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车辆与电池寿命不匹配 缓解报废焦虑电动汽车才能驶向远方

2017-04-07 09:23:31 浙江人禾电子有限公司官网 已读
此前,国家和车企对纯电动汽车市场发展的关注点更多地聚焦于生产制造领域,但随着首批纯电动汽车产品逐渐进入淘汰更新期,动力电池的更换以及回收利用,不仅是环境可持续性发展中的重要一环,更直接关乎纯电动汽车市场能否可持续发展。

车辆与电池寿命不匹配 缓解报废焦虑电动汽车才能驶向远方

编前:在国家新能源利好政策的支持下,中国新能源汽车和动力电池行业得到了高速发展,截至2016年国内新能源汽车累计推广数量超过100万辆,预计2020年累计产销量将会超过500万辆。由于动力电池容量具有衰减特性,当动力电池剩余可用容量降低至80%后便列入退役电池行列。据预测,到2020年前后,我国动力电池累计报退役将超过12万~17万吨。为了降低电动汽车使用锂电池的成本,开发和扩展动力电池市场,一个很重要的策略是通过论证和评估锂电池潜在的二次利用价值,实现动力电池的再利用。

日前,工信部、商务部及科技部联合印发了《关于加快推进再生资源产业发展的指导意见》(以下简称《指导意见》),针对再生资源产业的发展提出了更高要求。在《指导意见》中,新能源动力电池回收利用被列为重大试点示范工程,并明确了在京津冀、长三角、珠三角三个地区,选择若干城市开展新能源汽车动力蓄电池回收利用试点示范工作。据悉,这是国家首次针对动力电池回收利用所进行的试点工作,并将与新能源汽车推广一样,在未来逐渐面向全国推广。

此前,国家和车企对纯电动汽车市场发展的关注点更多地聚焦于生产制造领域,但随着首批纯电动汽车产品逐渐进入淘汰更新期,动力电池的更换以及回收利用,不仅是环境可持续性发展中的重要一环,更直接关乎纯电动汽车市场能否可持续发展。

■车辆与电池寿命不匹配

数据显示,2016年新能源乘用车总体销量为32万辆,同比增长84%,其中纯电动汽车销量为24万辆,同比增长116%,高于新能源汽车市场的整体发展速度。根据纯电动汽车的市场分布情况看,受政策影响的限购城市是新能源汽车产品的主要“战场”。

“部分消费者购买纯电动汽车并非心甘情愿,在很大程度上是长期摇号不中的被迫选择。”有业内人士表示,在传统燃油车遭到限制以及新能源汽车利好政策的双重因素作用下,纯电动汽车销量涨幅较高可以理解,但由于受政策因素影响较大,他认为纯电动汽车的持续发展还面临着很多问题,其中最大的瓶颈在于动力电池。

除消费者担心的续驶里程短、充电速度慢、充电桩少等问题外,动力电池的使用寿命同样是用车周期中不可忽视的一大部分。而当无法继续在车上使用,动力电池“退役”后的市场流向也关乎行业发展以及环境问题。

协鑫(集团)控股有限公司副总裁柳崇禧在接受记者采访时说:“动力电池与整车寿命不匹配,直接导致了消费者用车成本的增加。”据记者了解,目前我国私人乘用车平均报废年限在12~15年,商用车强制报废年限为10年。那么,从“服役”到“退役”,一块动力电池的使用寿命大概是多长时间?根据公路部门统计,纯电动乘用车动力电池的使用寿命约为4~6年;纯电动商用车日行驶次数多、行驶里程长、充电较为频繁,其动力电池的使用寿命约为2~3年。这意味着,纯电动汽车在其寿命周期内至少需更换两次动力电池,而且由于不确定因素,动力电池的寿命周期也会存在个体差异。

■电池成本高利用率低

更换动力电池又需要多少钱?中国农业大学车辆与交通工程系博士研究生乙梦超说:“根据数据显示,动力电池成本主要与电池包电量和车型分摊能力相关,纯电动汽车的动力电池系统成本大约占到整车成本的30%~50%。”所以,消费者更换两次动力电池的费用几乎可以再买一辆新车。而另一个令人尴尬的情况是,早期的动力电池充放电能力以及续驶能力都已大打折扣,但由于技术突飞猛进,目前很多使用时间较长的纯电动汽车已无适合的电池型号更换。于是车主只能将车辆贱卖,这也是目前二手纯电动汽车残值较低的重要原因。

事实上,作为纯电动汽车的动力来源,动力电池在车上“服役”的时间仅是其全生命周期中的一小部分。中国汽车技术研究中心高级工程师王芳给出的数据显示,当动力电池的可用能量衰减至初始状态的80%时,便无法满足电动汽车领域的性能需求。而在汽车使用阶段消耗的可用能量,仅占电池全生命周期可用能量的36%,所以,从纯电动汽车上淘汰下来的电池若直接进入回收环节,则意味着有64%的能量是浪费的,也就相当于间接提升了约3倍的成本。

■如何物尽其用

基于动力电池寿命短、成本高的问题,业内人士正在商讨对策,争取将车辆和电池的利用率最大化。

柳崇禧建议,建立专门负责运营电池的机构,对电池进行全生命周期管理,是未来动力电池以及纯电动汽车实现可持续性发展的最佳路径。“对车辆而言,在全生命周期内更换电池,可以将车辆的使用率发挥到最大;对电池而言,虽然不能再服务汽车,但还可以被用作储能电池,同样做到了物尽其用。”柳崇禧说。

针对这一建议,业界普遍认可对退役动力电池的梯次利用。“根据已有的示范项目成果来看,将退役电池的余能良好使用,动力电池完整的生命周期可以分成三个阶段:首先是在新能源汽车这个最高级别上使用,当动力电池可用能量不足80%时,从车用级别退;第二阶段,通过对“退役”的动力电池进行健康情况检测,将其分成可梯次利用的良品,以及不能继续使用的次品。良品在重新成组之后,开始梯次利用阶段方面的工作,如用做电网储能或备用电源等;第三阶段为拆解回收工作,将退役的次品电池和在第二阶段使用过程中可用能量或性能不满足要求的电池进行拆解,将正负极、外壳和相关有利用价值的材料进行提取回收,再经过处理,成为电池材料加工生产的原材料。”乙梦超说。

而对于为车辆更换电池的建议,有业内人士认为存在一定难度。据悉,工信部等四部委联合发布的《促进汽车动力电池产业发展行动方案》中要求,到2020年新型锂离子动力电池比能量要达到260wh/kg,具备3C充电能力、续驶能力、快充能力。“这势必会让消费者更倾向于充电模式,如同现在的智能手机,电池容量和充电便捷程度提高了,单机不可拆卸电池仍是主流路线。”有业内人士对记者说。

乙梦超认为,对于用户来说,换电模式有点类似于共享经济,不用过度关注电池包寿命状态,而且对于人均车位比例较低的一二线城市用户群体,大幅度减少了外出给车充电所消耗的时间成本和购车成本。但由于目前市面在售的电动车型约30余种,各车型之间的电池包规格、布置方式、接口和协议标准等差异性较大,很难跨车型甚至跨品牌相互使用。虽然换电站大多使用立体式货架放置电池包,并可使用夜间峰谷时段充电,管理更统一化,单位占地面积的服务能力和单车充电成本均低于充电站。但目前要求换电站为多个车型储备电池,将大幅增加其运营成本和库存压力。“个人认为,换电模式更适用于出租车、公交车、摆渡车、货运车以及分时租赁等细分市场,主要是车型单一,闲置成本高的领域。或许在未来电池比能量做到足够高,尺寸和标准高度统一化,换电模式有望成为主流。”乙梦超说。

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