论文部分内容阅读
电动汽车自“八五”时期被列入国家科技攻关计划以来，获得了“九五”国家重大科技产业工程项目和“十五”“十一五”“十二五”连续3个“863”重大专项的支持，再经过北京奥运会、上海世博会、深圳大运会、“十城千辆”等示范工程的实施，中国电动汽车产业取得了宝贵的起步期、发展初期成功经验。电动汽车产业在技术攻关、示范推广和推广应用3阶段都得到了国家政策的大力扶持；消费者购买电动汽车，除享受中央、地方财政补贴外，还可获得车船税减免、购置税减免和用电价格优惠等诸多政策鼓励；有的城市还在限行、限购等方面为消费者大开方便之门。但是，由于受技术不够成熟、价格昂贵、配套设施建设不够、地方保护主义盛行等众多因素制约，诸多利好政策并未实现电动汽车的大规模推广。
电动汽车主要有插电式混合动力、纯电动、燃料电池3种；电能供给方式又有快充、慢充、换电（实质是慢充）之分。电动汽车主要在试点城市内进行推广。在推广过程中，各种技术路线和利益相关方的交织影响左右着政府、投资者的决策。要想稳步推进电动汽车产业的健康发展，必须兼顾各种技术路线和相关方的利益。至于哪种技术路线将胜出、谁该获得丰厚的利益应交由市场去评判。基于现阶段电动汽车推广的事实和判断，可以建立一种以纯电动为主、插电式混合动力和燃料电池为辅的主用慢充、辅以换电、少量快充方式下的“售租产权交易”为主、租赁为辅、适量销售的商业模式。
作为电动汽车（纯电动、插电式混合动力）3大核心零部件之一的电动汽车用锂离子蓄电池，其发展取决于电动汽车的发展。反过来电动汽车用锂离子蓄电池的发展对电动汽车的发展也起到了积极的促进作用。一个产业要取得快速、健康、高效的发展，保证发展方向正确至关重要；制定符合发展方向的标准体系可以极大促进产业的发展；找到与产业发展阶段相适用的商业模式对于实现目标非常关键。鉴于电动汽车用锂离子蓄电池发展艰难前行的现状，提出以下3点建议，希望有助于产业的发展。
一、找准产品定位，确保发展方向正确
从产品定位的角度看，电动汽车用锂离子蓄电池可分为能量型、功率型、高温型、低温型、长循环寿命型、低成本型、高一致性型等多种类型。不过要做到电动汽车用锂离子蓄电池的精准定位，还需与电动汽车的定位紧密联系起来。
1.电动汽车用锂离子蓄电池定位分类的标准问题
⑴能量型和功率型电池
目前能量型电池、功率型电池的判断标准是在满充满放容量基础上得出的结论。电动汽车在使用过程中，基于对充电时间、循环寿命、末端能量比重小、未到电能放完即充换电或换车等因素的考虑，实际的状况均是浅充浅放。对于同材料体系电池产品来说，不同产品的充放电曲线末端能量比重是有差异的，这种差异有时甚至大于产品本身在能量型和功率型规定的不同倍率放电下的差异。也就是说，在满充满放前提下是功率型电池（或能量型电池），而在浅充浅放下可能就是能量型电池（或功率型电池）或其他的可能。虽然电池的能量型和功率型分类很大程度上是定性而非定量，但电池的充放电深度对其特性及优劣的判断却有一定的影响。
⑵高温型和低温型电池
环境温度是影响电池性能发挥的一个重要因素。以何种标准来判断电池是高温型还是低温型或是常温型，直接影响电池定位的精准程度。在实际使用过程中，环境温度在不同的季节有不同的区间，且在区间中不同温度所占比例不同。而目前常规判断是以某温度界点作为试验条件，再根据其放電能量与标准条件下相比得出的结果。从某种意义上说，这种判断标准可以称之为达到某种要求下的耐受性试验。
如此看来，要实现温度层面的精准定位，必须从以下2个方面来入手：①通过耐受性试验找到产品达到基本要求下的极限温度界点；②计算不同地区、不同季节模拟环境条件下的放电能量与标准条件下相比的综合结果。
⑶长循环寿命型电池
电池的循环寿命是在按标准的要求进行充放电循环，直到放电容量达到额定容量的80%时的循环寿命数。在这里，不管循环寿命数内放电容量从额定容量下降到其80%过程中的变化趋势，如是前期平稳后期快速下降，还是接近于线性下降，或是前期快速下降后期平稳。如果额定容量和循环寿命数相同，明显第1种情形优于后两者，而第2种情形又好于第3种情形。可见，长循环寿命固然重要，循环过程中的放电容量变化趋势也很关键。
⑷低成本型电池
对于低成本型电池的理解可以有很多种，单体电池成本低、电池组成本低、电池组及管理系统成本低、电池组及管理系统全生命周期成本低4种最具代表性。电池组及管理系统全生命周期成本低观点认为只有从电池设计、制造、成组、配以合适的电池管理系统、使用过程的时间或里程及维护、梯次利用、回收及无害化处理全生命周期总成本低才是真正的低成本，它完美诠释了低成本型电池。而前3种观点对低成本的内涵都理解得不够全面。
⑸高一致性型电池
一致性有单体一致性和成组一致性、静态一致性和动态一致性之分。单体一致性水平不能代表成组一致性水平，电池组长期高一致性对电动汽车正常运行非常重要。单体电池的高一致性是电池组高一致性的基础，但由于成组后受到多种因素的影响，成组电池的一致性会有所变化。电池组在使用过程中，随着运行时间和次数的增加，其一致性会越来越低。可见，高一致性型电池至少要满足单体电池高一致性、成组电池高一致性、成组电池长期高一致性3个基本要求。
2.电动汽车用锂离子蓄电池定位实现的途径
⑴紧跟电动汽车发展潮流，与电动汽车公司建立战略合作伙伴关系
任何产品的定位都是建立在满足顾客的某种需求的基础之上，而电动汽车用锂离子蓄电池的定位则通过满足某种（类）电动汽车的需求来实现。要满足这种需求必须紧跟电动汽车的发展潮流，充分了解其对电池方方面面的具体要求，从而实现电动汽车用锂离子蓄电池的精准定位。要充分了解某种（类）电动汽车对电池方方面面的具体要求，与电动汽车公司建立战略合作伙伴关系是最佳选择。例如：某电动汽车公司为南方某市出租车公司设计制造300台单价20万元的纯电动出租车，要求使用寿命3年或30万km以上，一次充电续驶里程300km以上。电动汽车公司根据以往经验，给电池公司提出如下需求：300套磷酸亚铁锂电池组，单价12万元/套，电池组循环寿命1 000次以上，每组电池组储能48kWh，电池比照按QC/T 743-2006标准制造、验收。如果电池制造商和电动汽车制造商是战略合作伙伴关系，他们会共同对该出租车公司的实际需求进行深层次的了解分析，比如环境温度、动力性能等。事实上，该出租车公司所在城市最低温度在5℃左右，从未低于过0℃，大部分时间温度在15～35℃之间。说明该市出租车对电池的低温性能要求低，而QC/T 743-2006标准对电池的-20℃低温性能要求很高。这种低温性能严重过剩的要求，制约了电池常温性能充分发挥的优化设计思路，并提高了电池的成本。 ⑵引领电池材料研发方向，同电池材料供应商构筑利益共同体联盟
任何一款电池都是在某种材料体系下按照固定配方以特定工序制造出来的。要想实现电池的设计性能，必须保证电池材料符合预定的标准。而电池材料的研发方向，是建立在特定电池需求的基础之上，否则将无的放矢。电池制造商与电池材料供应商形成共同参与电池和电池材料的研发、以制造符合电动汽车需求的高性能和低成本电池为目标的利益共同体联盟是实现电动汽车用锂离子蓄电池产业快速、高效发展的有效途径。
二、科学合理取舍，保证标准能促进产业发展
对于处于发展初期的电动汽车用锂离子蓄电池产业来说，标准的引导作用非常重要。标准要求既要符合当前实际，又要有一定的先进性。如果只考虑技术指标的先进性，不考虑当前的实际情况，标准将变得曲高和寡。而如果只考虑当前的实际情况，忽视技术指标的先进性，则会毁了整个电动汽车用锂离子蓄电池产业。可见，对标准要求进行合理取舍，形成有利于产业发展的标准很有必要。
QC/T 743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》作为锂电行业的核心标准，在电动汽车示范推广过程中起到了积极的作用，但由于受当时锂电行业发展的局限，只对主流的3.6V标称电压锂离子蓄电池作了规定，未将随后得到大力发展的3.2V等其他标称电压锂离子蓄电池纳入标准，但实际应用过程中均比照按QC/T 743-2006标准对各种不同材料体系下形成的不同标称电压锂离子蓄电池进行要求。
QC/T 743-2006标准对电动汽车用锂离子蓄电池从单体蓄电池和蓄电池模块的要求、实验方法、检验规则等多方面进行了规定，其中一些规定不利于产业的发展，如-20℃放电容量、55℃放电容量、20℃倍率放电容量等要求。以-20℃放电容量为例，标准要求在规定的实验方法下，其容量应不低于额定值的70%。但在电动汽车用锂离子蓄电池应用过程中，这种规定并无多大实际意义。众所周知，中国幅员辽阔，气候条件多样。同样是冬天，南方温度不低于0℃的城市不少；而在北方，温度都在0℃以下，有的地方甚至接近-40℃。现有的标准显然不能同时满足这种需求，但实际上是否需要这种同时满足各种温度要求的电池都是一个问题。要满足超低温（高温）气候的需要，一种方法是从电池本身入手；另一种方法是从外部环境入手，比如增加保温设施或加温（降温）装置。至于使用哪种方法比较合理，主要应从实用性和经济性两方面予以考虑。
针对以上情况，可以对QC/T 743-2006标准进行修订，合理取舍标准要求。修订标准时，应充分考虑各种材料体系下的不同标称电压锂离子蓄电池发展现状及趋势。对于-20℃放电容量、55℃放电容量、20℃倍率放电容量等不合理规定，可改为不同温度和充放电深度下放电容量、倍率放电容量试验方法及特定温度区间、充放电深度的综合放电容量、倍率放电容量计算方法规定，并要求提供符合基本要求下的最低温度、最高温度、最大倍率充放电电流。具体来说，可建立主要包括耐震动性、简单模拟工况、电池安全、试验方法、检验规则及其他一些基本要求等在内的重电池安全、试验方法和检验规则而轻具体技术指标的标准。相关技术指标主要由电动汽车制造商根据不同电动汽车定位来对电动汽车锂离子蓄电池供应商提出，以满足不同电动汽车用户对锂离子蓄电池的差异化需求。
三、创新商业模式，力求能适用当前产业实际
目前非公共领域电动汽车的推广形势并不乐观，纯销售的电动汽车数量不多，租赁电动汽车的数量在特斯拉、比亚迪、众泰等车企的推动下有了较大提高，但总体数量有限。鉴于各种制约因素的存在，引入“售租产权交易”商业模式有助于消除制约因素的影响。售租产权交易是指资产的销售方售予购买方在规定的范围内使用包括所购档次资产在内的同类、不同档次資产的一种合约。它作为一种新型商业模式，既在很大程度上减轻了纯销售模式下消费者对产品或服务的品质的担忧，给予了消费者低成本使用包括所购档次产品或服务在内的同类、不同档次产品或服务的便利，又减少了纯租赁模式下的重资产压力和消费者的总使用成本。
售租产权交易商业模式既适用于电动汽车产业，又可用于电动汽车用锂离子蓄电池产业。基于电动汽车小规模推广的现状，电动汽车制造商对电动汽车用锂离子蓄电池的需求明显不足，对电池的品质明显不信任。要促进电动汽车的推广、消除电动汽车制造商的不信任影响、提升电动汽车用锂离子蓄电池的销售量，纯销售模式显然难以胜任；纯租赁模式投资巨大、消费成本增加，并非长久之计。
售租产权交易用于电动汽车用锂离子蓄电池产业可按如下办法实施：电动汽车用锂离子蓄电池供应商根据自身产品定位和品质将电池一定时间、行驶里程、地域等范围内的使用权出售给电动汽车制造商；在规定的时间、行驶里程、地域等范围内，电动汽车用锂离子蓄电池供应商必须采取相应措施免费确保电池满足约定品质的要求；在规定的时间、行驶里程、地域等范围外，电动汽车用锂离子蓄电池供应商可根据电池的品质状况，与电动汽车制造商或运营商商定是否签订继续使用合约或用于梯次利用。
电动汽车主要有插电式混合动力、纯电动、燃料电池3种；电能供给方式又有快充、慢充、换电（实质是慢充）之分。电动汽车主要在试点城市内进行推广。在推广过程中，各种技术路线和利益相关方的交织影响左右着政府、投资者的决策。要想稳步推进电动汽车产业的健康发展，必须兼顾各种技术路线和相关方的利益。至于哪种技术路线将胜出、谁该获得丰厚的利益应交由市场去评判。基于现阶段电动汽车推广的事实和判断，可以建立一种以纯电动为主、插电式混合动力和燃料电池为辅的主用慢充、辅以换电、少量快充方式下的“售租产权交易”为主、租赁为辅、适量销售的商业模式。
作为电动汽车（纯电动、插电式混合动力）3大核心零部件之一的电动汽车用锂离子蓄电池，其发展取决于电动汽车的发展。反过来电动汽车用锂离子蓄电池的发展对电动汽车的发展也起到了积极的促进作用。一个产业要取得快速、健康、高效的发展，保证发展方向正确至关重要；制定符合发展方向的标准体系可以极大促进产业的发展；找到与产业发展阶段相适用的商业模式对于实现目标非常关键。鉴于电动汽车用锂离子蓄电池发展艰难前行的现状，提出以下3点建议，希望有助于产业的发展。
一、找准产品定位，确保发展方向正确
从产品定位的角度看，电动汽车用锂离子蓄电池可分为能量型、功率型、高温型、低温型、长循环寿命型、低成本型、高一致性型等多种类型。不过要做到电动汽车用锂离子蓄电池的精准定位，还需与电动汽车的定位紧密联系起来。
1.电动汽车用锂离子蓄电池定位分类的标准问题
⑴能量型和功率型电池
目前能量型电池、功率型电池的判断标准是在满充满放容量基础上得出的结论。电动汽车在使用过程中，基于对充电时间、循环寿命、末端能量比重小、未到电能放完即充换电或换车等因素的考虑，实际的状况均是浅充浅放。对于同材料体系电池产品来说，不同产品的充放电曲线末端能量比重是有差异的，这种差异有时甚至大于产品本身在能量型和功率型规定的不同倍率放电下的差异。也就是说，在满充满放前提下是功率型电池（或能量型电池），而在浅充浅放下可能就是能量型电池（或功率型电池）或其他的可能。虽然电池的能量型和功率型分类很大程度上是定性而非定量，但电池的充放电深度对其特性及优劣的判断却有一定的影响。
⑵高温型和低温型电池
环境温度是影响电池性能发挥的一个重要因素。以何种标准来判断电池是高温型还是低温型或是常温型，直接影响电池定位的精准程度。在实际使用过程中，环境温度在不同的季节有不同的区间，且在区间中不同温度所占比例不同。而目前常规判断是以某温度界点作为试验条件，再根据其放電能量与标准条件下相比得出的结果。从某种意义上说，这种判断标准可以称之为达到某种要求下的耐受性试验。
如此看来，要实现温度层面的精准定位，必须从以下2个方面来入手：①通过耐受性试验找到产品达到基本要求下的极限温度界点；②计算不同地区、不同季节模拟环境条件下的放电能量与标准条件下相比的综合结果。
⑶长循环寿命型电池
电池的循环寿命是在按标准的要求进行充放电循环，直到放电容量达到额定容量的80%时的循环寿命数。在这里，不管循环寿命数内放电容量从额定容量下降到其80%过程中的变化趋势，如是前期平稳后期快速下降，还是接近于线性下降，或是前期快速下降后期平稳。如果额定容量和循环寿命数相同，明显第1种情形优于后两者，而第2种情形又好于第3种情形。可见，长循环寿命固然重要，循环过程中的放电容量变化趋势也很关键。
⑷低成本型电池
对于低成本型电池的理解可以有很多种，单体电池成本低、电池组成本低、电池组及管理系统成本低、电池组及管理系统全生命周期成本低4种最具代表性。电池组及管理系统全生命周期成本低观点认为只有从电池设计、制造、成组、配以合适的电池管理系统、使用过程的时间或里程及维护、梯次利用、回收及无害化处理全生命周期总成本低才是真正的低成本，它完美诠释了低成本型电池。而前3种观点对低成本的内涵都理解得不够全面。
⑸高一致性型电池
一致性有单体一致性和成组一致性、静态一致性和动态一致性之分。单体一致性水平不能代表成组一致性水平，电池组长期高一致性对电动汽车正常运行非常重要。单体电池的高一致性是电池组高一致性的基础，但由于成组后受到多种因素的影响，成组电池的一致性会有所变化。电池组在使用过程中，随着运行时间和次数的增加，其一致性会越来越低。可见，高一致性型电池至少要满足单体电池高一致性、成组电池高一致性、成组电池长期高一致性3个基本要求。
2.电动汽车用锂离子蓄电池定位实现的途径
⑴紧跟电动汽车发展潮流，与电动汽车公司建立战略合作伙伴关系
任何产品的定位都是建立在满足顾客的某种需求的基础之上，而电动汽车用锂离子蓄电池的定位则通过满足某种（类）电动汽车的需求来实现。要满足这种需求必须紧跟电动汽车的发展潮流，充分了解其对电池方方面面的具体要求，从而实现电动汽车用锂离子蓄电池的精准定位。要充分了解某种（类）电动汽车对电池方方面面的具体要求，与电动汽车公司建立战略合作伙伴关系是最佳选择。例如：某电动汽车公司为南方某市出租车公司设计制造300台单价20万元的纯电动出租车，要求使用寿命3年或30万km以上，一次充电续驶里程300km以上。电动汽车公司根据以往经验，给电池公司提出如下需求：300套磷酸亚铁锂电池组，单价12万元/套，电池组循环寿命1 000次以上，每组电池组储能48kWh，电池比照按QC/T 743-2006标准制造、验收。如果电池制造商和电动汽车制造商是战略合作伙伴关系，他们会共同对该出租车公司的实际需求进行深层次的了解分析，比如环境温度、动力性能等。事实上，该出租车公司所在城市最低温度在5℃左右，从未低于过0℃，大部分时间温度在15～35℃之间。说明该市出租车对电池的低温性能要求低，而QC/T 743-2006标准对电池的-20℃低温性能要求很高。这种低温性能严重过剩的要求，制约了电池常温性能充分发挥的优化设计思路，并提高了电池的成本。 ⑵引领电池材料研发方向，同电池材料供应商构筑利益共同体联盟
任何一款电池都是在某种材料体系下按照固定配方以特定工序制造出来的。要想实现电池的设计性能，必须保证电池材料符合预定的标准。而电池材料的研发方向，是建立在特定电池需求的基础之上，否则将无的放矢。电池制造商与电池材料供应商形成共同参与电池和电池材料的研发、以制造符合电动汽车需求的高性能和低成本电池为目标的利益共同体联盟是实现电动汽车用锂离子蓄电池产业快速、高效发展的有效途径。
二、科学合理取舍，保证标准能促进产业发展
对于处于发展初期的电动汽车用锂离子蓄电池产业来说，标准的引导作用非常重要。标准要求既要符合当前实际，又要有一定的先进性。如果只考虑技术指标的先进性，不考虑当前的实际情况，标准将变得曲高和寡。而如果只考虑当前的实际情况，忽视技术指标的先进性，则会毁了整个电动汽车用锂离子蓄电池产业。可见，对标准要求进行合理取舍，形成有利于产业发展的标准很有必要。
QC/T 743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》作为锂电行业的核心标准，在电动汽车示范推广过程中起到了积极的作用，但由于受当时锂电行业发展的局限，只对主流的3.6V标称电压锂离子蓄电池作了规定，未将随后得到大力发展的3.2V等其他标称电压锂离子蓄电池纳入标准，但实际应用过程中均比照按QC/T 743-2006标准对各种不同材料体系下形成的不同标称电压锂离子蓄电池进行要求。
QC/T 743-2006标准对电动汽车用锂离子蓄电池从单体蓄电池和蓄电池模块的要求、实验方法、检验规则等多方面进行了规定，其中一些规定不利于产业的发展，如-20℃放电容量、55℃放电容量、20℃倍率放电容量等要求。以-20℃放电容量为例，标准要求在规定的实验方法下，其容量应不低于额定值的70%。但在电动汽车用锂离子蓄电池应用过程中，这种规定并无多大实际意义。众所周知，中国幅员辽阔，气候条件多样。同样是冬天，南方温度不低于0℃的城市不少；而在北方，温度都在0℃以下，有的地方甚至接近-40℃。现有的标准显然不能同时满足这种需求，但实际上是否需要这种同时满足各种温度要求的电池都是一个问题。要满足超低温（高温）气候的需要，一种方法是从电池本身入手；另一种方法是从外部环境入手，比如增加保温设施或加温（降温）装置。至于使用哪种方法比较合理，主要应从实用性和经济性两方面予以考虑。
针对以上情况，可以对QC/T 743-2006标准进行修订，合理取舍标准要求。修订标准时，应充分考虑各种材料体系下的不同标称电压锂离子蓄电池发展现状及趋势。对于-20℃放电容量、55℃放电容量、20℃倍率放电容量等不合理规定，可改为不同温度和充放电深度下放电容量、倍率放电容量试验方法及特定温度区间、充放电深度的综合放电容量、倍率放电容量计算方法规定，并要求提供符合基本要求下的最低温度、最高温度、最大倍率充放电电流。具体来说，可建立主要包括耐震动性、简单模拟工况、电池安全、试验方法、检验规则及其他一些基本要求等在内的重电池安全、试验方法和检验规则而轻具体技术指标的标准。相关技术指标主要由电动汽车制造商根据不同电动汽车定位来对电动汽车锂离子蓄电池供应商提出，以满足不同电动汽车用户对锂离子蓄电池的差异化需求。
三、创新商业模式，力求能适用当前产业实际
目前非公共领域电动汽车的推广形势并不乐观，纯销售的电动汽车数量不多，租赁电动汽车的数量在特斯拉、比亚迪、众泰等车企的推动下有了较大提高，但总体数量有限。鉴于各种制约因素的存在，引入“售租产权交易”商业模式有助于消除制约因素的影响。售租产权交易是指资产的销售方售予购买方在规定的范围内使用包括所购档次资产在内的同类、不同档次資产的一种合约。它作为一种新型商业模式，既在很大程度上减轻了纯销售模式下消费者对产品或服务的品质的担忧，给予了消费者低成本使用包括所购档次产品或服务在内的同类、不同档次产品或服务的便利，又减少了纯租赁模式下的重资产压力和消费者的总使用成本。
售租产权交易商业模式既适用于电动汽车产业，又可用于电动汽车用锂离子蓄电池产业。基于电动汽车小规模推广的现状，电动汽车制造商对电动汽车用锂离子蓄电池的需求明显不足，对电池的品质明显不信任。要促进电动汽车的推广、消除电动汽车制造商的不信任影响、提升电动汽车用锂离子蓄电池的销售量，纯销售模式显然难以胜任；纯租赁模式投资巨大、消费成本增加，并非长久之计。
售租产权交易用于电动汽车用锂离子蓄电池产业可按如下办法实施：电动汽车用锂离子蓄电池供应商根据自身产品定位和品质将电池一定时间、行驶里程、地域等范围内的使用权出售给电动汽车制造商；在规定的时间、行驶里程、地域等范围内，电动汽车用锂离子蓄电池供应商必须采取相应措施免费确保电池满足约定品质的要求；在规定的时间、行驶里程、地域等范围外，电动汽车用锂离子蓄电池供应商可根据电池的品质状况，与电动汽车制造商或运营商商定是否签订继续使用合约或用于梯次利用。