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掘金48V系统锂电池新蓝海

来源:宝鄂实业    2019-02-22 13:14    点击量:
 

2011年奥迪、宝马、戴姆勒、保时捷、大众联合推出48V系统以来,由于其既可以满足车载负载及性能提升需求,又能缓解全球范围内对于节能减排的政策压力,因此正在成为主流车企的共同选择。

 

近日,“万向A123获上汽通用10亿美元新订单”的消息席卷朋友圈。万向集团称,已中标上汽通用260万套48V系统超级磷酸铁锂电池。

 

数据显示,上汽通用2016全年完成销售188.7万辆。这意味着,上海通用下给万向的订单,已远超其目前的年销售总量。

 

“显然,48V产品在传统汽车中标配化趋势已然在上海通用率先启动,三年后,如果全国的所有汽车全部搭载该系统,对于动力电池企业而言,可能将酝酿出比新能源汽车还庞大的市场总量。”高工产业研究院副院长高小兵表示。

 

所谓48V系统,其实是一种低混合动力系统,也可以把它看成是起停系统的升级版。该系统电压为48V,用能量小于一度电的功率型锂电池代替传统的铅酸电池,用BSG电机代替传统的启动电机和发电机。

 

该系统不但具有怠速启停功能,还具有发动机停机滑行、滑行与制动能量回收、加速助力和电巡航功能。更重要的是,其单车成本不会超过5000元人民币。

 

高工锂电网了解,除了通用和欧洲各大车企,包括福特、现代、起亚等企业也在积极开发48V系统,在国内,包括吉利、一汽、比亚迪、长城等已经确认会引入48V系统。

 

根据IHS预测,2025年全球48V系统装车量将超过1100万辆。

 

巨大的潜在市场之下,国际国内电池企业都已是摩拳擦掌,江森自控、日立、SAFTA123等均推出了针对48V轻混的专用电池。在国内,根据高工锂电网调研,包括宁德时代、力神、中航锂电、超威等电池企业也都做好了相应技术储备。

 

高工产研锂电研究所(GGII)数据显示,预计到2020年,全球48V系统锂电池的市场空间将达200亿元人民币。

 

节油减排压力下车企新选择

 

全球范围内环保减排的压力,是车企选择48V系统的最大动力。

 

在排放法规中,欧盟要求最为严格,到2020年百公里油耗要降至4L,每公里二氧化碳排放低至95g

 

在国内,根据工信部修订的《乘用车燃料消耗量限值》和《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》,至2020年,所有企业生产的乘用车平均油耗必须降至5.0/100公里。

 

中汽协秘书长董阳认为,单纯靠提高发动机的燃油效率达到排放目标基本是不可能完成的任务,汽车混动化,纯电动化是最佳技术路线。纯电动化虽然是汽车的终极目标,但是由于高成本以及续航问题,无法在短期内大量普及。

 

48V轻混系统相比丰田等日系车企采用的高压混动系统而言,成本更低,却可以达到高压混动系统大部分节能效果,按照德尔福的测算,48V轻混系统是高压轻混系统成本的30%,能达到高压轻混系统70%的节能效果。

 

基于此,包括董阳在内的很大一部分业内人士的一致共识是,同发展新能源汽车一样,48V的汽车改革,均是应对这个严苛油耗限值和排放要求的办法之一。

 

除了减排降耗,48V系统对于整车的加速、降噪、更多车载设备的支持等都会有明显的提升。

 

201611月举行的广州车展上,长安推出了48V的量产车型-新逸动蓝动版。长安汽车动力总成研究院先期技术及混合动力主管侯聪介绍,该车型一方面可以通过一些自动回馈以及智能怠速停机,能够实现节油15%

 

另一方面,在动力性上,因为发动机在低转速的时候,动力表现不是太好,而48V正好为低转速的动力提供很好的助力,使得此时的动力能有15%25%的提高。另外,在舒适性方面,启动的噪音和传统车相比减少了5分贝,并且通过控制策略的优化,启动时间从0.8秒降低到了0.4秒。”

 

高工锂电网调研,未来3~5年,国际国内主流车企都会陆续推出自己的48V系统车型,乘用车领域将呈现从微混、高压混动、插电式混动、纯电动的产品线同步发展,汽车动力总成开始迈入各类动力方式相组合和融合的时代。

 

动力电池企业布局新蓝海

 

巨大的市场潜力之下,国际和国内主流动力电池企业都已经摩拳擦掌,积极储备48V系统电池技术和产品。

 

根据GGII调研,除了万向A123,江森自控、日立、SAFT等均推出了针对48V轻混的专用锂电池。而在国内,宁德时代、中航锂电、力神、超威等动力电池企业也都做了技术和产品布局。

 

天津力神动力电芯开发部部长张娜介绍,48V系统对于电池具有较高的门槛,最基本的要求包括:工作的温度范围要达到零下4070度;连续充电功率要5千瓦以上;脉冲充电是12千瓦,脉冲放电是13千瓦;寿命最基本也是810年。

 

张娜介绍,力神开发的48V系统电池采用三元体系,通过正极和负极材料的纳米化和球型化来提升电池的倍率性能。按照力神规划, 2020年,其高功率电池功率密度将提升到5000/每公斤。

 

事实上,力神的做法也是国内企业进行48V系统电池开发时的共识。

 

万向A123负责人介绍,其提供给上汽通用的48V系统电池,是在纳米磷酸铁锂技术基础上开发而成,并对负极材料研究作了改进和优化。该产品由148安时电芯组成,电池高度96毫米,电芯功率密度3千瓦/公斤,电池功率密度2千瓦/公斤。

 

作为动力电池领域的领军企业,宁德时代在该领域的布局同样值得关注,在国内一次技术论坛上,宁德时代赵昂博士介绍了其车载混动储能系统开发进展。

 

赵昂介绍,根据整车企业的需求,宁德时代已经规划了三代48V产品,第一代产品主要主要实现基本的启停、加速、能量回收功能,采用12~1310安时电芯的pack。第二代产品将实现更高的节油减排效率,在电池上采用15-30安时电芯的pack,第三代产品则将提供更多的电气功能,在电池上将采用25-40安时的电芯pack。预计其第一代产品将在2017年实现标准化量产。

 

值得注意的是,作为新的应用产品,48V系统电池的技术还需要在多个方面不断完善,一是对于成本和安全性的权衡,二是对于产品寿命的预测和判断,三是模组的标准化,四是Pack层面的重量、热管理、密封问题的完善;五是对于电池故障的诊断。

 

GGII分析认为,尽管市场空间及利润广阔,但是48V系统电池对于企业的技术开发能力具有较高的门槛,这意味着,未来几年,真正能在该领域唱主角的只会是国际及国内第一梯队动力电池企业,并不会给二三线企业太多的市场机会。