筆者參與了2014年2月上旬在美國亞特蘭大舉辦的世界會議“AABC(AdvancedAutomotiveBatteryConference)”。AABC是車載兩次電池范疇相比不業(yè)余的世界會議,2014年約有500人參與。此外,第5屆日本世界兩次電池展也于2月底在東京有明世界會展中心舉行,加上并設的展會大家都有6.7萬多人到場。
因此可行瞧出車載兩次電池相干技藝已成為熱門。其背景是,全球列國紛紛全在強化二氧化碳釋放劃定。比如,美國加利福尼亞州的ZEV(零釋放機動車)法案、歐洲的二氧化碳法案、華夏的環(huán)境法則往后都將更為嚴刻。
作為應對釋放劃定的有用舉措,大型車子廠家對混合能源車(HEV)和純電動車子(EV)等電動機動車寄予厚望,各企業(yè)全在拼命推行開發(fā)。從前體現不踴躍的大型車子廠家往后也沒有辦法回避這種難題。不但如許,假如不及時應對這一系列的環(huán)境法案,甚而可能會關連到公司的存亡。
比如,美國ZEV法案之前的對象車子廠家為美國的通用車子(GM)、福特車子、克萊斯勒(現為菲亞特克萊斯勒車子企業(yè)),以及日本的豐田、本田、日產車子6家企業(yè)。但從2018年最初,大眾、寶馬、戴姆勒、馬自達、現代團體也將成為適用對象。這點后來追加的對象公司往后當然也會加速電動機動車的開發(fā)。
多個多樣的電動機動車
電動機動車可行依據采納的技藝分成幾類。大伙相比熟悉的應當是HEV(插電式混合能源車)和EV(純電動車子)。HEV自豐田1997年公布“普銳斯”以來曾經往日了15年多,此刻映入了普遍期。豐田一律是該范疇的龍頭老大,而本田也頗具競爭力。美國廠家中,福特在鼎力推行HEV的開發(fā),但與日本廠家還相距甚遠。HEV的市場滲透率在電動機動車中也十分高,往后歐洲廠家也將踴躍開發(fā)HEV。
再反復顧一下EV的市場動向,EV在2012年從前市場評價較輕,日產的“LEAF”(聆風)和三菱的“i-MiEV”一直在苦苦支撐。原因是沒有辦法解決續(xù)航距離短、充電時間長、價值又過高的課題。
到2013年今后,這類概況漸漸產生了浮動。尤其是在美國,日產LEAF的經濟效益遭到好評,市場認知度漸漸提升。從2013年年底最初,LEAF在美國一直以每月1000輛的速度出售。總部位于美國亞特蘭大的喬治亞電力等電力企業(yè)以改善充電根基設備為主提供的扶持好像發(fā)揮了效用。
業(yè)績更為出色的,是美國硅谷的風險公司特斯拉車子。該企業(yè)的EV“ModelS”官方公布的續(xù)航距離是日本廠家的2倍以上—483km。這車采納超跑的車身設置,能提供讓客戶“坐一次還想再坐”的價格。這車實現了快速增添,日前的銷售數量為每周200輛,出售額大約1.2億元。
讀者可能也不太熟悉,在美國,推進可在家中充電的插電式混合能源車(PHEV)普遍的,是通用的“Volt”。Volt的累計銷售數量已達到6.6萬輛,全部汽車主人的總行進距離突破了6億英里(約9.6億千米)。這車僅2013年就售出約2.3萬輛,估計2014年將進一步增添。
另外,能源電池車(FCV)方面,日本廠家計劃在2015年投放市場。本田從1986年最初就在探討作為該技藝焦點的能源電池,歷經29載終歸見到了量產的期望。
EV普遍要求不在于根基設備建造
電動車子技藝有益也有弊。電動車子的顯露對相干產業(yè)來講既是機會,同一時間也可能是風險。推進相干法則的列國的意圖以及公司的策略將遭到關心。下方馬上來剖析一下沒有需石油等化石能源的“零釋放”車子EV和FCV。
EV是終極環(huán)境保護車的候補之一,只是其位置其實不穩(wěn)定。這是由于,與石油車比較,EV的功能(行進距離和充電時間)價值比十分低。
解決一系列課題、使EV周全普遍的要求是實現超過現存鋰離子電池的高功能電池。日前列國、探討機構和公司全在推行相干研發(fā),實用化備受期待。
此中,有一個被稱為后鋰離子電池的新款電池“鋰空氣電池”。鋰空氣電池應用的是金屬鋰與空氣中的氧氣產生的化學反映,所獲能量的理論值超越了日前的鋰離子電池。
只是,鋰空氣電池的指標是在2030年實現實用化,還很遙遠。好像也有相干人員顯示“2020年此前能實用化”,但關于還處在根基探討階段的課題來講,此刻就談實用化時間仿佛無實質意義。
咱們經常會見到僅憑大學和資料廠家開發(fā)的正極和負極資料的數據,就說“發(fā)覺了能將EV續(xù)航距離擴大到500km的技藝”這類報導,這只能說是故弄玄虛。由于僅憑電極基本不行打算續(xù)航距離,唯有生產成能安裝在EV上運用的電池體系才具有討論價格。但另一方面,報導時應當慎用夸大其詞的表述。
日本的大學和公司也經常發(fā)表這類信息。每一次碰到這種信息時,投資企業(yè)和考查機構都會向筆者尋求意見。筆者的回答通常皆是“冷靜客觀地觀看一下吧,無原理和邏輯扶持”、“消息太少,沒有辦法做出結論”。
自然,在資料范疇的尖端探討和技藝開發(fā)方面,日本具有壓倒性的強盛競爭力,因而,新的突破切實極有可能會在日本顯露。
實質上,在兩次電池的尖端探討方面,其它國度廠家的作用力其實不高。比如,由三星SDI擔任主管公司的韓國國度名目“WPM(WorldPremiumMaterials)”從2008年就最初以國度的名義推行以強化相干資料為指標的開發(fā)。但在資料范疇,唯有踏踏實實立足于根基探討才能取得效果,根基探討實力比日本薄弱的韓國開發(fā)出令人震驚的新資料的可能性仿佛相比低。
如上所述,EV普遍的要害在于是否實現具備更新性的電池。在新原理和新資料這兩方面取得了大批常識產權的探討機構、公司和國度將得到龐大的利益。
反過來講,假如不行在電池上取得突破,EV就沒有辦法實現飛躍進行。有看法以為,“EV無普遍是由于充電根基設備不改善”,這類說法隸屬詭辯。筆者以為應當這樣了解:假如EV真有充足的魅力,充電根基設備日后一定會改善起來。
小型鋰電池是日前的主角?
備受矚目的特斯拉也有了新動向。2月26日的《日本經濟新聞》在頭版頭條報導稱,松下將與特斯拉一同在美國建造小型鋰離子電池新工廠,預定2017年投入運用,總投資額超越1000億日元。制造指標是每年制造可供50萬輛車子運用的電池。
筆者預測,2020年全世界的電動車子約為600萬輛,此中EV的比重約為10%(60萬輛)。只是,從事EV用鋰離子電池營業(yè)的電池廠家除松下外另有好多。日產與NEC的合資企業(yè)AutomotiveEnergySupplyCorporation(AESC)、杰士湯淺與三菱商事和三菱車子的合資企業(yè)LithiumEnergyJapan(LEJ),另有東芝、三星SDI和LG化學等,圍繞EV用鋰離子電池的競爭曾經達到白熱化狀況。
再來看一下曾經映入普遍期的HEV用鋰離子電池,日本電池廠家方面,松下、松下與豐田的合資企業(yè)PrimearthEVEnergy(PEVE)、杰士湯淺與本田的合資企業(yè)BlueEnergy、AESC以及日立機動車燃料都構筑了穩(wěn)定的位置。而韓國廠家在該范疇陷入苦戰(zhàn),這類格局是輕易沒有辦法推翻的?尚姓f,韓國廠家相應地把重心放到了EV和PHEV上。
三星SDI還打算在西安建造車載鋰離子電池工廠。到2020年,EV用鋰離子電池存留供過于求的風險,各電池廠家可能會像私人電腦等運用的小型鋰離子電池那樣陷入價值競爭。
此外,另有必需討論一下EV用鋰離子電池采納的技藝。用于私人電腦等的小型鋰離子電池與面向EV開發(fā)的大型鋰離子電池之中存留競爭。主力車子廠家的量產EV都采納專用的大型鋰離子電池,但帶動EV市場增添的特斯拉企業(yè)的特異之處在于采納小型鋰離子電池。沿用花費類電池在本錢方面占優(yōu)勢,這類形式是可行了解的,但反過來看,小型鋰離子電池下降本錢的余地相比小。
源于鋰離子電池對平安方面的請求十分嚴刻,是以每個電池的操控體系極端要緊,須要以個數而非電池大小為單位發(fā)展操控。關于特斯拉的ModelS那樣裝備7000若干小型鋰離子電池的體系,操控起來要比裝備不到100個大型產物的體系愈加繁雜。2013年10月今后連接產生的ModelS起火車禍于今未能查明原因。
即便先不考量特斯拉的EV能多大水平在市場上普遍,松下的打算也一樣既是機會還是風險。筆者從前研發(fā)鋰離子電池時曾考查了車載鋰離子電池的應有形態(tài)。
以后,筆者在客觀的立場上經常能見到原松下陣營與原三洋陣營的看法根本不絕對的概況,二者合并成統一家企業(yè)后,在電池策略方面也經常聽到意看不同一的聲響。日前在技藝開發(fā)和策略方面好像是原松下一方掌握主導權,因而導致原三洋相干營業(yè)的最重要的負責人紛紛離職。
FCV是終極環(huán)境保護車嗎?
FCV同樣是可能性與疑問并存。能源電池車看上去切實可行說是零釋放車子,但從其全個壽命周期來看,裝備的氫能源多數是經過天然氣改質制造的,制造時會釋放二氧化碳。同樣,為EV供給的電力在經過化石能源發(fā)電進程中也釋放二氧化碳。
將來須要構筑以零二氧化碳生成氫的工藝,并下降氫能源的價值。自然,車身價值是個要緊要素。在筆者離開本田的2004年,每輛FCV的價值多達1億多日元。10年后,大型車子廠家計劃2015年投放市場的FCV盡管無推出詳細售價,但預計可能在500萬~1000萬日元(約30萬~60萬元國民幣)的范疇內。
日本經濟資產省在2000年首尾曾踴躍推行FCV并為開發(fā)提供支援。以后,因時機也不夠老練,FCV開發(fā)熱潮一度中斷。
有看法以為,構建量產體系可大幅下降本錢,但也不一定必定如許。推進氧與氫的反映的鉑催化劑便是個例子。從前,裝備100kW能源電池的車子,每輛須要100g的鉑。以后各企業(yè)紛紛宣告經過探討開發(fā)大幅降低了鉑的用量,但并沒有推出詳細數值。
假設用量削減了50%,變?yōu)?0g,從鉑的實質價值來看,每輛車也須要20萬日元。假如FCV的量產擴大,鉑的價值可能不降反漲。這樣就只能寄期望于不依賴鉑的新款催化劑,只是,盡管發(fā)展了大批探討,日前這方面還無取得效果。
石油車的尾氣釋放操控催化劑的概況與此相同。筆者1978年剛進本田時才最初開發(fā)鉑-銠-鈀三元系催化劑。盡管可行應對尾氣釋放劃定,但源于催化劑必需一直運用這點素材,導致銠的價值暴漲,曾一度引起相當大的騷動。能源電池中的鉑催化劑功能較高,實現代替催化劑的難題十分大。
在能源電池中,采納“固體高分子”的電解質膜是必不可少的部件,只是化學廠家曾經最初量產,因而沒有望再經過FCV的量產效應下降其本錢。是以,須要在考量這點要素的根基上,定量剖析經過量產效應能將FCV的本錢降到甚么水平。
跟EV一樣,日本在FCV范疇的開發(fā)實力同樣在全球遙遙優(yōu)先。這是由于日本大型車子廠家以零部件公司的技藝實力為根基實行了開發(fā)投資,況且經過EV和HEV的開發(fā)成績確立了電動化技藝。從FCV方面的專利來看,日本的實力也很強。
現代車子也在開發(fā)FCV,只是與日本廠家比較,其作用力較輕。由于現代車子的開發(fā)起步較晚,況且韓國的零部件廠家的實力較弱。
日本是否笑到最終?
雖說如許,但2025年的ZEV劃定請求大型車子廠家將PHEV、EV和FCV三種車子的出售比重提升到15.4%。日本某大型車子廠家的高管顯示,“源于沒有辦法確定終極的環(huán)境保護車,因而須要全角度開發(fā)”,這是十分穩(wěn)妥的策略。
但從資源開發(fā)看,大型車子廠家這樣做無難題,而中庸范圍的車子廠家沒有辦法開發(fā)全部的技藝。假如機動車電動化能取得進展,車子產業(yè)的技藝合作和受權提供等商業(yè)形式就會大幅增添。
除了日韓歐美市場外,往后華夏市場還不容忽視。大眾和通用在華夏車子市場上如魚得水,日本廠家中,盡管日產一直在奮戰(zhàn),但差距依舊相當大。通用及時設立尖端技藝探討所,擴充了功效。
豐田和本田之前在華夏市場上的作用力都不高。但往后兩企業(yè)均計劃在華夏開展電動車子的技藝開發(fā),并在本地制造機動車。為這正好擴大探討開發(fā)功效。假如考量到電動化市場的擴大,往后日本廠家也有可能東山再起。
屆時存留的課題是各產業(yè)的協作形式。在華夏展開營業(yè)的前提是與本地公司設立合資企業(yè),資本比重方面也存留異邦公司不得超越49%的節(jié)制。另外還存留其它方面的諸多制約,例如在華夏市場的營銷、與政府機建立立關連、建立人脈網、構筑零部件的供給鏈、華夏本人的鋰離子電池相干平安性評測準則的制訂等,在這點節(jié)制下,考量甚么樣的商務形式和營業(yè)策略最適合至關要緊。
電動車子普遍的要害在于電池。放眼全球,能真實推行車載電池營業(yè)的唯有日本和韓國。日前,日韓之中還存留技藝差距,況且中美歐電池廠家的實力較弱。只是,在電池平安性相干的世界準則等方面,德國和法國等歐洲廠家正好踴躍運動。
日本究竟是否笑到最終?往后在各范疇開展的競爭將遭到關心。
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