废旧电池,新能源汽车背后的千亿市场
2020年,各大新能源车企都迎来了创新高的销量,同时带动电池厂商的市值猛增,宁德时代的市值一度要超过10000亿元。
本月,湖南邦普循环 科技 有限公司的一次燃爆事故,“炸”掉宁德时代200亿元市值。
作为宁德时代旗下重要的子公司,湖南邦普是目前中国最大的废旧电池循环基地,年回收处理废旧电池总量超过6000吨。
这也是一个千亿级的市场。
2014年,被业内定义为中国新能源 汽车 商业化元年,从那时开始,国内新能源 汽车 就呈 爆炸式增长 。
但在新能源 汽车 大幅增长的背后,却隐藏一个无比棘手的问题—— 如何消化大量退役的动力电池。
以2014年前后新能源 汽车 启动大规模推广应用推算,2020年前后正是这一批 汽车 动力电池淘汰的高峰期。
这个市场规模有多大呢?
相关机构预测,国内累计退役的动力电池规模, 在2020年就达到了24万吨,到2025年预计达到了78万吨。
在新能源 汽车 保有量较大的京津冀、长三角以及珠三角地区,2021年前累计退役量超过35GWh,未来5年这一数值将达280GWh。
如果按照动力电池97%的综合回收率,并且按照金属价格不变的条件来算, 预计2021-2025年,国内市场镍、钴、锰、锂等金属回收市场价值将超过400亿元,而整个全球市场将达到122亿美元(约合人民币788亿元)。 作为全球最大的新能源 汽车 市场,中国势必成为最大的动力电池回收市场。
在潜力无限的 蓝海市场 面前,各大电池界巨头都开始了积极布局。
例如 比亚迪 在全球设立了40余家动力电池回收网点,并与日本伊藤忠商事进行合作,建立合资企业,共同开发电动 汽车 电池回收国际市场。
而另一家动力电池巨头 宁德时代 早在2015年就收购了邦普循环,通过回收废旧电池中的金属元素来生产三元正极前驱体。近日又成立了全资子公司宁德蕉城,其经营业务也包括了电池回收系统。
除此以外,还有近5000家企业和小作坊从事与电池回收相关的工作。
2018年,工信部公布了第一批符合《新能源 汽车 废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单,仅有5家企业入围,这其中包括宁德时代投资的湖南邦普。
而到了2020年,这份回收“ 白名单 ”的企业数也仅增加了22家。
在巨大的市场潜力下 ,数量稀少的白名单企业,与上千家相关业务的公司形成了强烈对比,这两者也构成了当下国内动力电池回收市场。
在大量废旧电池流入市场的背景下,大部分电池都流入了非正规渠道,经正规渠道回收的仅占30%左右,而非正规渠道已经形成一个相对成熟的产业链——先是由分散的商家从4S等渠道回收,继而转卖给有回收技术的小作坊赚取差价。
正所谓“巧妇难为无米之炊”,与以往废铅蓄电池回收和废家电回收业务相同,正规动力电池回收企业同样陷入了“回收困难”的困境。
算上高额的税收以及日益增长的废弃物处理成本,正规动力电池回收企业回收一吨磷酸铁锂电池的成本为8500元,而一吨磷酸铁锂废电池中提取出来的材料价值也不过8000元左右, 基本上就是亏钱的买卖。
而小作坊们为了节省成本,大多采用原始手工拆解电池,再根据电池的情况将电池加工成新电池,再转卖给整车厂,这其中不可避免会产生回收利用率低、污染等问题。尽管存在爆炸的风险,但是面对利润,很多人还是选择铤而走险。
如今,锂电池回收成本过高已经成为拖累行业的重要原因之一。此外, 政府缺乏有效的监管、市场缺乏统一标准、商业模式落后 等,都导致国内动力电池回收市场乱象丛生。
早期动力电池厂家标准不一、型号繁杂,并且由于新能源 汽车 销量有限,导致可回收的废旧动力电池非常有限,让企业难以形成规模化效应。
相比国外成熟的回收机制,国内电池回收工作还没形成产业化的供应链,最终的结局就是导致回收成本过高,这也给了“ 黑作坊 ”可乘之机。
而钴、镍、锂等战略资源本身回收工艺就十分复杂,很难复制传统废物(废塑料、废纸、废金属)的回收模式。
资本都是逐利的,在缺乏行之有效的盈利模式面前,回收企业的热情很难被调动起来。
最后, 汽车 动力电池原材料回收行业仍属于高污染行业,很多大城市已经不再审批这类高污染项目,这对于回收处理企业的进入是个不小的障碍。
但利好消息是,目前主要退役的电池为磷酸铁锂电池,这种电池锂金属含量少,回收效益偏低。于是,很多企业开始尝试对磷酸铁锂电池进行梯次利用,这比起直接拆解回收利润更大。
而随着后来崛起的 三元锂电池 开始退役,这种电池所含的镍钴锰价格比较高,原材料有较高的价值,更适合 直接拆解回收。
当两种电池报废量逐年提高,经济利益也会凸显出来。
随着各家巨头在供应链上开始专注于电池回收,纷纷成立了相关业务,从源头上保证了废旧电池的回收利用。
而类似格林美、湖南邦普等传统电池回收企业也在技术上实现突破,提高了金属回收率,降低了回收成本。
在 千亿级别 的市场面前,动力电池回收不仅是一个关乎环境保护的话题,它也将是一个能创造更多盈利的机遇,将成为众多公司的 必争领域。
但如果没有汽企、电池企业、回收企业以及政府的共同协作, 盲目进入 这个市场显然不是明智的选择。
不知道你的具体问题是什么,是新能源车行驶中能量回收还是对新能源车的整体回收。现就新能源车行驶中能量回收做简要阐述。
新能源汽车能量回收指的是利用车辆各部位或车辆整体的惯性,包括行驶中的惯性、发动机飞轮等在运行中的部件所具有的能量,通过一定的方式将这些能量进行回收储存,在后续运转中进行利用。
一般根据能量回收机制分为液压储能、启停系统、飞轮储能和制动能量回收4种。其中制动能量回收是最常见的,它主要是回收车辆在制动或惯性中释放出的多余能量并通过发电机将其转化为电能,再转存至蓄电池中用于汽车的动力行驶。
电动汽车制动能量回收是提高能源利用效率的关键,只要汽车有电机和电池,就可以实现制动能量回收。制动能量回收技术涉及整车电控、动力电池、驱动电机等多个零部件,是需要协调控制的系统技术。
整车能耗指标等调控策略不同,制动量也不一样。最佳回收能量状态是它同时对再生制动力和机械制动力进行精准把控的结果,能够实现智能化的控制。当车辆制动强度没有路面附着系数大时,车辆又不抱死下状态下应尽可能利用前轮制动力;当附着系数很大时,再生制动力达到最大值,此时只能用再生制动力制动。
简单来说,新能源汽车能量回收功能是一套精准、智能的操作系统,在合适的状态下各个部件互相配合,用合适的能量回收方案就能发挥出它的最佳效率,尤其是制动能量回收要整合电机、电池等关键要素才能实现最高效率。
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一、锂电MES生产管控
MES系统从锂电上游厂家来料管理将接入数字化管理,实现如电芯、线束、扁管、箱体、BMS监控板的批次化管理。
MES系统在生产过程中,首先对单体电芯进行如电压、电阻、分容等项目进行严格的在线测试,实现MES系统与电芯检测设备联机,实时记录与反馈检测情况。
电芯成组过程中会将多颗单体电芯串联合并成为一个模组,此时,MES系统根据装配工艺要求,将所有单体电芯的编码关联到一个模组上,形成编码对应关联,随之MES系统自动生成并打印模组条码,将条码赋予模组上。
模组装配过程,MES系统将对该模组使用的物料进行防错、绑定、工艺控制等,该模组上所使用的线束、极片等关键物料编码与模组码绑定。模组装配完成后MES系统对模组进行压差、温度、湿度等项目在线测试。
PACK总装中MES系统把多个模组合并单一个箱体中,同样会对模组码、BMS监控板等关键物料码实时记录,同时在装配过程中还会严格监控螺丝扭力。
PACK装配完成后会通过各种测试来检验PACK整个锂电池包的质量,如绝缘耐压测试、电性能测试、气密测试、EOL测试等,MES系统与当前这些检测设备联机,实时控制与读取检测状态及检测数据。
所有装配与检验测试完成后MES系统生成PACK条码并自动触发条码打印机打印条码,此时一个完整的锂电池成品制造完成并正式下线。
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二、总结
综述所述,我们可以看出MES系统在整个锂电生产过程中的重要地位与MES系统对锂电生产过程的渗透能力。MES系统结合TS16949标准,在锂电生产中强调的是生产精细化管理与数字化控制,在生产过程中以可视化方式呈现出各项关键数据,MES系统将实现锂电池从物料批次、过程工艺、质量控制,销售发货、市场应用等多个维度进行数字化管理,提高生产效率、提高产品质量、实现全程可追溯。以上我们只是象征性地介绍了一下MES系统,在锂电池后段PACK生产过程中的核心管理业务。
合肥迈斯软件专注于制造业的IT信息化建设,MOM系统、MES系统、WMS系统、质量管理系统、电子看板、车间物流系统、工时管理系统、生产调度系统等。
这些年我们国家的新能源动力电池发展迅速,电动 汽车 一定是未来的主流,现在有些知名 汽车 厂商都已宣布停止生产燃油车了,以后只生产电动 汽车 ,电池是电动 汽车 的核心部件。
随着电动车越来越多,第一批新能源动力电池进入淘汰报废期,电池回收的市场空间在未来是非常大,根据工信部公开的数据显示,截至2021年底,我国有173家有关企业已在全国设立了一万多个动力电池回收服务网点。
随着我国加强对动力电池全生命周期的溯源管理,再加上回收体系不断健全规范,电池资源循环高效利用水平将不断提升,这有助于释放更多动力电池的产能,改善供给,推动电池回收行业更 健康 发展。
新能源汽车是怎么样实现动能回收
随着排放政策的收紧,电动车逐渐成为很多车主的首选。
但很多车主起步后发现,纯电动车在主 被动安全配置 和辅助操控配置上比燃油车更丰富,比如驾驶模式(ECO、NORMAL、SPORT…)、回收模式(强回收、弱回收…),甚至踏板操作模式(单踏板、双踏板)。长期开燃油车的朋友应该如何选择和操作?
买车之前问过太哥什么是单踏板控制,所以今天就给大家简单介绍一下纯电动车的单踏板控制。
电动车备有动能回收
我们学开车的时候都知道,传统燃油车在减速刹车的时候,车辆运动的动能通过刹车变成热能,释放成空气体。在新能源汽车和普通 混合动力 汽车上,这种因制动而浪费的动能,可以通过制动能量回收技术转化为电能,重新储存在动力电池中。
简单来说,由于电机的特性,正转可以带动车辆前进,反转可以成为发电机的储能。燃油车刹车浪费的动能可以由动能回收系统的电机反向产生,部分能量可以重新转化为电能储存在电池中。
平时驾驶新能源汽车,松开油门踏板或轻踩刹车踏板时,明显的拖地感就是动能回收系统在工作。一般认为,在车辆非紧急制动的普通制动情况下,动能回收系统可以回收约五分之一的容量。与传统动力汽车相比,新能源汽车搭载大容量电池组,使得回收的能量有去处,这也是大多数新能源汽车都配备动能回收系统的原因。
单踏板操作是一种将动能回收系统发挥到极致的驾驶状态。
传统燃油车通过制动热能,机械制动浪费化石燃料产生的动能。新能源汽车和混合动力汽车通过动能回收,充分回收这种浪费的能量。通过对图中JAC车型动能回收系统的优化升级,并联能量回收情况下,NEDC工况续航里程贡献率为10%,而单踏板操作情况下,NEDC工况续航里程贡献率达到15-20%,对新能源汽车续航里程的提升有非常明显的作用。
线下,太哥也采访了很多网约车司机。他们保证日常行驶时间的主要方式是从传统燃油车切换到驾驶 新能源车 使用强劲的动能回收,这样至少可以减少像驾驶燃油车时那样频繁刹车,从而影响动能回收,浪费电能。
单踏板虽好,误踩油门的概率变得更高
对于习惯开电动车的先生们来说,新能源喜欢的单踏板模式真的非常好用。只要右脚控制油门,汽车就可以加减速。相比燃油车,右脚需要反复来回移动。强劲的动能回收逻辑也能有效降低刹车磨损带来的维修成本。
但是在泰格看来,单踏板逻辑很好,但是对于车主在紧急情况下规避风险有非常大的安全隐患。
原因很简单。在自动驾驶完全实现之前,单踏板逻辑意味着车主的误操作率一直居高不下。作为汽车控制软件翻译驾驶员意图的主要输入之一,制动器和油门一样,不是一个简单的只有“开”和“关”状态的“传感器”,而是一个巨大的3D或nd查找表。
松开油门可以理解为驾驶员想要减速,但汽车无法理解你需要多大的减速度,是紧急刹车还是轻轻减速,仅凭“开”和“关”这一维变量。如果你想紧急刹车,但是不小心松开了油门,车速慢,理解为只是中度刹车。你如何补救这种情况?要不要再踩油门?但是,一方面,这只是辅助刹车,很多时候驾驶员还是需要踩刹车的。
但是有车主问过,很多厂家一直在推单踏板模式。是不是更省力更好?
很简单,单踏板制动功能的最终目的不是“制动”,而是提高汽车的能量消耗效率,避免不必要的能量损失在刹车片产生的摩擦热上。所以大部分厂商对单踏板制动功能的定位是在驾驶员松开油门但不踩刹车的情况下,为驾驶员提供一致的电机制动体验。
很多时候,这种一致性的逻辑非常简单,它在不同的工况下提供了相对稳定的制动力,甚至与松开油门的速度无关。
从人体的角度来说,当你遇到危险的时候,你会紧张,会发力。举个简单的例子,我们一紧张就会起鸡皮疙瘩。发呆的肢体是肌肉紧张后的收紧动作。也就是说,当我们遇到危险的时候,很容易去做这个动作,而不是去松动这个反逻辑。
人一紧张就容易“僵直”。
试试另一个场景。高速巡航接近收费站时,如果没有动能回收,最节能的驾驶方式就是让车尽量滑行,利用所有动能克服风阻和 轮胎 滚动阻力。如果使用的是强动能回收模式,那就意味着你要一直按住“油门”直到距离收费站不到100米,然后你才可以松开“油门”回收动能,此时收集到的电可以让汽车匀速行驶几十米。
此外,在单踏板模式下,车辆的行驶品质会大打折扣,因为如果要保持匀速减速状态,就必须精确控制“油门”力度,否则车子会每顿开。这样一来,就变成了一种“大脚油门到大脚刹车”的驾驶状态,无论从舒适性还是效率上来说都不智能。
所以普通车主仅凭这单踏板操作,基本不可能覆盖所有的驾驶环境和工况。
单踏板这么开,车里面没人会晕车想吐
新能源车车主第一次开始回收动能的时候,大多都是沮丧到整车想吐。他们能做些什么来演奏“单踏板”?首先,加速时尽量匀速踩,不要猛踩;减速时,尽可能均匀地抬起踏板,而不是猛踩。
单踏板模式并不意味着刹车踏板完全不能用。紧急情况下,还是需要使用制动踏板进行紧急制动。尤其是高速行驶时,紧急情况下的制动仍然需要通过制动来控制。
单踏板模式的逻辑性非常好。它使驾驶变得更容易,但用户要立即改变驾驶习惯并不容易。包括市面上很多新能源车,都是怠速和单踏板结合的模式,这种模式更像是一种妥协,一种对驾驶习惯的妥协。
对于大多数老司机来说,刹车踏板、油门踏板和手动变速杆的关系就像长在身体里一样,很难改变。考虑到汽车市场的分散性,很难有哪个企业跳出来推动这种习惯的改变。所以保守来说,大部分新能源车都会模拟内燃机车的驾驶体验,同时保持怠速。
随着越来越多智能辅助功能的实现,我们的驾驶一定会变得更加简单和智能。从早期汽车的三踏板到两踏板,谁能确定单踏板模式不会成为未来的“标配”?
新能源汽车是什么?
新能源汽车是指除汽油和柴油发动机以外的所有其他能源汽车。
汽车的分类:
新能源汽车分为纯电动汽车、 增程式电动 汽车、 插电式混合动力 汽车和 非插电式混合动力 汽车。纯电动汽车和增程式电动汽车属于电动汽车范畴(装有一种或一种以上动力源,由电动机驱动的车辆,包括增程式电动汽车)。),而插电式混合动力汽车和非插电式混合动力汽车则是混合动力汽车(同时配备两种或两种以上动力源的汽车,由发动机和电力驱动的汽车)。)是分类之一。
技术特征:
能量转换效率高。燃料电池的能量转换效率可高达60 ~ 80%,是内燃机的2 ~ 3倍。零排放,无环境污染。电池的燃料是氢和氧,产品是净水。氢气的燃料来源广泛,可以从可再生能源中获得,不依赖于石油燃料。
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