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1、新能源汽车动力电池产业会否再次进入“战国时代”

2009年被称为中国新能源汽车发展的元年。随着政策、市场的不断提升，新能源汽车开始进入飞速发展态势。相应的动力电池产业也开始蓬勃发展，一时间一众电池企业如雨后春笋般出现。经过十几年的发展和市场淘汰，当时的很多动力电池企业已经退出了市场，产业集中度不断加强。

数据显示，今年前7个月，我国动力电池累计装车量同比增长110.6%。7月份，排名前3家的动力电池企业装车量占比合计达到78.5%。

与燃油车市场有所不同，动力电池可以说是新能源汽车最重要的零部件，其性能的好坏直接关系到整车的性能品质。尤其是续航里程、充电速度等指标，成为新能源汽车市场竞争的关键，整车企业对于电池的选择就更加关键。其最直接的影响是高品质的动力电池产品能够迅速实现覆盖，而品质较低的电池产品很难有出路。这也是为什么大量动力电池企业退出市场的原因。

近来，受到疫情、原材料上涨等因素影响，动力电池的市场价格出现明显增长，而且“一电难求”。出于降低成本和保障供应链的考虑，众多汽车企业开始进入动力电池生产领域。

对此，很多业内人士和专家表示，新能源汽车和燃油车不同，电池的技术含量高，而且投入成本很大，车企期望通过自造电池降成本很难实现。

据介绍，目前动力电池1个GWh的投入要3亿到5亿元，而且动力电池市场已经趋于成熟。虽然由于原材料涨价导致电池价格上涨，但电池企业的利润并没有大幅增加，许多企业的毛利率甚至是个位数。

例如，动力电池的龙头企业宁德时代，虽然在产品技术、制造能力、供应链话语权、资源整合能力、产能规模、全产业链的布局等方面做到了全球一流水平，全球市场占有率达到35%，但毛利率只有20%左右。对于制造业来说并不算高。

成熟的行业龙头尚且如此，如果车企从头开始自产电池，一方面是技术的研发和积累不够，另一方面即使电池产品生产出来，基本也都是小规模采购给自己供货。这样就很难保证电池产品的品质和生产效益。这对于整车企业来说是一个严重的经营风险。

同时，电池是个高科技产物，头部企业无一不有着20年左右的技术沉淀和巨量的研发投入。电池的研发涉及材料、化学、机械、热力学、电学等多个基础学科，还需要有强大的实验室研发实力。由于动力电池的强耦合，即便是材料的一点点变化，都可能引起内部的巨大改变，从而影响电池的整体性能，这注定了电池体系研发的难度。而且，电池的技术正在快速的进化中，研发能力较弱的企业会很快掉队。

据了解，目前宁德时代每年的研发投入，即使在整车企业的研发排名中也位居前列。整车企业在做好整车的同时，再分出力量去啃这一大块“硬骨头”，难度和风险都很大。

还有一个门槛也是整车企业自造电池比较难跨越的。就是如果整车企业自造电池，最终拿出的电池产品就必须是行业顶级水平的。因为如果不能达到顶级水平，在市场上将是没有销路的。即使是靠自身的汽车产品来消化，无法达到顶级水平的电池产品将直接影响到整车产品的品质和竞争力，这样的结果是整车厂没有能力也不想接受的。因此，如果产品达不到顶级水平，市场占有率不能达到一个合适的标准，车企自产电池的路就无法走通。

这也是为什么很多汽车企业虽然在电池生产上进行了投入，但仍然在大量采购动力电池行业头部企业的产品。近日，本田、东风、广汽三家企业共同合资成立动力电池采购公司，以更好地采购电池行业头部企业的产品。这也在一定程度上说明了车企自产电池的路线存在很大的风险，要避免再造成资源的浪费。

新能源、智能化的发展为中国汽车产业换道超车、跻身国际一流水平提供了重要机遇。在新能源汽车的发展过程中，要避免我们再走一遍燃油车发展过程中所走过的弯路。要让资源实现更加高效的配置，让各个单体都发挥其优势和长处，集中精力实现高质量发展。（记者 李志勇 北京报道）

2、新能源汽车电池技术

新能源汽车电池技术

相比于传统燃油车，新能源汽车的续航里程、充电时间、安全性能、电池寿命、电池成本等问题，都是制约消费者购买力及新能源汽车普及程度的关键因素。

动力电池技术性能与新能源汽车的性能的对应关系主要有6点：

1、能量密度

能量密度越高，新能源汽车续航里程越长。

2、功率密度

功率密度越高，新能源汽车加速、爬坡性能越好。

3、高低温性能

高低温适用范围越广，新能源汽车适用的`温度范围越广。

4、循环寿命

循环寿命越长，新能源汽车的动力电池使用寿命越长。

5、安全性能

新能源汽车安全的决定性因素。

6、倍率性能

充电时间越短，整车动力性能越好。

动力电池性能直接决定新能源汽车性能，动力电池性能的提升依赖于技术进步，持续的技术进步驱使动力电池能量密度不断提升、产品性能不断优化、生产成本不断降低、综合性价比不断提高。各国政府主管部门通过制定行业发展技术路线图、新能源汽车补贴政策等，促使动力电池行业加快技术进步和产业升级。

新能源汽车电池技术

无论是混合动力汽车，还是纯电动汽车最大的特点就是使用了高压电池技术。目前所见的绝大多数新能源汽车均采用化学电池技术进行驱动，由于新能源汽车电池种类较多，其中很大部分已经被目前市场所淘汰，且对其晦涩原理进行大篇幅讲解并不能对新能源汽车实际维修带来多大帮助。

一、镍氢电池技术

目前在美、日等发达国家的很多油电混合动力汽车均使用镍氢（NiMH）电池组。镍氢电池是由美国人斯坦福发明，其正极材料是氢氧化镍（NiOH），负极则是金属氢化物，即储氢合金（MH） 7电解液是30％的氢氧化钾水溶液。这里所谓“储氢合金”是指具有很强“吸收”氢气能力的金属镍，其单位体积储氢的密度相当于储存1 000个大气压的高压氢气。储氢合金能稳定的储气和放气，其工作原理是利用水的氢离子移动反应来获得电流，这时氢气在负极上被逐渐消耗掉。其能量密度（电动汽车的续航能力）与普通的锂电池差距并不大，约为70～100Wh/kg。

1．外部特征

以丰田普锐斯为代表的很多混合动力汽车均采用此类电池作为储能元件。第三代普锐斯的动力电池系统由动力电池模组、电池智能控制单元、接线盒、电池采样线、冷却风扇等组成，布置在行李箱内。

镍氢电池具有不明显的“记忆效应”，所谓电池的“记忆效应”是指若电池每次没有放完电，如只放出40%，那么长期使用后，剩下的60％容量就无法放出，这就大大缩小了电池的储存电容量，直接影响电池的使用。即电池在循环充放电过程中容量会出现衰减，而过度充电或放电，都可能加剧电池的容量损耗（铿电池此项特性几乎可忽略不计）。因此对于厂商来说，镍氢电池控制系统在设定上都会主动避免过度充放电，如将电池的充放电区间人为控制在总容量的一定百分比范围内，以降低容量衰减速度。

2．内部结构

通常混合动力汽车的电池组可能有一百多块单体电池组成。带充电系统的电动汽车电池组含多达数百个单体电池。第三代普锐斯动力电池组内部由电池模组、传感器、电池管理器、含接触器的HV接线盒总成、动力电池冷却风扇（无电刷）、维修开关等组成。

（1）电池模组

镍氢单体电池的额定电压为1.2V，通常由六个或十个单体电池构成一块电压为7.2V或12V的电池模组。丰田普锐斯混合动力车型上就用了这种7.2V一节的电池，如图3所示。电容量为6.5Ah，实测每节外形尺寸为274mm×106mm×20mm，质量为1.1kg，有28节串联共计201.6V。每个电池模组均不易泄漏且置于密封壳内，更换电池模块时必须按顺序进行，因为该顺序存储在诊断系统内用于将来进行分析。电解液吸附在蓄电池电池板内，即使发生碰撞也不容易泄漏。

（2）电池管理系统

电池管理系统BMS俗称为电池保姆或电池管家，主要就是为了智能化管理及维护各个电池模组，防止电池出现过充电和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。通过电压、电流及温度监测等实现对动力电池系统的过压、欠压、过流、过高温和过低温保护，继电器控制、SOC估算、充放电管理、加热或保温、均衡控制、故障报警及处理、与其他控制器通信等功能。此外电池管理系统还具有高压回路绝缘检测功能以及为动力电池系统加热功能。

（3）传感器

动力电池组内的BMS实时采集各电芯的电压值、各温度传感器的温度值、电池系统的总电压值和总电流值及电池系统的绝缘电阻值等数据，并根据BMS中设定的阀值判定电池系统工作是否正常，对故障实时监控。动力电池系统通过BMS使用CAN与整车控制器或充电机之间进行通讯，对动力电池系统进行充放电等综合管理。

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