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小米电动汽车将量产 特斯拉比亚迪将有合作?

2014-04-04 09:13:16  业内资讯  作者:Aaron  我要评论(0人参与)

埃隆.马斯克VS王传福的锂电池之战

“我最近在研究,将遥控汽车放到xiaomi.com去销售。”2012年6月,小米手机在成功融资2.16亿美元时雷军曾这样“妄言”过。在当时看似是一个不太靠谱的玩笑话,如今真的要实现了。

3月29日,小米手机创始人兼董事长雷军在2014深圳IT领袖峰会上演讲时透露,小米今年营收将达到700亿,预计明年营收将超过千亿,2015年小米出货量目标1亿台。

在同期举办的中国车联网大会上,雷军高调露面并表示,小米与某知名车企秘密研制的小米纯电动汽车预计最快2015年即可实现量产。消息一出立刻引起业界哗然!

车联网是近两年的热词,各大车企和互联网公司热炒的话题。车联网是通过装载在车辆上的电子标签通过无线射频等识别技术,实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用,并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务。车联网这个未来汽车的发展趋势与小米所擅长的领域一拍即合!

我们立刻采访一位参与小米汽车研发的人员。据这位不愿透露姓名的唐先生表示,小米汽车属于小米公司的机密,不便透露更多信息。我们都知道汽车从最初的研发设计到测试生产是一个很漫长的过程,当被问及小米汽车如何能在2015年实现生产销售时,唐先生解释道,其实早在几年前,小米公司就与某著名电动汽车品牌共同参与设计研发汽车,小米汽车现已经进入路试阶段,最快将于2015年实现量产与销售。

通过分析我们不难发现,某著名电动汽车品牌应该是指特斯拉。一直以来,雷军对特斯拉的汽车很兴趣,曾分别于7月和10月赴美拜会Elon Musk,在他看来,如果没见过,没开过特斯拉的汽车,不会知道这辆全智能的车有多酷。雷军不仅对特斯拉感兴趣,实际行动上雷军也是非常支持特斯拉,其预订了两辆特斯拉,一辆给自己,一辆给他参与投资的UC的CEO俞永福。

被誉为“全球科技含量最高”的特斯拉汽车与小米在很多方面都有着共同点。他们都是潮流的代表,他们都为狂热而生,他们都采用饥饿营销的抢购方式销售等等。小米手机有着诱人的价格和强劲的性能,同样特斯拉现款车型Model S有着让跑车咂舌的3.9秒百公里加速时间,尽管国内市场的顶配车型售价达到11万美元,要知道电动汽车与传统内燃汽车不同,电动汽车的最大成本在于电池,特斯拉Model S的电池成本占据了快一半!同时唐先生也意外透露,为进一步适应中国市场,量产车型最终将会在国内由比亚迪生产,届时价格将会大大降低,真正成为全民抢购的汽车!

小米汽车锂电池猜想:比亚迪VS特斯拉技术选哪个?

“小米汽车”几时有?

有人说,苹果手机是针对富人生产的,用来消耗他们的“油水”。大部分中下层民众对这样一款高价产品望而却步。而如今,以小米为首的千元智能手机之风弥漫整个中国市场,价格低廉应用智能的手机极受广大草根民众的追捧,人人拥有一台智能手机已不再是难题。

从智能手机的普及来看,我们不禁会问,中国万元“小米汽车”几时有?何时每人都能拥有一部智能汽车?虽然说现在私家车也越来越多,交通越来越拥堵。但从整体来看,在现在中国汽车市场上,动则几万到几十万甚至上百万的价格,让汽车难以“飞入寻常百姓家”。更何况智能汽车了。

廉价终端让全民跑步进入移动互联时代,无数创业者和开发者在这一波大潮中借势而起。很多低收入者的第一台上网设备不是PC而是手机。因此想在中国依靠汽车再掀起一场互联网革命的前提是:让从前买不起传统汽车的普通人买得起一台智能汽车。

无人驾驶是重要标志

智能汽车是一种正在研制的新型高科技汽车,这种汽车不需要人去驾驶,人只舒服地坐在车上享受这高科技的成果就行了。因为这种汽车上装有相当于汽车的“眼睛”、“大脑”和“脚”的电视摄像机、电子计算机和自动操纵系统之类的装置,这些装置都装有非常复杂的电脑程序,所以这种汽车能和人一样会“思考”、“判断”、“行走”,可以自动启动、加速、刹车,可以自动绕过地面障碍物。在复杂多变的情况下,它的“大脑”能随机应变,自动选择最佳方案,指挥汽车正常、顺利地行驶。无人驾驶的智能汽车将是新世纪汽车技术飞跃发展的重要标志。可喜的是,智能汽车已从设想走向实践。

上周一家美国科技博客发表了了“互联网汽车还要等多久”的评论,称相关行业巨头应为互联网汽车制定标准共同克服技术难关。之前《福布斯》也撰文探讨了互联网汽车面前的十个障碍,包括汽车业思维僵化、立法问题、安全和隐私问题等。美国媒体的讨论具有典型的美式思维——技术、标准、安全、隐私——然而这一命题到了中国,首先要问的是,什么时候我们买得起?

摩尔定律和福特主义

乔布斯可能是最近五年被讨论最多的企业家,他极少涉足慈善,坚持自己的逼格,压榨上游利润并对代工厂的恶劣条件视而不见,他选择的接班人公开宣称低价手机是垃圾。而亨利·福特,发明汽车生产流水线的人,一直认为“薄利多销比高额利润更好”。1906年当福特公司开始日产100辆汽车的时候,公司其他股东认为应当控制产量并维持高价。福特却坚持将日产量提升到1000辆,并从这些惊恐的股东手里买回股份。

福特的贡献不仅是一款车和一个品牌,他认为“领导者要为雇员提供行业最高工资”,首倡8小时工作制和5美元日薪,让产业工人成为体面劳动者。T型车售价从接近1000美元降至不足300美元,普通产业工人两个月的工资就可以购买一辆。福特的言行被演绎为“福特主义”,深刻影响了美国工业界甚至整个资本主义世界,美国经济迎来了一战后的黄金十年。而08年之后苹果高涨的业绩,在美国整体疲软的经济中显得相当刺眼。

如果把“两个月工资”作为标准,廉价汽车应该售价一万元,北上广标准不过两万,即使本届政府承诺的收入翻番得以实现,也完全赶不上目前大约十万的主流汽车价格。新能源汽车的代表特斯拉更高达5到6万美元。与符合摩尔定律(集成电路每18个月性能翻一番,价格 降一半)的智能机和PC相比,汽车业没有持续降价的趋势。

互联网和制造业需双管齐下

如果没有MTK,十年前万元购买摩托罗拉V3的用户难以想象十年后智能手机几百元就能买到。没有互联网和免费开源的Android,十年前的小灵通用户也无法想象千元智能机也可以提供无穷的的娱乐和互联。万元智能汽车想在中国实现,必须依赖“软硬”两方面的共同创新。

汽车的核心部件如发动机和变速箱等,目前仍然掌握在欧美日车企手中。国产汽车需高价购买这些部件,即使自产也要缴纳高额的授权费用,这些费用占制造成本的10%甚至50%。只有国内相关企业实现技术突破,汽车核心部件和知识产权价格才能大幅降低。当年福特若要向欧洲企业缴纳数百美元每部的专利费,他怎能将T型车的售价降到260美元?MTK“交钥匙”的傻瓜式解决方案正是如今国产汽车需要的。

如果说制造工艺国内和欧美存在数十年积累的差距,那么互联网行业国内并没有落下,甚至某些微创新引领了潮流。汽车不仅需要互联网来实现智能,也需要互联网来降低售价。目前汽车昂贵的售价和售后,很大程度源于垄断的销售体制,人民日报前一段时间对此有过详细的报道。互联网销售和营销、互联网补贴硬件这些在智能手机普及过程中成功实现的模式未来也可以应用于智能汽车。

前途是光明的,道路是曲折的

如果智能汽车沿着智能手机的路径发展,前景毫无疑问是美好的。汽车普及进入千家万户,互联网也随之开辟一个新的战场。社交网络、自动驾驶技术、LBS服务、人工智能、大数据都将跃上新台阶。国内企业壮大的同时,保护性关税也得以降低,国产品牌和国际品牌可以实现双赢,消费者的选择空间空前扩大。

然而美好的愿望难以顷刻实现,2003年MTK首推单芯片手机解决方案,10年后红米这样的千元智能机才出现。即使到了今年,国产智能手机仍然面领着诸多问题。如果依靠互联网和技术进步造出了万元智能汽车,是否会出现“100辆比亚迪利润不及一辆特斯拉”,“北京汽车摇号中签率万分之一”,甚至“某某汽车电池爆炸,某某汽车云服务器泄露用户行踪”。

假想一下,未来的汽车新闻也可能变成这样:“360汽车助手建议用户卸载搜狐视频汽车版,搜狐向法院提起诉讼”,“一万辆小米汽车一分钟售空,雷军否认饥饿营销”,“腾讯和奇瑞合作推出QQ爱汽车,买汽车送Q币”,“华为汽车表示安装360汽车助手不予保修”,“用户驾车去颐和园,被百度导航带进北大校园转圈圈”。瞧,多欢乐多美好的场景!

互联网浪潮裹挟下的中国,正如狄更斯笔下所写,“这是最好的时代,这是最坏的时代”。

比亚迪VS特斯拉电池电控技术

位于芳草地购物中心的特斯拉北京体验店试营业之后,来参观的人不少,询问细节的人不多。特斯拉所传达的还是一种硅谷精神。

而十二月份,曾在机场四百米长道上与各品牌跑车飙速的比亚迪“秦”,也将正式落地市场。这是比亚迪“双擎双模”系列的处女秀。

新能源汽车似乎在以一种极力证明自己的方式,从市场角落慢慢贴近过来。而电动车企业,在磕磕绊绊中逐渐成为这支队伍里的主流。

对于电的执着,从那串飞上天的钥匙,到对于如何提高续航里程,百年来从未停歇。而电动车产品,也在起落之后,来到了一个全新起点。电力系统作为其“核”武器,究竟蕴藏了多少力量,今后又将如何爆发,都是难以断言的未知。而在未知的原点,却是能够量化的已知。

电动车的未来,代表着寂静、忍耐。但浪尖上的中西方代表:比亚迪与特斯拉,却有话要说。

磷酸铁锂与镍钴铝电池之局

在电机、控制技术有据可循、日趋成熟之时,电动车最难破解的困局以及最大的比拼都来自于电池技术。

特斯拉在早期Roadster电动跑车上,采用了体积甚小的18650钴酸锂电池,这种电池通常被用在手机、笔记本电脑等小型电器上。它最大的特点是拥有非常高的能量密度,几乎达到170瓦时/千克。但是其热稳定性同时饱受诟病,在180度左右就会出现分解现象并产生氧气。

特斯拉电池单体及电池包、车辆结构

后来,特斯拉为了折中能量密度、功率密度以及安全性,在Model S车型上使用了改性三元电池镍钴铝电池,使其电池总数达到了8000多节,比Roadster多出1000多节,但是成本却下降了三成。尽管如此,十分有限的循环次数依然成为桎梏此类电池在电动车上应用的难题,以每两天一次的充电频率计算,大概在三到四年之后,电池就将寿终正寝。

特斯拉对此的解决方法是,提供“无过失”电池保修政策,即只要不是人为损坏、碰撞事故造成的电池损毁,都可以得到八年免费质保。且当电池寿命到期后,特斯拉将承担电池的回收与换新。这样的政策会随着入门级车型的推出、销量的增加为特斯拉带来非常大的压力。这或许也是其准备筹建世界上最大的电池厂的原因之一。

相比之下,比亚迪所采用的磷酸锂铁电池是目前应用更为广泛的电池。它的优势在于热稳定性很高,在600度时结构依然比较稳定,同时因为三价铁离子并不活泼,很难再发生化学变化,这令其寿命相对较长,理论上能够大于整车寿命,长期使用的成本较低。同时,磷酸锂铁电池的功率密度比较好,可以大倍率放电,有良好的加速性能。

比亚迪电池单体及电池包

但是,相对于三元锂电池,磷酸锂铁电池的能量密度并没有优势,大约在100~110瓦时/千克,这导致在重量相同的条件下,其续航里程较短,想要取得更高的续航里程,就难免需要增加电池重量,提高成本。

综合性能来看,并非所有企业都有特斯拉的软件能力、电池管理能力,所以磷酸锂铁电池还是被更多看好、更为务实的电池种类。这或许也是通用准备采用磷酸锂铁电池的原因之一。

因为电池所具备的特点,特斯拉在其电池排布、热管理系统、电池管理系统上进行了非常深入的设计,以保证每个电池单元都在监管之下,其状态数据能够被随时反馈、处理。对于单个体积很小的电池单元,特斯拉将其独立封闭在钢制隔间里,同时液冷系统可以具体到为每一个电池单元进行冷却,降低彼此的温差,也相对降低了电池自燃的风险。

而特斯拉曝出事故,原因大体来自于电池包穿刺之后造成的动力线局部短路。目前特斯拉还不能解决电池包被冲击力极端破坏下产生燃烧爆炸的情况,只是高强度的保护为车主逃生争取到了更多时间。

事实上,这几乎是电动车潜在的共通隐患,对于电池管理系统的功用提出了非常高的要求。除了日常对于电池温度、工作状态的监管,还需要在温度迅速改变、或发生极端碰撞时立刻切断高压线路。而热管理系统、电池管理系统的升级也会缩短电池充电时间,带来更高的充电效率。

除此之外,低温环境下如何保障电池充电及使用效率,是从事电动车研发、生产的企业需要解决的问题。

另外需要一提的是,特斯拉一直推广的是纯电动车产品,而其走高端路线、由高到低的产品思路,也从侧面反映了市场对于电动车的包容性还远远不够。

比亚迪未来打算推广的“双擎双模”汽车,实际上也是为了在电动市场真正打开之前,能够推广插电式混动汽车作为过渡产品。相对于传统汽油车,混动汽车更加省油,并且减小了电池用量,考虑到新能源车的政策补贴,购车成本也得到了下探,这是符合比亚迪平民化路线的产品思路。

同步与异步,电机之选

电流在离开电池、到达电机的过程里,需要通过逆变器,将直流电“改造”成符合电机驱动的交流电,而后输入电机,由驱动电路带动电机旋转输出扭矩。在电机选取的思路上,特斯拉保守起见,采用了目前技术更成熟、应用领域广泛的异步电动机,而定位平民化的比亚迪却带着一点难以理解的固执,选择了相对比较“难啃”的永磁同步电动机。

两者在工作原理上并不存在本质区别,都是依靠定子与转子间的电磁感应产生并输出转矩。异步电机通过定子绕组建立转子磁场,而永磁同步电机顾名思义,在转子部分采用了永磁材料。选择合适的电机,也将对电池电量下降产生一定的弥补作用,这会节约一部分电池成本。

异步电动机的储备技术相对成熟,运行可靠、持久,无论是工厂大功率电机还是家里的冰箱、洗衣机,几乎都能见其踪影。这对于造价高昂的电动车而言,是非常理智、朴实的选择。但与此同时,相较于其他电器用品,电动车对于电力驱动部分更为细致的追求也突出了异步电机的不足,除了需要消耗更大电量,其转子也容易发热,提速性能较为普通。

为了改善异步电动机带来的劣势,特斯拉首先在电调部分做起了文章,采用IGBT来满足高效变电控制,并重组了电动机与变速箱之间的电气连接,以此提高电动机在低转速下的输出扭矩。

比亚迪所采用的永磁同步电机,在效率以及功率密度方面得到了不小提升,提速性能比异步电动机更快,且结构简单,维护起来相对容易。但其在技术储备、应用领域尚未至成熟,况且永磁体所包含的稀土材料造价较高一直是永磁同步电动机的顽疾。比亚迪做出这样的选择,一方面节省了驱动装置对于动力需求所要做出的调整,另一方面却也给成本控制带来了难度。而如何将磁体以更低的稀土材料发挥原有效能,或许还需要比亚迪继续思考。

集成与重塑,谁更接近未来

随着Model S车型的到来,特斯拉一再颠覆自己的充电时间,大肆扩张超级充电桩的数量和覆盖面积,以及领先的造车理念、销售模式,使其一时间成为了汽车界的“苹果”公司。但在不少传统汽车企业看来,特斯拉的横空出世还不足以对汽车行业产生颠覆性的冲击。而对于新能源汽车存在方式的理解,也仍有不少分歧。

在自主品牌中,“分分钟造出特斯拉”成为了流行语。同为新能源汽车企业的比亚迪率先放出了豪言壮语,而最近,吉利的老大李书福也表达了相似的意思。归其原本,或许是因为特斯拉在展现先进的造车理念的背后,体现的是其强大的技术集成、整合能力。从其电池、电机的选择来看,特斯拉有意在将现有的、较为成熟的技术精密化,减少基础产品技术的创新成本,将零部件之间的集成潜力发挥到最大。

对于同时进行基础技术研发、匹配的汽车企业来讲,特斯拉还很难被看作一个强大的汽车企业,从高端车型入手、暂时缺少平民化的车型也令其在新能源领域的“革命”之说少了几分说服力,但这却与特斯拉的发展历史相辅相成。

事实上,作为同样造车十年的比亚迪,也还没有树立起在新能源汽车领域的绝对优势,甚至需要经常应对来自四面八方的质疑和比较。但值得注意的是,比亚迪与特斯拉采取的产品思路并不相同。依托于产业链的垂直整合,比亚迪包揽了大部分零部件的自主生产,此外,双擎双模的核心技术及控制单元也来自于自主研发。相比于特斯拉在整合能力上的创新和极致追求,比亚迪选择了从新兴技术角度寻找突破口,这更加靠近创新的基础,但同时也对企业技术实力的储备提出了很大挑战。

 探寻中国造不出特拉斯原因?

特斯拉旋风从今年年初就开始在中国刮起,一直到下半年依然没有丝毫降温迹象。在经历了概念股旋风、商标争夺战之后,10月期间,国家几大部委的相关领导对特斯拉总部的造访、视察再一次把这款电动车品牌引向了讨论的焦点。

何以成功的偏偏是特斯拉,而不是其它传统燃油汽车的大鳄诸如宝马、奔驰等?关注特斯拉成功案例的不仅仅是众媒体、新能源汽车和锂电池等相关行业,也有一直以来不遗余力在中国推广新能源汽车的相关部门。10月17日微博上消息透露,“国家发改委、工信部、商务部、科技部、财政部、国家税务总局、海关总署的领导对特斯拉总部进行了视察”。实名认证为特斯拉中国区总经理郑顺景的微博在稍晚的11:45对此做出评价:此次访问将有效加强国家各重要部委对特斯拉的认识与支持,有深远影响。

营销模式、市场定位、技术创新以及领导人马斯克的个人魅力等等因素都被用来解释特斯拉的成功。可是,正如一千个读者心中就有一千哥哈姆雷特一样,从锂电池行业的角度来看,特斯拉的成功,是锂电池在动力电池路线上的突破。

“纯电动汽车是基于全新设计的,是一种革命,不是改装的,不是改良的,不能延续生产传统汽车的思维。”合肥国轩高科动力能源股份公司总经理方建华表示,特斯拉的成功在于它的颠覆性,在于它从电池到整车的全新设计。

“一个概念可以在历经一年的时间里持续地被各界讨论,足以说明这类产品和技术所在行业发展的不成熟,与此同时也反映了该行业存在的巨大机会。”高工产业研究院院长张小飞博士表示,特斯拉在中国的火爆在表明中国锂电行业不够成熟的同时,也预示了该行业存在巨大的机会。

小而精的电池路线

作为电动车的核心部件之一,特斯拉的电池曾经被嘲笑、被诟病,甚至在实现销售爆发式增长之后,仍有很多业界专家称其“电池技术老旧”、“无核心竞争力”。原因在于特斯拉是唯一一家采用18650圆柱形电池的公司。在业内人士眼中,这种电池此前一直用于笔记本电脑中,难登电动汽车之“大雅之堂”,并且存在安全隐患。

在汽车上使用18650电池,特斯拉算第一个。

作为动力输出的后盾,电池对电动车的作用不言而喻。因为本身性能较稳定、安全系数较高且可循环充电次数多,磷酸铁锂电池是目前市场上动力电池的首选,如雪佛兰Volt、日产聆风、比亚迪E6以及中国运营的纯电动大巴。

特斯拉则有些另类,它旗下的Roadster和Model S使用的是18650镍钴铝三元材料电池。与磷酸铁锂电池相比,这种电池虽然技术较为成熟,功率高、能量密度大、且一致性较高,但安全系数较低,热特性和电特性较差,成本也相对较高。

“18650电池外电压但凡低于2.7V或高于3.3V,都会出现过热的症状。如果电池组较大且组内温度梯度控制得不好,就会存在很大的起火风险。”一位业内动力电池工程师告诉《高工锂电》,电池技术的关键恰恰就是电压电流和热量控制,以电压的高低来判断,也难怪特斯拉被批评为电池技术不靠谱。 但实际上,被认为更安全可靠的磷酸铁锂电池也并非万无一失。“在制备的烧结过程中,氧化铁在高温环境下存在被还原成单质铁的可能性,单质铁会引起电池的微短路,这是电池中很忌讳的物质。此外,磷酸铁锂电池在实际生产中充放电曲线差异大,一致性较差且能量密度较低,这直接影响到电动车敏感的续航问题。”该工程师说。

根据最新的研报显示:特斯拉电池能量密度(170wh/kg)大约是比亚迪电动车磷酸铁锂电池能量密度的两倍。

早在上世纪7 0年代,英国宾汉顿大学的Whittingham女士就发明了三元材料的18650电池,这类材料的电池常应用于笔记本电脑、强光手电等数码产品上,但是,将这种直径18mm、高65mm的圆柱形锂电池用在汽车上,特斯拉是第一个吃螃蟹的人。

特斯拉的电池技术总监Kurt Kelty曾经表示:特斯拉起初也尝试了市面上超过300种电池,包括板型和方型电池,最终选择了松下的18650小型圆柱电池。一方面,18650的能量密度更大且稳定性与一致性更好。另一方面,18650可以有效降低电池系统的成本。

2009年,松下推出了全世界最高容量的18650电池,型号叫 NCR18650A。

当然,如果是普普通通的18650电池,国内的电芯厂也可以生产出来。难点在于,特斯拉的18650电池远非一般意义上的三元材料,其生产、制备的过程也更加严苛、复杂。

“就目前国内的技术标准和规格来看,能够满足特斯拉所需要的18650电芯还生产不出来。”新乡市天力新能源材料有限公司技术部部长蔡碧博告诉笔者,松下的18650电芯是采用NCA镍钴铝材料,而国内的通常在笔记本电脑、移动电源上使用的18650电芯则多是采用镍钴锰材料。

“这是一种新型的18650电芯,跟传统的18650电芯有着很大的区别。它从正负极材料、电解液、隔膜等锂电池四大核心的选取上的要求就非常高。在制备的过程中对温度、湿度、工艺操作的要求也更为严苛。”对于松下所研发生产的改良型18650电芯,青岛新正锂业有限公司总经理孙玉城博士有着同样的看法,而后者曾在日本锂电池行业有着多年的学习工作经验。

“大家都知道,既然是18650,体积大小必须是固定死的,每个厂家要研究的就是,在保障安全的前提下,同样在这么大的空间里,谁能往里装的电量最高。”孙玉城告诉笔者,松下的18650电芯在动力电池研究和应用方面,这几年走在了世界的前列。

松下NCR18650A的容量是3100mah,相当于每节电池存储的电量为11.47WH(1度电=1000WH) ,而国内的18650电芯做到2800mah算是极限了。松下的改良型电芯远远高于国内18650电芯容量所能达到的极限。

庞大的锂电池需求

另一方面,电动汽车所需要的电池数量远非笔记本电脑、手机等数码消费类电子产品可比。

笔者算了一笔账,以 Tesla Model S 所用的NCA18650 电池为基准,在锂电池下游产业链中,iphone5的电池容量是1440mah ,iPhone 5 需要不到0.5 个18650 锂电池,笔记本电脑需6 个18650 电池,而一辆Tesla ModelS(85kWh)电动汽车则需8142 个,相当于1.6 万部iPhone 5 手机或1300 部笔记本电脑。

18650电池在电动汽车上的大规模使用会在很大程度上加大其批量化生产的规模,这从长远来看必将逐渐降低18650电池的生产成本和价格。

据Tesla首席技术官JB Straubel表述:从Roadster到Model S“转型”的四年时间里,电池组成本已经下降了约44%,并且仍然会继续下降。松下曾在2010年向Tesla投资3000万美元,成为其股东之一。并且于2011年达成战略协议,将负责Tesla今后5年全部车辆的电池供应。按照Tesla目前预计每年2万辆的产量,松下的18650将装配在超过8万台Model S上。值得注意的是,10月30日,松下对外宣布,公司获得美国特斯拉汽车最新锂离子电池供应合同,为期四年。2017年之前将向特斯拉提供20亿个锂离子电池单元,用于特斯拉目前的Model S纯电动豪华跑车,以及明年上市的Model X电动SUV。有分析称,这笔合同价值大约70亿美元。

据有关调研数据显示,2012年中国锂电池产量为35.5亿自然只(折合成2.0Aspan8650的规格统计)同比2011年增长19.5%。市场规模达640亿元,同比增长14.3%。作为对比,特斯拉在未来四年的锂电池需求接近中国2012年锂电池产量的总和,松下提供特斯拉的这20亿颗18650电池则相当于39.3亿部iphone5的锂电池用量。

与此同时,中国的电动汽车普遍使用的是磷酸铁锂电池。然而,号称安全性最好的磷酸铁锂电池却是事故频发。从2011年上海电动公交发生自燃到2012年比亚迪E6电动车碰撞起火,磷酸铁锂电池的安全性一次次受到质疑。

“中国的电池技术在政策导向下,把磷酸铁锂电池当做动力电池的主导来发展,许多锂电企业把这一技术当作主流。”高工锂电研究所副所长罗焕塔认为,从现阶段的情况来看,磷酸铁锂电池的作用在电动汽车上优越性并没有体现出来,未来也存在很大的变数。

2012年中国锂电池正极材料的分布情况是:钴酸锂占比49% 、镍钴锰酸锂(三元材料)占比27% 、锰酸锂占比17%、磷酸铁锂占比7%。而比重最大的钴酸锂主要用于笔记本电脑、手机等数码电子产品领域。 三元材料市场领域最大的电动汽车市场远未开启。

化危机为转机

在中国, 如果电动汽车发生爆炸起火事件,对整个行业来说无异是灾难,比亚迪就是前车之鉴。但是同样的事故也发生在已经运营电动汽车2年的特斯拉身上,似乎就变成了一种推广和宣传。

10月3日,一辆特斯拉Model S起火的视频流传网络,点燃了公众及投资者对于电动汽车安全性的担忧。特斯拉股价自当天下视频传出后迅速下跌,并在第二天继续下探。周三和周四两个交易日,特斯拉股价由192.99美元跌至173.23美元,跌幅为10.24%,市值损失约24亿美元。

然而,糟糕的情势并没有持续多长时间,随着特斯拉公关团队把事故现场的情况公诸于众,形式很快开始得到好转。

特斯拉的全球公关总监Elizabeth Jarvis-Shean在事发当天发布了紧急声明,虽承认着火的车辆就是一辆Model S,但是她解释该车是在发生重大撞击之后才起火,并非自燃。并且,该车的警报系统显示车辆故障,并“指引”司机将车安全地停在了路边。

在随后更详细的调查报告中进一步详细地解释了其BMS系统的优越性和避免损失的进一步扩大。

特斯拉董事长马斯克在随后发布的博文中详细地解释了事故的原因:“该车在高速行驶中撞到路中央一个从半挂车辆上脱落的弯曲金属物体,该物体对汽车底部1/4英寸厚的电池保护装甲施加了高达25吨的巨大冲击力,造成了直径3英寸的一个穿孔。”这段话的宗旨是突出坚固的电池保护装甲,解释事故原因反而成了次要目的。

这位经常在twitter上挑逗投资者的创业偶像兼技术天才兼理想主义者,详细解释了ModelS底部16个由防火墙隔离的电池仓结构,“顺便”提到了火势只向下方而不是向上方或驾驶舱发展的情况。

“极客”范儿的马斯克引用了数据再给公众吃下一颗定心丸:在美国,平均每2000万行驶里程发生一起汽车火灾,而特斯拉则是每1亿行驶里程才发生一起火灾。“驾驶传统汽油车遭遇火灾的可能性是驾驶特斯拉的5倍”。

“钢铁侠”马斯克在发布上述声明之后,特斯拉的股价反弹4.43%,重新站在了180美元上方。并且盘后交易时段又上涨了1.2%。

可靠的电池管理系统

18650存在安全风险是不争的事实,Tesla如何“搞定”这一硬伤?秘密武器在于其电池管理系统,特斯拉给出的解决方案是将8142节3安时左右的松下NAC18650封装电池通过串联和并联结合在一起。

但是,如何排列组装这些数量众多的小电池显得尤为重要。最初的BMS系统在其第一款电动跑车特斯拉Roadster上通过了实验的验证。

这时候, Tesla 创始人之一MarcTarpenning以往的经验派上了用场。他曾是这个领域的专家并成功出售过一家公司。他把网络控制领域用程序控制成百上万台服务器的模式搬到了Tesla电池系统控制领域,通过一年的DOE(design of experiment,实验设计),用分层次管理的办法成功控制了这6831节小电池以及电压和温度。

69个18650电池被并联封装成一个电池砖,99个电池砖串联成一个电池片,11个电池片组成一个电池包,总计6831节。

仅仅有这些层次还不够,对于每一个层次都要进行监控,于是他们在每个电池单元、每个电池砖、每个电池片的两端均设置有保险丝,一旦电池过热或者电流过大则立刻融断,断开输出。

仅仅有保险丝还是不够,于是在每个电池片上,均设置有BMB (Battery Monitor board)即电池监控板,用以监控每个电池砖的电压,温度以及整个电池片的输出电压。

在整个电池包上,设置有BMS用以监控整个电池包的工作环境。包括电池包的电流,电压,温度,湿度,方位,烟雾等。

在整车层面, 设置有VSM ( Vehicl eSystemMonitor)用以监控BMS。

这样一套电池控制系统成为特斯拉的技术核心,当特斯拉刚刚公布这套造价高昂的系统时(传言高于20000美金),很多业内人士不约而同地对其唱衰,认为将7000乃至8000个电池放在汽车里的行为是可笑的。但事实却给予他们有力的回应,雪佛兰Volt起火、Fisker Karma车型更是一年内发生三次自燃事件,而特斯拉在运营2年时间之后才因事故起火,并且能根据其优良的BMS系统做出很好的防护。

与特斯拉相比,中国的电动汽车在遇到自然或碰撞起火的事件时就没那么好运了。2012年5月26日的比亚迪E6出租车因被高速跑车碰撞起火后导致三人当场死亡,其后公司市值缩水了60亿元。

排除意外事故本身,同样面对电池起火,比亚迪的BMS系统显然没有做到很好的防护作用。“BMS系统是一个系统工程,需要把整车的结构也要考虑在内,仅仅是BMS厂很难做出跟电动汽车相匹配的电池管理系统。”深圳市力通威电子科技有限公司技术总监杨月全告诉笔者,电动汽车的BMS系统应该由车企来做主导。

然而,中国的车企鲜有电动车整车制造上下功夫。

“国内少有独立生产、全新设计的新能源汽车,比亚迪的E6都不是。上汽集团荣威E50算是名列前茅的,他的底盘是全新的,动力系统重新做的,但是也还是离不了传统汽车的思维。”合肥国轩高科动力能源股份公司总经理方建华认为,目前中国还没有一家公司真正独立于传统汽车之外来做电动汽车。

这也就不难理解,为什么中国出不了特斯拉,除了技术积累本身不行,在对待做电动汽车这件事情的态度上也有着截然不同的选择。中国倾向于取巧,直接套用传统车的思路,甚至是传统车的生产线,但是美国人却是独立于传统车之外做扎实的创新。

中国电动车缺乏积累

目前绝大部分中国人对特斯拉电动汽车的接触,是在海外试驾,但这并不妨碍中国人对它的期待,小米科技的创始人雷军和汽车之家的创始人李想先后在微博上表达了对特斯拉Model S的购买意向。

2013年10月,浙江小伙花250万从香港辗转购买了全国第一辆特斯拉ModelS的现车,这是在中国大陆地区销售的第一辆特斯拉电动车。

与此同时,特斯拉也已经在北京成立营销中心,但是,要在中国大陆销售还需要通过国家3C认证,继而还需通过国家环保部以及地方环保部门的认证等一系列相关手续。

相比之下,中国的本土电动汽车都还停留在示范运营阶段。

2013年4月,中国名气最大的电动汽车生产企业比亚迪,对两台运营里程在29万公里左右的比亚迪E6纯电动出租车进行“电池测试”,两台车的续航里程都达到280公里以上。29万公里一般相当于私家车跑15年,比亚迪试图以此测试证明,纯电动汽车的使用寿命已完全可以媲美传统燃油私家车。但是,这并不能打消人们对电动车的疑虑。

“我们老是在孤军奋战。”比亚迪汽车新闻发言人李云飞表示,中国地方保护主义问题太严重,比亚迪电动汽车能卖到香港、欧洲,在内地却只能在深圳卖。目前,比亚迪电动汽车E6的月销量徘徊在100辆左右。

值得注意的是,新的补贴政策下发之后,对于地方保护主义会产生一定的遏制作用。因为,新政策规定在新能源汽车推广的城市,外地电动车的推广数量不得低于30%。这对于比亚迪来说无疑是一个利好消息。

浙江众泰新能源汽车科技有限公司副总经理张浩向笔者介绍,2010年至今近三年时间里,众泰电动汽车租赁一共投放了400多辆车。但成为租赁车主,前提必须要有自己的充电场地,充电问题成为主要的制约要素之一。虽然目前杭州已经建成了67座充换电站,但实际运营的只有7个,公共的充电设施存在很大的浪费。

据了解,众泰是中国第一家获得纯电动车生产许可的汽车企业,也率先在杭州推出纯电动车的私人租赁模式。

事实上,中国政府对电动车的扶持力度不可谓不大。

从2009年开始,电动汽车被列为中国国家七大新兴战略产业之一。之后,中国工信部制定《节能与新能源汽车产业发展规划》,明确电动车是中国新能源车的主要发展方向。前几年中国国内大型汽车展上,每家展台上都摆着电动车。

在2013年杭州新能源车展上,电动汽车明显退烧,展车数量反而不及混合动力车。

据中汽协的统计数字显示,2012年,中国电动车销量为11375辆,在全年超过1800万辆的新车市场中,只占总销量的0.6%。而且,这其中大部分是示范运营的电动公交车、出租车。

“中国车企大多冲着政府补贴而来,产品也是朝着公共交通的方向开发。”赛迪顾问股份有限公司新能源汽车事业部总经理张谦告诉笔者,由于大部分电动车企业无法克服电池、充电基础设施等瓶颈问题,且思路始终停留在如何降低成本上,仅仅有补贴也无济于事,无法生产出让消费者接受的产品。

其实,翻开汽车发展的历史过程就会发现,西方国家在研究汽车的时候最开始考虑的是电力驱动的,但是介于当时储能条件动力不足的限制而变为研发燃油车,并在燃油车上取得成功。与此同时,西方国家一直都没有放弃研发电动汽车。

“弯道超车是个伪命题,因为,中国的车企缺乏西方发达国家车企长期积累的过程。”张浩认为,中国的车企在技术、人员的配备,造车思路各方面没有经历过一个摸索的阶段,但是这个过程是不可能跳跃的,必须由车企静下心的做技术的积累。“中国的电动汽车真正发展的历史是从2011年才开始的,不可能很快从传统燃油的思路中转变过来。”张浩向笔者介绍,“我们在做电动汽车的过程中包括在去外企参观的了解之后发现,电动汽车真不能按照传统汽车的思路来做,甚至传统汽车的配件厂在各方面都难以达电动汽车到要求。

“做电动汽车是一个新的系统工程,不可能一蹴而就。”张浩认为,中国的车企要做出专业的电动汽车就必须整合行业的优势资源形成合力。

特斯拉为什么可以成功?它有一群专业的人在做专业的事情,特斯拉的电池管理系统、整车制造等负责人都是行业的顶尖人才,而这个主导必须得由车企来完成。特斯拉的成功从造成本身来说,是马斯克整合了最优秀的资源。

“中国造不出特斯拉,特斯拉要是在中国也未必能变得全球流行。”张浩认为,中国做电动车的企业过于急功近利,完全跟着补贴的路子走,缺乏一个长期的技术积累和市场探索的过程。再加上国内车企间缺乏必要沟通,难以在商业模式和运营模式上达成共识,这让电动车的推广变得更加困难。

“如果国内的车企能够做到不要补贴也要去做电动车的境界,那么这个行业才算是真正步入正轨了。”张浩说道。

(本文综合电车汇、网易汽车、车云网、高工锂电等相关媒体报道。)

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