六、 可靠性與安全性難題
1. 電芯的容量和內(nèi)阻離散性
即使經(jīng)過嚴格篩選的退役電池模組,在重新配對成組為系統(tǒng)之后,由于大多數(shù)電芯都已進入生命周期的中后期,其老化(劣化)速度不一,并且情況較剛出廠的電池要惡劣的多,突出表現(xiàn)為容量和內(nèi)阻的差異越來越大,導致系統(tǒng)在可用容量和充放電功率方面越來越弱,可靠性問題嚴重。
這種老化速度的離散性變化趨勢,嚴重時會使得產(chǎn)品的性能和壽命遠低于預期,增加產(chǎn)品的售后風險。那么在技術研究上面,除了上述已經(jīng)談到了的分組和成組技術,還需要結合BMS的智能化管理和電力電子的功率變換技術,通過BMS在運行過程中去“感知”這種變化趨勢,并找出系統(tǒng)的短板,再通過電力電子技術去平衡或彌補“缺陷”,一定程度而言,可以延緩這種加速老化的趨勢,延長使用壽命。
2. 潛在的安全隱患
針對拆借后的電池模組,僅通過目視檢查,是無法發(fā)現(xiàn)一些安全缺陷的,如輕微脹氣、漏液、內(nèi)短路、外殼破損、絕緣失效、極柱腐蝕等。如果這些安全缺陷不被檢查出來,相關模組用到新產(chǎn)品中,那么會導致新產(chǎn)品存在較為嚴重的安全隱患。采取簡單、快速而有效的檢查措施為拆解后的電池模組進行安全“體檢”,這是非常重要的測試工序。
在新產(chǎn)品運行過程中,BMS仍然承擔著電池“家庭醫(yī)生”的角色,必須時刻對安全狀態(tài)進行監(jiān)控,排查隱患,及時采取措施。在梯次利用市場,BMS的安全檢測功能顯得尤為重要,如同人到中年,身體自然不如年輕人那么健康,及時體檢,能夠發(fā)現(xiàn)大多數(shù)疾病的前兆。
七、 梯次利用的市場和商業(yè)前景
電動汽車動力電池的梯次利用,必須找到適合的市場,并能夠產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益,這樣才能推動產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,實現(xiàn)真正的變廢為寶,最大限度的挖掘剩余價值。
這個市場,不能是遠期的市場,而應該是當前存在的市場,且退役的動力電池在該市場中具備一定的產(chǎn)品競爭優(yōu)勢,使得該市場中的相關企業(yè)有足夠的利益驅動,采用梯次利用的動力電池組作為部件。
經(jīng)過初步的分析,我們找到了動力電池梯次利用的3個潛在市場,這些市場既有足夠大的規(guī)模,也與電池產(chǎn)業(yè)息息相關(其主要部件就是電池組),動力電池的梯次利用技術可以與這些市場實現(xiàn)無縫對接,快速實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
1. 電動自行車市場
經(jīng)過20年的高速發(fā)展,中國電動自行車的市場保有量已經(jīng)超過2億,是私家車200%,摩托車的160%,已成為我國民眾使用最多的交通工具?,F(xiàn)在以及未來很長時間,電動自行車仍然是解決城市農(nóng)民工、三四線城市居民、以及我國廣大農(nóng)村地區(qū)人口交通問題的主要載體。這么一個龐大的產(chǎn)業(yè),其上下游產(chǎn)業(yè)鏈的年總產(chǎn)值超過2000億,是當之無愧的民生產(chǎn)業(yè)。它所帶動的就業(yè)、工業(yè)產(chǎn)值、GDP貢獻、稅收貢獻等,都是我們無法忽略的。當然,較低的行業(yè)門檻,快速增長的市場,也導致行業(yè)魚龍混雜,水平參差不齊,市場惡性競爭加劇,再加上售后服務及回收處理不到位,帶來了嚴重的環(huán)境污染問題。
2014年,中國大約生產(chǎn)了2900萬輛電動自行車,較2013年下降了20%,是電動自行車市場第一次較大幅度的負增長。這一現(xiàn)象的背后,其實是中國電動自行車市場走到了行業(yè)巨變的路口。行業(yè)內(nèi)的企業(yè)經(jīng)過多年的價格競爭、渠道競爭、終端廝殺之后,雖然實現(xiàn)了部分企業(yè)的優(yōu)勝劣汰,但整體上行業(yè)集中度不夠(前十名的市場占有率有總和不及50%)、產(chǎn)品競爭力不突出、同質化嚴重、核心優(yōu)勢缺位、品牌價值不高、產(chǎn)品附加值低、增值服務缺失。
隨著人均收入逐步提高,電動自行車市場日趨飽和,以及移動互聯(lián)網(wǎng)的日益普及等,消費者在購買電動自行車的時候,會更多的注重品牌、口碑、品質、外觀、性能、智能化等因素,這與我國智能手機市場的發(fā)展如出一轍。預計接下來市場會有一輪比較慘烈的洗牌,那些注重用戶體驗,開發(fā)高性價比產(chǎn)品,產(chǎn)品品質突出,善于利用互聯(lián)網(wǎng)樹立口碑并擴大影響的企業(yè),將逐漸勝出,成為市場的領跑者甚至寡頭。產(chǎn)品的發(fā)展方向,將是智能化(聯(lián)網(wǎng))、高性能(長續(xù)航里程/高瞬時功率)、高品質、長壽命、以及良好的用戶體驗。
電池無疑是電動自行車的核心部件,當前市場,90%的車型采用鉛酸電池,約有10%的車型采用鋰電池。鉛酸電池的突出優(yōu)點是價格低,能將整車價格拉低到2000元左右,滿足早期用戶的需求(對價格敏感)。但鉛酸電池作為動力來源,也有其固有的缺陷,如重量大、體積大、循環(huán)壽命短、容量衰減快、行駛里程短、充電慢等。鋰電池與鉛酸電池相比,在壽命、能量密度(行駛里程)、體積、重量、快速充放電等方面,具有明顯的優(yōu)勢。近年來,隨著成本的下降,鋰電池在電動自行車領域的應用正呈現(xiàn)良好的增長勢頭。
正是看到了這種市場變革和顛覆的趨勢,李一男帶著牛電科技切入電動自行車市場,試圖復制小米在手機市場的成功模式,以互聯(lián)網(wǎng)思維來造電動自行車,快速占領這個市場。毫無疑問,李一男抓住了一個快走到“風口”的行業(yè),也深刻的理解用戶的“痛點”,同時以“錯維”優(yōu)勢來參與競爭,萬事俱備只欠東風,就差一個讓市場“尖叫”的產(chǎn)品。
牛電科技第一代產(chǎn)品小牛N1,采用的是松下18650鋰離子電池(與特斯拉電動車的電池同型號),手提式可拆卸pack設計,整體重量僅為12kg,同樣能量的鉛酸電池一般要50kg的重量。170節(jié)2600mAh電池組合起來提供了1560Wh的電量,續(xù)航里程因而達到了驚人的100km。但是價格嘛,也是相當驚人的,4999元(100公里版)。
小牛N1相對于市場上已有的產(chǎn)品,顯然高了不止一個檔次,雖然不是顛覆性的,但確實有傲視群雄的資本??墒请妱幼孕熊嚸嫦虻挠脩羧海瑢r格仍然是比較敏感的,3999和4999元的價格比市場上的普通產(chǎn)品高出50%~100%,無疑也會大大限制產(chǎn)品的推廣和普及。消費者是否愿意為了為小牛N1多掏1倍的錢,仍然是未知數(shù)。
那么換個角度考慮,如果采用梯次利用的動力電池呢?
以上數(shù)據(jù),僅僅是行業(yè)均值的粗略對比,并不是具體廠家的精確數(shù)據(jù)。從上表可以看出,采用梯次利用的動力電池,可以在價格、行駛里程(能量密度)、和壽命之間達到一個較好的平衡,從而更快速的推動鋰電池在電動自行車市場的應用。
以2014年的數(shù)據(jù)為基數(shù),假如有10%的電動自行車采用梯次利用的動力電池組,以每輛車配1kWh的電池組計算,那么年總需求可以達到290萬kWh(2.9GWh),與2014年我國電動汽車動力電池總量3.7GWh相去不遠,相關梯次利用的市場規(guī)??蛇_數(shù)十億元。
2. 微型電動車市場
這是一個野蠻生長的市場,也是目前監(jiān)管空白的市場。電動汽車價格高高在上,并不是普通民眾能夠輕松承擔得起的,電動自行車又不能擋風遮雨,駕駛和乘坐舒適性無從談起,那么市場就需要一個這樣的產(chǎn)品,來銜接“低端”的電動自行車和“高端”的電動汽車,這就是微型電動車快速發(fā)展的基礎。
微型電動車與電動汽車具有相似的車身構造和技術特征,因此在產(chǎn)業(yè)鏈的大多數(shù)環(huán)節(jié)都是可以共用的。微型電動車價格較低,與廣大基層民眾收入水平、消費升級趨勢、全國道路基礎設施完善相契合,因此微型電動車在我國三四線城市及農(nóng)村地區(qū)大受歡迎。2014年,僅山東地區(qū),微型電動車的產(chǎn)量即超過18萬輛,全國市場接近30萬輛。但微型電動車市場魚龍混雜、相關企業(yè)缺乏資質、產(chǎn)品質量低劣、使用重污染的鉛酸電池等問題,仍然限制了微型電動車的發(fā)展。目前市場上的微型電動車,大多售價在5萬左右,車速在40~60公里/小時,續(xù)航里程低于100公里,甚至低于80公里,電池容量衰減很快,安全隱患突出。
在2015年之前,國家發(fā)改委、工信部等主管部門雖沒有明令禁止發(fā)展微型電動汽車,但是微型電動車不能進入《車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》,不能上汽車牌照,所以在官方層面仍然屬于受限制行業(yè)??上驳氖牵瑥娜ツ暌詠?,地方政府和中央政府已經(jīng)充分認識到微型電動車的強大市場需求以及行業(yè)發(fā)展的不健康狀態(tài),正逐步通過國家層面的法律法規(guī)和行業(yè)標準,以及地方的產(chǎn)業(yè)引導政策,將微型電動車納入監(jiān)管體系,給予其“合法”的身份,促進行業(yè)規(guī)范有序的發(fā)展。