业务部门却在面向车载用途积极推销笔记本电脑用圆筒型电池单元“18650”。

  松下与2008年因推出采用6800块笔记本电池单元的EV“Roadster”而震惊世界的美国泰斯拉汽车(Tesla Motors)合作,2010年11月还参股该公司。在日本,松下计划为Zero Sports供应18650单元电池组,而Zero Sports将向日本邮政集团供货1000辆由商用发动机车改造而成的EV。

  不过,三洋电机本来就在向泰斯拉汽车供货18650电池单元,看不出松下再特意与其合作并参股的必要性。松下当前最紧迫的课题不如说是如何应对汽车厂商在中美欧的各地采购。各国政府对汽车产业的当地采购要求之严格与消费类产品不可同日而语,必须尽早采取对策。

  锂离子电池车相继亮相,电池组详情公开

  放眼当前的汽车市场,2011年起乘用车开始全面采用锂离子充电电池(表1)。日本的汽车厂商中,继开始在HEV“风雅混合动力车”和EV“LEAF(中国名:聆风)”上配备锂离子充电电池的日产汽车之后,丰田和本田也决定全面采用锂离子充电电池。

 


  丰田打算从2011年上市的混合动力车开始采用锂离子充电电池,另外还表示出了将在2012年上市的PHEV和EV上配备的意向。

  而本田除了2011年春季将在美国上市的“思域混合动力车”之外,还将在定于2012年上市的大中型HEV、PHEV和EV上配备锂离子充电电池。

  在此背景下,车载电池国际会议“AABC(Advanced AutomotiveBattery Conference)2011”于2011年1月24~28日于美国加利福尼亚州的帕萨迪纳召开。会上,汽车厂商和电池厂商公开了新款车辆将配备的或可能配备的锂离子充电电池的详情。

  其中,奥迪就预订2011年中期上市的HEV“Q5 hybrid quattro”的电池系统发表了演讲。该车是包括奥迪在内的大众集团首款配备锂离子充电电池的车辆。在采用单马达混合动力系统的同时,发动机和马达可用离合器分离,只用马达可EV行驶3km左右(图2)。


图2:采用三洋电机的锂离子充电电池
奥迪的“Q5 hybrid quattro”采用三洋电机生产的电池组。为防止电池劣化,电池组配备了与空调相同的冷却系统。(摄影:奥迪日本)

  锂离子充电电池组由三洋电机制造,容量为1.3kWh。电压为266V。重量为35kg,电池组整体的能量密度为37Wh/kg,输出密度为1143W/kg。单元在电池组中所占的重量比例为52%。采用72个单元,因此单元容量约为5Ah,电压为3.7V。从电压可推测,其正极材料以三元系为基础,估计单元的能量密度为70Wh/kg左右。

  奥迪公司电池系统的特点是,为提高电池组的寿命,对单元实施了彻底的温度管理。电池组的冷却分3个阶段控制。当电池组温度超过34.5℃时,会启动车内的空调。超过37℃时,会通过车辆前部的空调用蒸发器(Evaporator)向电池组送风进行冷却。当温度继续上升超过42℃时,将停止车辆前部的送风,而启动电池组上安装的冷却系统的蒸发器。

  此外,通过优化电池单元的配置和冷却用空气的流路,可将电池组内单元的温度差控制在最高5℃的范围。安全性方面,针对单元内部混入异物的情况进行了内部短路试验,确认了不会发生起火和爆炸事故。另外,如果一个单元发生热失控等异常时电池系统会关闭,此外还设置了排气口,用来从电池组中排出单元产生的气体。

  

[1] [2]

关键字:车载电池  锂离子电池  电池厂商  价格竞争

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2011/0404/article_3501.html
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