整車(chē)電氣化策略：用于大規模市場(chǎng)的低壓電池解決方案
圖為美國江森自控有限公司能源動(dòng)力技術(shù)銷(xiāo)售高級經(jīng)理程亮博士
中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì )于 2016年10月13日-14日在杭州召開(kāi)了“第二屆混合動(dòng)力車(chē)市場(chǎng)與先進(jìn)電池技術(shù)發(fā)展研討會(huì )”，會(huì )議受到了國內外電池、材料、設備和汽車(chē)領(lǐng)域眾多企業(yè)的廣泛關(guān)注， 400多位國內外嘉賓參會(huì )。自2014年4月中國化學(xué)與物理電源協(xié)會(huì )在北京組織了“第一屆混合動(dòng)力車(chē)市場(chǎng)與先進(jìn)電池技術(shù)發(fā)展研討會(huì )”以來(lái)，在國內外純電動(dòng)車(chē)和插電式混合動(dòng)力車(chē)取得較快發(fā)展的同時(shí)，混合動(dòng)力車(chē)輛，特別是微混車(chē)輛也在國際上得到預期的快速發(fā)展。特別是近來(lái)進(jìn)一步提出了發(fā)展48V電池體系與技術(shù)的要求,使電池行業(yè)又出現了一個(gè)新的發(fā)展熱點(diǎn)。
“第二屆混合動(dòng)力車(chē)市場(chǎng)與先進(jìn)電池技術(shù)研討會(huì )”的舉辦，給大家提供了一個(gè)交流的平臺，幫助大家了解國內外在混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)業(yè)方面的發(fā)展動(dòng)向、最新進(jìn)展，交流適用于混合動(dòng)力汽車(chē)發(fā)展的各種電池技術(shù)及其最新進(jìn)展。希望通過(guò)技術(shù)交流，能對我國混合動(dòng)力汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起動(dòng)一定的借鑒和推動(dòng)作用，加快我國混合動(dòng)力汽車(chē)用各類(lèi)電池技術(shù)的快速發(fā)展。
在本次會(huì )議上，美國江森自控有限公司能源動(dòng)力技術(shù)銷(xiāo)售高級經(jīng)理程亮博士做了“整車(chē)電氣化策略：用于大規模市場(chǎng)的低壓電池解決方案”的專(zhuān)題報告，以下是根據速記整理的文字，未經(jīng)本人審核，僅供參考。
首先看一下2015年全球的情況，這些真正的新能源車(chē)占的市場(chǎng)銷(xiāo)售額可能不到1%，如果真正想要做到節能減排的話(huà)，我們還要從其他剩余99%的市場(chǎng)來(lái)著(zhù)手。
講一下市場(chǎng)的驅動(dòng)力，為什么市場(chǎng)會(huì )出現48伏？它主要是由三個(gè)方面的推動(dòng)力來(lái)構成的。一是政策層面，包括油耗和二氧化碳排放。二是整車(chē)企業(yè)，整車(chē)企業(yè)會(huì )尋求一些解決方案，花更少的錢(qián)或者把過(guò)往的投資重復地得到利用。三是消費者層面，消費者肯定是希望花盡可能少的錢(qián)獲得更多的舒適型。三個(gè)方面的考量使得市場(chǎng)上面出現一些新的產(chǎn)品來(lái)滿(mǎn)足應用類(lèi)別。
油耗是目前最主要的市場(chǎng)推動(dòng)力，2016年從6.8L/100km降到4.9L/100km，接近30%的降幅，以現在的啟停技術(shù)為例，啟停技術(shù)可以幫助節約5%的油耗，單純地采用用啟停、插電式、純電動(dòng)，其實(shí)滿(mǎn)足這樣一個(gè)油耗的降幅是有一定挑戰。這也是為什么很多車(chē)廠(chǎng)會(huì )尋求其他的一些節能減排的方案，比如48伏。
節能減排不是一個(gè)電池能夠解決的問(wèn)題，是整車(chē)企業(yè)需要通盤(pán)考慮的。節能減排思路主要是電池這塊，還有就是引擎的技術(shù)和傳動(dòng)的技術(shù)，包括汽車(chē)的底盤(pán)，綜合所有的技術(shù)加在一起最后能夠滿(mǎn)足油耗的要求。隨著(zhù)我們把一些節能技術(shù)運用到新車(chē)當中，消費者提出了越來(lái)越多的要求，包括新的一些特征，以及更加先進(jìn)的安全系統，諸如主動(dòng)安全和自動(dòng)駕駛，所有的新要求會(huì )對汽車(chē)的能耗和能耗管理提出更高要求。
市場(chǎng)上的主流節能減排方案包括啟停，混合動(dòng)力，插電式以及純電動(dòng)。運用啟停的車(chē)輛是5%的節油率，再往后是強混或者純電動(dòng)提供20%以及以上的節油率。而5%—20%剛好是一個(gè)缺口。如果有一個(gè)技術(shù)來(lái)填補這個(gè)空缺會(huì )，這將會(huì )是一個(gè)很好的解決方案。而12伏雙系統跟48伏微混系統恰好可以填補這個(gè)空白。
節油率每增加1%，對應著(zhù)系統成本的增加。而且兩者不是線(xiàn)性關(guān)系。隨著(zhù)系統電壓越來(lái)越高，每1%的節油率需要付出的成本會(huì )越來(lái)越高。而低壓鋰離子電池解決方案（12V和48V），剛好是成本和效用的最佳平衡點(diǎn)。在目前來(lái)說(shuō)，低壓的解決路線(xiàn)可能是滿(mǎn)足目前油耗的比較好的解決方案。
不同解決路線(xiàn)應用層面的成熟度是不同的。在中國EV、PHEV在全球的銷(xiāo)量是領(lǐng)先的，但是同事也面臨很多問(wèn)題比如充電設施、消費者接受程度、使用方法等。而起停技術(shù)是目前來(lái)說(shuō)最成熟的的應用，在歐洲80%的新車(chē)都是標配這個(gè)系統。低壓的12伏和48伏在技術(shù)成熟度較高，而且對于公共設施的依賴(lài)程度較之高壓系統來(lái)的更低。所以從實(shí)際應用這個(gè)層面來(lái)說(shuō)，48伏和12伏的鋰電池技術(shù)目前已經(jīng)具備的推廣應用的條件。
關(guān)于市場(chǎng)占有率，目前的預測是起停系統加上低壓鋰電池，在2020年的市場(chǎng)占有率會(huì )60%—70%。HEV和EV還會(huì )在這個(gè)市場(chǎng)上長(cháng)足地存在，而且銷(xiāo)量會(huì )增長(cháng)，但其總體的占有率還是會(huì )在較低的比例。為了滿(mǎn)足油耗跟環(huán)境的要求，可能是各種不同的技術(shù)在整個(gè)市場(chǎng)上全部利用，遍地開(kāi)花的狀況，每個(gè)技術(shù)有各自的優(yōu)勢，每個(gè)技術(shù)都有一席之地。
江森自控的12伏系統，是與鉛酸電池配合的系統，對于12伏這個(gè)應用來(lái)說(shuō)它更多地看中是大功率的能量回收，鈦酸鋰的優(yōu)勢是在于能夠接受非常大的電流，因此鈦酸鋰非常合適于該系統。該系統的重量在3.8公斤左右，可以提供6千瓦的峰值功率，集成便捷。
在48伏這塊，江森自控沒(méi)有選擇鈦酸鋰，我們覺(jué)得三元材料是更加合適的體系。相比于12V, 48伏這個(gè)系統的電壓已經(jīng)具備了一定高度，而且這個(gè)系統還有能量管理的功能，因此對于能量密度有一定要求，所以我們選擇的是48伏三元/石墨（音譯）的體系。它的主要功能是支持啟停系統、能量回收以及能量管理，在NEDC工況下的節油率約為15%。
不管新能源如何發(fā)展，鉛酸電池還是會(huì )長(cháng)期占有一席之地。鉛酸電池起停系統在2020年時(shí)候之后會(huì )有50%的占有率。12伏和48伏會(huì )在市場(chǎng)上有越來(lái)越高的占有率，因為節油率比鉛酸會(huì )更為可觀(guān)。它是低于60伏的電壓平臺，屬于安全電壓范疇，因此在設計、集成上相比高壓系統會(huì )相對容易。江森自控提供的技術(shù)方案涵蓋了從鉛酸到低壓鋰電以及高壓鋰電，可以滿(mǎn)足整車(chē)對于儲能的全方位需求。
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