日前,法國汽車制造商PSA集團表示,將推出新一代鋰離子電池和充電設備,旗下電動汽車的續(xù)駛里程將大幅提高,充電時間也將縮短。不久前,日本汽車制造商豐田和日產(chǎn)也均表示,正在研發(fā)新的電池技術,以提高旗下電動汽車的續(xù)駛里程。豐田和日產(chǎn)采用了不同的技術路線,豐田正在試驗用鎂離子電池取代鋰離子電池,日產(chǎn)則通過加入一種叫做“非晶一氧化硅”的化學物質來提升鋰離子電池的儲電量。電池是電動汽車最核心的部件,成本和續(xù)駛里程一直是制約電動汽車發(fā)展的兩大障礙,隨著跨國車企紛紛在電池技術上面取得突破,這將進一步促進新能源汽車市場的壯大。
■PSA電池容量增長12倍
近日,PSA集團公布了該集團最新的電氣化戰(zhàn)略,到2021年將陸續(xù)推出4款純電動汽車和7款插電式混合動力車。與此同時,PSA與東風汽車還共同投資研發(fā)電動模塊化平臺e-CMP,該平臺可以生產(chǎn)新一代大空間、多功能的電動車型。日前,PSA進一步披露道,未來推出的插電式混合動力車將采用新研發(fā)的鋰電池組,轎車用電池的容量將達到12千瓦時,SUV用電池的容量將達到13千瓦時,是當前插電式混動車所用電池容量的12倍。從功率上看,新的電池輸出功率將分別達80千瓦和90千瓦,比競爭對手的高出20%~30%。
未來,PSA所研發(fā)的新一代鋰離子電池將搭載在旗下全新電動車型和插電式混合動力車型上。PSA表示,其全新插電式混合動力轎車所配電池的工作電壓是210~350伏,SUV用電池的工作電壓是240~400伏。在充電時,如果采用3.3千瓦車載充電系統(tǒng),汽車能在4.5小時內充滿電量。如果安裝6.6千瓦的快充系統(tǒng),則可以2.5小時充滿電量。在純電動汽車方面,將采用7千瓦的車載充電系統(tǒng),充電90分鐘可行駛100公里,充滿電需要8小時。在家用快充系統(tǒng)下,30分鐘內即可充入80%的電量;即充電一分鐘,就能行駛12公里。
今年4月,PSA發(fā)布了“加速超越”戰(zhàn)略,在該戰(zhàn)略下,PSA集團將更加重視創(chuàng)新和可持續(xù)技術的推進。該集團預計,通過提升研發(fā)效率,未來5年將節(jié)省15億歐元,即每年節(jié)省3億歐元。PSA集團CEO唐唯實還明確指出,清潔能源對汽車電氣化戰(zhàn)略至關重要?!皳碛星鍧嵀h(huán)保的動力傳動技術和零污染移動出行工具還不夠,如果能量產(chǎn)生的過程不清潔,也不是真正的環(huán)保?!碧莆▽嵳f。
■日產(chǎn)新技術提高鋰電池性能
與PSA一樣,日產(chǎn)也在研發(fā)新的鋰電池技術,以提高旗下電動汽車電池的儲存容量。目前,日產(chǎn)聆風是全球最暢銷的純電動汽車,然而現(xiàn)款聆風最大續(xù)駛里程僅為160公里,讓其競爭能力大打折扣。近日,日產(chǎn)宣布,計劃利用非晶一氧化硅作為添加劑,來提升鋰離子電池的儲存容量,這種化學物質能夠保留更多鋰離子,因此能提升電池的整體性能。如果新一代日產(chǎn)聆風采用該技術,其續(xù)駛里程將大幅提升。
在研究非晶一氧化硅的使用方式時,日產(chǎn)的研究人員面臨著一個嚴峻的挑戰(zhàn),就是人們還無法精確測算非晶一氧化硅的原子結構。通過結構分析和計算機模擬,日產(chǎn)研究人員對非晶一氧化硅的原子特性進行了分析,從而解決了這一難題。日產(chǎn)表示,這一技術為生產(chǎn)續(xù)駛里程更長的鋰離子電池打開了新的大門?!斑@個全新分析方法的發(fā)現(xiàn)對未來研發(fā)新一代高性能鋰離子電池是至關重要的一步,將來一定會成為我們的核心技術。這種分析方法在未來研發(fā)中的利用,將對我們未來零排放汽車的發(fā)展做出很大貢獻?!?日產(chǎn)高級副總裁淺見孝雄表示。
日產(chǎn)上述研發(fā)工作是由日產(chǎn)內部的科研人員和來自日本各研究機構的工作人員共同進行的。這些科研人員主要來自日產(chǎn)旗下子公司日產(chǎn)ARC、日本東北大學、日本國家材料科學研究所、日本科學技術振興機構以及日本同步輻射研究院。日產(chǎn)執(zhí)行副總裁、全球市場營銷業(yè)務負責人丹尼爾·斯基拉奇表示,該研發(fā)是日產(chǎn)致力于科技創(chuàng)新的又一例證。
■豐田研發(fā)鎂離子電池
目前,市面上大多數(shù)電動汽車上所使用的電池都是鋰離子電池,這種電池相對輕便而且儲能能力較強。在環(huán)保車領域處于領先地位的豐田則選擇了不同的研發(fā)路線,該公司正在研發(fā)使用鎂離子電池取代鋰離子電池的技術。為了達到這一目標,豐田需要研發(fā)新技術以便用鎂電解質取代目前電池中使用的鋰電解質。電解質是在電池里的液體,離子在其中游走,并使得電池區(qū)分出正極和負極。
日前,豐田北美研究所的研究人員表示,他們已經(jīng)找到一種方法來制造鎂電解質,即使用鎂基儲氫材料。豐田方面表示,相比鋰離子電池,鎂離子電池有兩大優(yōu)勢:一方面,鎂比鋰更加穩(wěn)定,且有兩個正電荷,因此儲電量更大;另一方面,鎂離子比鋰離子更加安全。鋰是一種活動性較強的金屬元素,穩(wěn)定性比鎂離子差,容易起火。此外,鎂元素儲量較為豐富,用作電池有利于降低成本。
豐田表示,如果鎂離子電池技術得到應用,電動汽車電池的儲電量將大幅提升,不僅能夠提高電動汽車的續(xù)駛里程,也能改善其加速性能。不過,該技術可能需要20年才能大規(guī)模投入應用,對于豐田旗下的插電式混合動力車而言,等待的時間有些漫長。
記者觀察:汽車巨頭發(fā)起電池技術攻堅戰(zhàn)
前不久,包括松下、LG化學、三星SDI、SK Innovation爭搶特斯拉Model 3電池的供應訂單的消息想必大家都有關注。最終,特斯拉CEO馬斯克表態(tài),盡管Model 3訂單巨大,但電池供應商仍然只有松下一家。隨著電動汽車產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展,松下、LG化學等電池供應商也變得“水漲船高”起來。
作為電動汽車的“心臟”,電池技術的改進對電動汽車的進步有著舉足輕重的作用,因為電池的容量決定了電動汽車的續(xù)駛里程,也影響著消費者對電動汽車品牌的選擇。那么,對未來電動汽車的發(fā)展而言,這是否意味著將來電池制造商的地位甚至比汽車制造商更重要呢?
近日,清潔能源市場調查公司Navigant Research指出,電池供應商很可能將在電動汽車的發(fā)展中扮演“主要角色”。該公司指出,韓國電池制造商LG化學除了為2017款雪佛蘭Bolt供應電池外,還為該車提供其他零部件,如電動發(fā)動機和儀表盤等;日本電池制造商松下也與其重要客戶特斯拉有著很深入的合作,松下為特斯拉的鋰離子電池“超級工廠”提供資金和技術支持。
需要指出的是,通用和特斯拉都在與電池供應商的合作中獲益匪淺,雖然松下為特斯拉提供了資金和技術支持,但“超級工廠”依然是特斯拉的專屬工廠。近來,跨國車企紛紛發(fā)起電池技術攻堅戰(zhàn),包括PSA、豐田和日產(chǎn)等車企都開始在動力電池技術研發(fā)上發(fā)力,并取得一些突破和進展。未來,汽車制造商很可能通過研發(fā)自己的電池技術、建立自己的電池工廠,獨立于傳統(tǒng)的電池供應商。
不久前,《德國商報》報道稱,大眾計劃斥資100億歐元興建一座鋰離子電池工廠,助力該公司的電動汽車規(guī)劃。據(jù)悉,大眾興建電池工廠的初衷就在于,獨立于目前在市場上占主導地位的松下、LG和三星SDI等亞洲電池制造商,自己掌握在電動汽車發(fā)展上的主動權。如果大眾電池工廠能夠按計劃推進,那么該工廠有望超過特斯拉正在投建的“超級工廠”。
將電池制造商收歸旗下也是汽車制造商掌握電動汽車發(fā)展主動權的另一個方式。此前,戴姆勒集團購買了德國贏創(chuàng)持有50.1%的Li-Tec股權以及10%的ACCUmotive股權,成為這兩家電池企業(yè)的大股東。ACCUmotive研發(fā)的主要范圍包括鋰離子電池技術、混合動力技術及電動汽車等。戴姆勒對上述兩家電池公司的收購,不僅能促進其在電動汽車領域的發(fā)展,還有利于其加快電池技術的研發(fā)。電動汽車作為未來汽車業(yè)發(fā)展的必然趨勢,其快速發(fā)展必將深化電池制造商和汽車制造商之間的合作,也將促使汽車制造商發(fā)力電池技術領域,以求自己掌握旗下電動汽車的命運。