
日前,法国汽车制造商PSA集团表示,将推出新一代锂离子电池和充电设备,旗下电动汽车的续驶里程将大幅提高,充电时间也将缩短。不久前,日本汽车制造商丰田和日产也均表示,正在研发新的电池技术,以提高旗下电动汽车的续驶里程。丰田和日产采用了不同的技术路线,丰田正在试验用镁离子电池取代锂离子电池,日产则通过加入一种叫做“非晶一氧化硅”的化学物质来提升锂离子电池的储电量。电池是电动汽车最核心的部件,成本和续驶里程一直是制约电动汽车发展的两大障碍,随着跨国车企纷纷在电池技术上面取得突破,这将进一步促进新能源汽车市场的壮大。
■PSA电池容量增长12倍
近日,PSA集团公布了该集团最新的电气化战略,到2021年将陆续推出4款纯电动汽车和7款插电式混合动力车。与此同时,PSA与东风汽车还共同投资研发电动模块化平台e-CMP,该平台可以生产新一代大空间、多功能的电动车型。日前,PSA进一步披露道,未来推出的插电式混合动力车将采用新研发的锂电池组,轿车用电池的容量将达到12千瓦时,SUV用电池的容量将达到13千瓦时,是当前插电式混动车所用电池容量的12倍。从功率上看,新的电池输出功率将分别达80千瓦和90千瓦,比竞争对手的高出20%~30%。
未来,PSA所研发的新一代锂离子电池将搭载在旗下全新电动车型和插电式混合动力车型上。PSA表示,其全新插电式混合动力轿车所配电池的工作电压是210~350伏,SUV用电池的工作电压是240~400伏。在充电时,如果采用3.3千瓦车载充电系统,汽车能在4.5小时内充满电量。如果安装6.6千瓦的快充系统,则可以2.5小时充满电量。在纯电动汽车方面,将采用7千瓦的车载充电系统,充电90分钟可行驶100公里,充满电需要8小时。在家用快充系统下,30分钟内即可充入80%的电量;即充电一分钟,就能行驶12公里。
今年4月,PSA发布了“加速超越”战略,在该战略下,PSA集团将更加重视创新和可持续技术的推进。该集团预计,通过提升研发效率,未来5年将节省15亿欧元,即每年节省3亿欧元。PSA集团CEO唐唯实还明确指出,清洁能源对汽车电气化战略至关重要。“拥有清洁环保的动力传动技术和零污染移动出行工具还不够,如果能量产生的过程不清洁,也不是真正的环保。”唐唯实说。
■日产新技术提高锂电池性能
与PSA一样,日产也在研发新的锂电池技术,以提高旗下电动汽车电池的储存容量。目前,日产聆风是全球最畅销的纯电动汽车,然而现款聆风最大续驶里程仅为160公里,让其竞争能力大打折扣。近日,日产宣布,计划利用非晶一氧化硅作为添加剂,来提升锂离子电池的储存容量,这种化学物质能够保留更多锂离子,因此能提升电池的整体性能。如果新一代日产聆风采用该技术,其续驶里程将大幅提升。
在研究非晶一氧化硅的使用方式时,日产的研究人员面临着一个严峻的挑战,就是人们还无法精确测算非晶一氧化硅的原子结构。通过结构分析和计算机模拟,日产研究人员对非晶一氧化硅的原子特性进行了分析,从而解决了这一难题。日产表示,这一技术为生产续驶里程更长的锂离子电池打开了新的大门。“这个全新分析方法的发现对未来研发新一代高性能锂离子电池是至关重要的一步,将来一定会成为我们的核心技术。这种分析方法在未来研发中的利用,将对我们未来零排放汽车的发展做出很大贡献。” 日产高级副总裁浅见孝雄表示。
日产上述研发工作是由日产内部的科研人员和来自日本各研究机构的工作人员共同进行的。这些科研人员主要来自日产旗下子公司日产ARC、日本东北大学、日本国家材料科学研究所、日本科学技术振兴机构以及日本同步辐射研究院。日产执行副总裁、全球市场营销业务负责人丹尼尔·斯基拉奇表示,该研发是日产致力于科技创新的又一例证。
■丰田研发镁离子电池
目前,市面上大多数电动汽车上所使用的电池都是锂离子电池,这种电池相对轻便而且储能能力较强。在环保车领域处于领先地位的丰田则选择了不同的研发路线,该公司正在研发使用镁离子电池取代锂离子电池的技术。为了达到这一目标,丰田需要研发新技术以便用镁电解质取代目前电池中使用的锂电解质。电解质是在电池里的液体,离子在其中游走,并使得电池区分出正极和负极。
日前,丰田北美研究所的研究人员表示,他们已经找到一种方法来制造镁电解质,即使用镁基储氢材料。丰田方面表示,相比锂离子电池,镁离子电池有两大优势:一方面,镁比锂更加稳定,且有两个正电荷,因此储电量更大;另一方面,镁离子比锂离子更加安全。锂是一种活动性较强的金属元素,稳定性比镁离子差,容易起火。此外,镁元素储量较为丰富,用作电池有利于降低成本。
丰田表示,如果镁离子电池技术得到应用,电动汽车电池的储电量将大幅提升,不仅能够提高电动汽车的续驶里程,也能改善其加速性能。不过,该技术可能需要20年才能大规模投入应用,对于丰田旗下的插电式混合动力车而言,等待的时间有些漫长。
记者观察:汽车巨头发起电池技术攻坚战
前不久,包括松下、LG化学、三星SDI、SK Innovation争抢特斯拉Model 3电池的供应订单的消息想必大家都有关注。最终,特斯拉CEO马斯克表态,尽管Model 3订单巨大,但电池供应商仍然只有松下一家。随着电动汽车产业的不断发展,松下、LG化学等电池供应商也变得“水涨船高”起来。
作为电动汽车的“心脏”,电池技术的改进对电动汽车的进步有着举足轻重的作用,因为电池的容量决定了电动汽车的续驶里程,也影响着消费者对电动汽车品牌的选择。那么,对未来电动汽车的发展而言,这是否意味着将来电池制造商的地位甚至比汽车制造商更重要呢?
近日,清洁能源市场调查公司Navigant Research指出,电池供应商很可能将在电动汽车的发展中扮演“主要角色”。该公司指出,韩国电池制造商LG化学除了为2017款雪佛兰Bolt供应电池外,还为该车提供其他零部件,如电动发动机和仪表盘等;日本电池制造商松下也与其重要客户特斯拉有着很深入的合作,松下为特斯拉的锂离子电池“超级工厂”提供资金和技术支持。
需要指出的是,通用和特斯拉都在与电池供应商的合作中获益匪浅,虽然松下为特斯拉提供了资金和技术支持,但“超级工厂”依然是特斯拉的专属工厂。近来,跨国车企纷纷发起电池技术攻坚战,包括PSA、丰田和日产等车企都开始在动力电池技术研发上发力,并取得一些突破和进展。未来,汽车制造商很可能通过研发自己的电池技术、建立自己的电池工厂,独立于传统的电池供应商。
不久前,《德国商报》报道称,大众计划斥资100亿欧元兴建一座锂离子电池工厂,助力该公司的电动汽车规划。据悉,大众兴建电池工厂的初衷就在于,独立于目前在市场上占主导地位的松下、LG和三星SDI等亚洲电池制造商,自己掌握在电动汽车发展上的主动权。如果大众电池工厂能够按计划推进,那么该工厂有望超过特斯拉正在投建的“超级工厂”。
将电池制造商收归旗下也是汽车制造商掌握电动汽车发展主动权的另一个方式。此前,戴姆勒集团购买了德国赢创持有50.1%的Li-Tec股权以及10%的ACCUmotive股权,成为这两家电池企业的大股东。ACCUmotive研发的主要范围包括锂离子电池技术、混合动力技术及电动汽车等。戴姆勒对上述两家电池公司的收购,不仅能促进其在电动汽车领域的发展,还有利于其加快电池技术的研发。电动汽车作为未来汽车业发展的必然趋势,其快速发展必将深化电池制造商和汽车制造商之间的合作,也将促使汽车制造商发力电池技术领域,以求自己掌握旗下电动汽车的命运。
