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电动汽车为什么那么贵?罪魁祸首原来是它

来源 : 有车智联
发表 :  2019-05-16 16:24

截止4月,我国新能源汽车产量为10.16万辆,同比增长25.03%,销量为9.68万辆,同比增长18.15%。尽管新能源汽车依旧延续去年较好的表现,但在补贴大幅退坡的背景下,纯电动汽车若要体现出其优势,就必须保持车价不变甚至下降,这也就意味着降低成本是关键所在。

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电池占总成本较大比重

我们以吉利帝豪GS与GSe为例,帝豪GS的售价为7.78万-11.68万元,而帝豪GSe补贴后的售价为11.98万-14.58万元,相比于燃油版车型,电动车的售价还是高出了不少。

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与传统燃油车相比,纯电动汽车增加的主要是电池、电机和电控。目前动力电池的电芯1kWh成本在1500元左右,而市场上主流的电动车电池容量都在40~60kWh之间,其成本就达到了6万~9万元,要是再加上外壳与智能温控系统,电池的成本只会是更高,这也就使得动力电池成本占纯电动汽车总成本的40%-50%左右。

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而传统的燃油车,发动机及动力总成系统只占总成本的15%左右。这一部分成本结构差异,正是目前电动车成本高于燃油车的主要原因。

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在电动汽车的成本构成中,有这么一组数据:电池:50%;电机:15%;电控:12%;电驱动零部件:8%;其它:15%。所以,相比于其他配件来说,如果动力电池这个大块的成本降下来,电动汽车的售价自然就能降低很多。

三元锂电池存短板

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动力电池是纯电动汽车最为核心的部件,其性能对于电动汽车的整体性能起着决定性的作用。在电动汽车飞速发展的时代,性能更为强大的电池无疑是各大车企和电池生产厂商永无止境的研发追求对象。随着纯电动汽车领域持续性的扩张,其对于电池能力密度的需求也在持续增加,固态电池逐渐成为众车企追求的新目标。

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目前应用最多的高能量密度电池主要是三元锂电池和磷酸铁锂电池,三元锂电池在250-300℃就会分解,并释放出氧分子,使得燃烧更加剧烈。尽管目前动力电池在电池模块和系统设计方面,已经采取了先进的电源管理技术、冷却技术、密封技术、散热技术等,基本满足了电动汽车对安全性的要求,但依然存在着热失控、过热、起火燃烧等危险。导致其燃烧的根本原因,是锂离子电池电解质属于可燃的有机溶液。

固态锂电池优劣明显

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而全固态锂电池,是一种使用固体电极材料和固体电解质材料,不含任何液体的锂电池,主要包括全固态锂离子电池和全固态金属锂电池,在目前各种新型电池体系中,固态电池采用全新固态电解质取代当前有机电解液和隔膜,具有高安全性、高体积能量密度,在提升安全性的同时还增加了续航的能力。

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固态电池有很多优势,发展前景值得期待。其中,两个最明显的优势就是能量密度更高,运行更安全。使用了全固态电解质后,锂离子电池可以直接使用金属锂来做负极,这样可以大大减轻负极材料的用量,使得整个电池的能量密度有明显提高。并且在大电流工况下工作不会因出现锂枝晶而刺破隔膜导致短路,不会在高温下发生副反应,不会因产生气体而发生燃烧,因此,安全性被认为是固态电池发展的最根本驱动力之一。

而固态电池也被认为是降低电动汽车成本最大的潜力所在,不仅有着优良的性能,由于没有电解液,封存将会变得更加容易,生产成本有所降低。在汽车等大型设备上使用时,也不需要再额外增加冷却管、电子控制器件等,这样也就使得其成本能够进一降低。

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然而,理论上具有优势,但实际固态电池在技术上仍有问题亟待解决。固态电解质电导率总体偏低导致了其倍率性能整体偏低,内阻较大,充电速度慢,且成本总体偏高。现在的固态电池如果要和普通锂离子电池在传统市场上竞争,并没有太大的优势。因此,要想发挥固态电池本身高安全性、高温稳定性、可能达到的柔性等其它多功能特性,与传统锂离子电池在差异化的市场中进行竞争,那解决固态电池关键性技术的突破是当务之急。

从固态电池的研发和量产现状来看,聚合物基的固态电池已经有小批量装车示范,但尚属于实验阶段,有待解决的技术问题还不少。乐观估计,严格按照车厂车型的开发流程,半固态电池实现批量上车预计还需要一定时间,真正的全固态电池批量装车时间则还可能延后。

竞争日趋激烈

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如今,固态电池技术正在成为世界范围内的竞争热点。在全球范围内,全球多家车企和电池厂家也发布了固态电池相关的研发进展。目前,宁德时代、丰田、松下、三星、三菱、宝马、大众、现代、戴森等企业均在加紧布局固态电池技术的储备。

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宁德时代以硫化物电解质为主要研发方向,采用正极包覆解决正极材料与固态电解质的界面反应问题,目前聚合物锂金属固态电池循环达到300次以上,容量保持率达82%。丰田开发出全固态锂离子电池,能量密度为400Wh/kg,计划在2020年实现商业化。

写在最后

目前,电动汽车较高的售价成为制约其市场的核心问题之一,如果不能解决成本问题,电动汽车就没有未来。虽然固态电池被视为现有液态锂电池最有可能的替代者,但是否能够全面转向固态电池,还取决于固态电池本身的技术进步和市场推广。

责任编辑 : 方卫星

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