中國(guó)經(jīng)過(guò)“十五”和“十一五”兩個(gè)五年的全面探索,“十二五”在純電驅(qū)動(dòng)和常規(guī)混合動(dòng)力兩者中選擇了以純電驅(qū)動(dòng)為發(fā)展新能源汽車戰(zhàn)略突破口,純電動(dòng)(BEV)是我國(guó)的戰(zhàn)略發(fā)展方向。BEV的重要參數(shù)之一是電池包的比能量Wh/kg,這里借助《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》(簡(jiǎn)稱NEV目錄)分析一下目前中國(guó)市場(chǎng)上BEV乘用車的電池包比能量的整體水平。截止9月28日,工信部一共發(fā)布了九批新能源汽車(NEV)目錄,車型涵蓋了各式各樣的車型。這里把其中的純電動(dòng)BEV乘用車(passenger vehicle,PV)電池包(batterypack)能量數(shù)據(jù)整理出來(lái)做一下分析。
下圖是每批NEV目錄中對(duì)應(yīng)PV-BEV的電池包比能量(Wh/kg)數(shù)據(jù)(這里面絕大多數(shù)都是NMC材料,少量是LFP材料和LMO材料,這里不區(qū)分材料,僅看最終的電池包數(shù)據(jù))。從圖中可以看到,所有第1-9批目錄中的BEV乘用車PV的電池包比能量都>90Wh/kg。從數(shù)據(jù)點(diǎn)分布疏密粗略地看,介于90-100Wh/kg的數(shù)量在后面幾批目錄中逐漸減少,而分布在100-110Wh/kg和120-130Wh/kg的數(shù)量明顯居多。≥140Wh/kg的數(shù)據(jù)已經(jīng)在圖中標(biāo)示出來(lái),這部分占比目前還不高。而最高的比能量已經(jīng)達(dá)到了152Wh/kg水平。
下表具體分析了每個(gè)目錄批次中,不同比能量范圍的占比(紅色數(shù)字占比最高,綠色其次)。從1-2、4、9批的數(shù)據(jù)來(lái)看,電池包能量<110Wh/kg的占比最高,但除了1-2批占比接近或大于70%,第4、9批在<110Wh/kg這一范圍的占比已經(jīng)下滑到50%左右,下滑的比例被分?jǐn)偟礁叩谋饶芰糠秶?,從?cè)面說(shuō)明3-9批電池包比能量數(shù)據(jù)有了明顯提高。第3批占比最高的是在120-30Wh/kg,這個(gè)范圍的占比在后面的第5、6、7批目錄中同樣保持最高。第8批占比最高的比能量已經(jīng)上升到130-140Wh/kg。值得注意的是,除了第2、4批之外,其他批次都出現(xiàn)了比能量介于140-150Wh/kg之間的電池包。特別是第5、8批目錄,出現(xiàn)了比能量在150-160Wh/kg之間的電池包,這也是目前比較高的電池包比能量數(shù)據(jù)了。從整體數(shù)據(jù)來(lái)看,>120Wh/kg今后可能會(huì)成為下一階段BEV電池包的目標(biāo)、并逐漸成為常態(tài),這樣才能更好的支撐>300km長(zhǎng)續(xù)駛里程的BEV乘用車市場(chǎng)。
下面例舉國(guó)外市場(chǎng)上的幾款BEV乘用車電池包的比能量數(shù)據(jù),做一下對(duì)比。除了可以在網(wǎng)絡(luò)上直接查到的公開(kāi)數(shù)據(jù)之外,以下數(shù)據(jù)作了其中,Tesla Model S 85D,據(jù)外國(guó)玩家的BMS破解發(fā)現(xiàn),ModelS 85D實(shí)際能量可能并不是85kWh,而是81kWh,這樣計(jì)算的話比能量為~149Wh/kg。BMW i3的33kWh版本,重量信息不明確,有德國(guó)媒體報(bào)道大約增加50kg,以這個(gè)計(jì)算比能量為~118Wh/kg。大眾2015 e-Golf電芯從25Ah升級(jí)到36Ah之后,大約從24.2kWh增加到34.9kWh,比能量大約在100Wh/kg左右(這里沒(méi)有精確的重量數(shù)據(jù),做了個(gè)估算)。NISSAN LEAF的30kWh版本,媒體報(bào)道重量大約增加21kg,則比能量為~96Wh/kg。這里除了Tesla和GM的電池包比能量數(shù)據(jù)較高之外,其他幾家OEM的這個(gè)數(shù)據(jù)并不突出。
對(duì)比上述數(shù)據(jù)可以看到,在電池包比能量這個(gè)單指標(biāo)上,中國(guó)的數(shù)據(jù)整體水平并不差,各個(gè)比能量范圍都覆蓋到了,有些還好于國(guó)外的數(shù)據(jù)(這里單論比能量這個(gè)指標(biāo),并不是說(shuō)中國(guó)的電池包水平就比國(guó)外高或低,電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遠(yuǎn)不止這一個(gè)參數(shù),以后可以逐一討論電池包設(shè)計(jì)涉及的方方面面)。
今年早些時(shí)候,國(guó)家四部委印發(fā)的《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》提到:“到2020年。。。系統(tǒng)比能量力爭(zhēng)達(dá)到260Wh/kg。。。”。雖然不清楚這個(gè)260Wh/kg制定的背景和數(shù)據(jù)支撐在哪里,但是就從目前的市場(chǎng)數(shù)據(jù)來(lái)看,還有3年的時(shí)間到2020,雖然可以寄希望于采用>300Wh/kg的cell來(lái)支撐這個(gè)目標(biāo),但是要在2020年真正實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)車型上的260Wh/kg還是具有相當(dāng)大的挑戰(zhàn)性,可能需要一些新的思路來(lái)設(shè)計(jì)電池系統(tǒng)了(有些概念已經(jīng)被逐步提出來(lái)了,我之前在其他網(wǎng)絡(luò)媒體平臺(tái)上曾經(jīng)討論過(guò),這里暫且不述)。