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电动化推动汽车电瓶充电器充电电池与汽车产业变革

2017-12-29 10:34:46      点击:
自2016年各国车企相继公布其燃油汽车停售时间表,到2017年美国特斯拉电动车以及中国台湾Gogoro使电动车步入平民化的时代,电动车不再像过去那样,以标榜形象与营销为宣传目的,而是更加实际地贴近生活。
虽然短期市场的关注点是特斯拉能否在规划时间内顺利量产,但是电动车的发展,对于汽车主机厂而言,已是无法避免的趋势。
近年来,中国通过各种奖惩制度与产业整合,让电动车成为人们生活中的一部分。同时,电动车与充电桩建设也促使汽车电瓶充电器充电锂电池种类,乃至于汽车电瓶充电器充电电池材料领域发生巨变,本文将在此基础上逐一点出。

乘用车渗透率将提高
新能源车产业很大的动力来源于政策的补贴。政策首先推动公有汽车的使用情景,即:B2B应用。在初期,客车、物流车的渗透率会远高于私家车与乘用车。
虽然目前私家车/乘用车的渗透率依旧小于5%,但是随着政策扶持的影响,下半年到明年初,私家车、乘用车的渗透率会有很快的提升。
另外,物流车、客车将趋于饱和,同比成长性也将逐年不如私家车、乘用车。具体新能源车在不同车型的渗透率对比如图1所示。
电动化推动汽车电瓶充电器充电电池与汽车产业变革
汽车电瓶充电器充电三元电池持续精进 
汽车电瓶充电器充电电池方面,2017年以前,动力汽车电瓶充电器充电电池的需求主要是客车这一类的固定运行路线车辆,客车本身的体积大,高能量密度对其而言不是最优先的选择,为了在成本与寿命上取得平衡,目前客车用汽车电瓶充电器充电电池以汽车电瓶充电器充电锂铁电池居多  
三元材料基本上垄断了物流车和乘用车市场。其中,乘用车渗透率将会从2018年开始快速提升,可以预期三元材料在市场上的需求。随着中国的政策推动、间接引导整体市场对应能源车辆的规划,乘用车汽车电瓶充电器充电电池的用量将快速提升,汽车电瓶充电器充电三元电池整体的渗透率与成长性将会远高于汽车电瓶充电器充电锂铁电池。 
此前,为提高能量密度需要,汽车电瓶充电器充电电池中添加了大量的钴金属,这增加了汽车电瓶充电器充电电池成本。另外,动力产品提高电压唯一的做法就是提高镍金属的比重,同时也使镍金属易吸水,影响良率,从而增加汽车电瓶充电器充电电池芯生产制程的难度。
总而言之,为了提升能量密度并维持材料的价格优势,唯有通过提升汽车电瓶充电器充电电池芯厂的制程能力,才能满足新能源车对能量密度需求的长期进程。
目前国内汽车电瓶充电器充电电池市场有内需的支撑,年底很多家会从532往622配比的三元材料路线迈进(如图2),而日韩汽车电瓶充电器充电电池厂则是从622配比往811迈进,预计整个动力汽车电瓶充电器充电电池市场的单位价格表现,将随着配方的能量密度拉升价格继续往下,性价比因此持续提高,提升更多的动力汽车电瓶充电器充电锂电池市场渗透率。

电动化推动汽车电瓶充电器充电电池与汽车产业变革
基础建设刺激汽车电瓶充电器充电电池市场
除了往高能量密度发展以外,还有另外一种方向,即高功率密度汽车电瓶充电器充电锂电池。
随着基础充电设备建设的补贴政策陆续出台,充电环境将逐渐成熟,公共区域或私人停车场、新建成的建筑内部,都有一定的充电桩设置配比,基于此,2018-2020年,随着充电环境的普及,固定路线行驶的汽车本身无需配备太多的汽车电瓶充电器充电电池,对于车重、续航力和成本都会减少一定的负担,将是市场的另一种选择。汽车电瓶充电器充电电池在不同阶段发展需求变化如图3所示。

电动化推动汽车电瓶充电器充电电池与汽车产业变革  
汽车电瓶充电器充电锂电池除了汽车电瓶充电器充电锂离子电池(LIB/ Lithium ion battery)外,还包括锂离子电容(LIC)以及锂态氧LTO,类似于传统超级电容(EDLC)的汽车电瓶充电器充电电池特性。
与汽车电瓶充电器充电锂离子电池的差异在于,它的能量密度和功率密度是对等的,要实现快充,就意味着可能牺牲能量密度。
把汽车电瓶充电器充电电池做成功率型汽车电瓶充电器充电电池(>100kW/kg)而非能量密度型(>100Wh/kg)是另一个市场方向,该类汽车电瓶充电器充电电池的寿命会远高于汽车电瓶充电器充电锂电池的寿命,充放电寿命以万次计,其市场需求主要来自于轨道交通、固定运行的车辆。快充汽车电瓶充电器充电电池的特性比较如图4所示。

电动化推动汽车电瓶充电器充电电池与汽车产业变革
钴金属供应方向将转变 
钴金属是新能源车快速发展以来,随着汽车电瓶充电器充电电池需求成长而间接受惠的主要贵重金属原料。钴金属矿产40%~45%来自刚果,但钴的加工产业有一半以上在中国。
为了确保车企在整个上游关键供应原料的掌控性,近年来,中国的车企、汽车电瓶充电器充电电池芯等行业纷纷往上游布局。
综上所述,IT汽车电瓶充电器充电电池的用量与动力汽车电瓶充电器充电电池应用曲线呈现黄金交岔,2015年开始动力的应用需求已正式超越IT应用,并且在2017年开始快速拉开两者的差距,汽车电瓶充电器充电锂电池产业的主要产业关联已经转移至动力汽车电瓶充电器充电电池应用上来。
预计全球动力汽车电瓶充电器充电电池需求量将从2017年的20亿颗成长至2018年的25亿颗,年成长率为24%。


新结构扭转产业特性 
汽车的发展具有智能化与节能化的特点。除了电动化所带来的节能效益之外,车体产业也可能发生变革。
从目前乘用车辆的结构来看,传统车辆是三个厢体,前厢、后厢和中间的驾驶厢,配置动力系统与置物空间,同时兼顾驾驶者的安全性。
而新能源车的车体配置有很大的不同,为了顾及汽车电瓶充电器充电电池的安全性,电动车车辆会刻意强化底盘,底盘以上的结构设计将会产生变化,甚至空间配置也将与传统汽油车不同。这意味着,电动车的安全性将重点摆在底盘下方,而上方车体将会有很多的弹性变化。
目前,美国硅谷也出现许多车辆设计公司,包括3D打印公司,它们积极地寻求介入车体、车壳上半部的设计与生产。
传统汽车的导入或许仅是一个概念性质,但是随着车辆的电动化产生的设计变化,车体导入将更朝向轻质化、个性化以及快速化方向发展,此趋势将指日可待。传统汽车与新能源汽车架构对比如图5所示。

电动化推动汽车电瓶充电器充电电池与汽车产业变革
结  语 
新能源汽车的电动化,目前从上游材料到汽车电瓶充电器充电电池芯来看,随着大环境的投入将产生更多相关产业链的供应排挤效应,因此钴金属在2017年全年都走在一个高涨的行情;而汽车电瓶充电器充电电池材料往高镍系的三元发展,也同时对汽车电瓶充电器充电锂铁电池产生行业板块的排挤效应;而随着充电环境与能量密度逐渐发整成熟,高功率密度汽车电瓶充电器充电电池也将是未来另一个汽车电瓶充电器充电电池的亮点,其中包括锂离子电容等。
最后,新能源车对于终端应用的改变,不仅将促使车辆电动化,而且也将改变车体的设计观念——空间将变得更有弹性,也将有机会导入新的材料与车体打造供应链,从而创造出新的产业链。传统车辆发展的惯性,将从现在进入一个新的开始。