在由上海有色网信息科技股份有限公司(SMM)、山东爱思信息科技有限公司主办的2024SMM电池回收与循环产业年会-电池应用年会上,江苏新日电动车股份有限公司总工程师 雷宝荣分享了新国标对电动两轮车行业的政策影响,并对铅酸蓄电池市场作出展望。他表示,新国标促进铅酸电池安全智能化发展,新型铅酸蓄电池在实现对电池组温度、电压、电流、车辆经纬度、速度、异常情况信息等关键参数的动态安全监测将采用智能管理系统,同时具有北斗定位、通信上传平台等功能。且随着铅蓄电池行业本身技术水平的进步以及外部经济的发展和科技水平的提升,行业发展前景良好。铅酸蓄电池的需求未来将持续增长。同时,随着铅酸蓄电池技术水平的进步,铅酸蓄电池的应用范围将越来越广,新的行业需求也将不断涌现。
电动两轮车及所使用电池的概念范畴
目前的电动车包含电动自行车(非机动车)和电动轻便摩托车、电动摩托车、电动三轮车电动平衡车以及电动滑板车等。
电池是一种储能元件,按照用途分,目前主要有以下形式:
起动电池(用于汽车、坦克、船舶汽车等);动力电池(电动自行车、电动汽车等);储能电池(电站、调峰、通讯基站等);一次电池(干电池)。
电池概念及范畴:
目前我国电动车行业蓄电池采用的有;铅酸蓄电池、锂离子电池、钠电池、固态电池、燃料电池等。
电动二轮车、三轮车电池基本上采用的是铅酸蓄电池、锂离子电池两类、氢燃料、钠电池、固态电池正在验证中。
(1)铅酸蓄电池(胶体电池、铅碳电池、黑金电池等)
2018年GB17761-2018新标准实施前,占比很高,达90%以上。标准:GB/T 22199.1-2017《电动助理车用阀控式铅酸蓄电池》
(2)锂离子蓄电池
主要分为:锰酸锂电池、磷酸亚铁锂电池和三元锂电池等。其中三元锂电池又可以分为高镍体系的镍钴锰电池、镍钴铝电池以及无镍的磷酸锰铁锂电池等。2018年GB17761-2018新标准实施后,占比提高,达20%以上。标准:GBT36972-2018/GB43854-2024;
注:国家即将对电动自行车用锂离子蓄电池、充电器实施强制认证。
电动两轮车行业情况及国家政策背景
我国是电动二轮车生产和消费大国,2023年电动自行车社会保有量为4 ~4.2亿,新增加电动车5460万辆(新增电动自行车4400万辆,新增电动摩托车1060万辆),年出口800万辆左右(含电动平衡车)。2023年我国锂离子电池产量约324GWh,主要为电动汽车、储能用锂离子电池,其中汽车用锂离子动力电池154 GWh,电动自行车用锂离子电池产量约75 GWh。
电动二轮车电池作为动力类蓄电池,所用电池以铅酸蓄电池和锂离子蓄电池为主。由于国家积极推行电动自行车轻量化、锂电化,故锂电车占比逐年提高。目前,电动自行车所用电池,铅酸蓄电池占总数的85%,锂离子蓄电池占总数的15%。电动自行车锂离子电池,除了三元锂、磷酸铁锂外,锰酸锂电池占据很大比例。近期,钠电池开始显现。
电动二轮车使用面广,量大。给电池充电者多是普通老百姓,甚至是老人、小孩。同时,大多数还是在夜间无人值守状态下使用,由于充电技术、充电器质量、充电环境等因素,每年都会直接或间接的产生一些质量事故,甚至是严重伤人的恶性事故。
今年2月23日的南京电动二轮车火灾,就造成15人身亡、44人受伤。
新国标的修订背景
为什么要修订电动自行车国家标准?
我国是全球电动自行车生产和销售第一大国,电动自行车逐渐成为消费者日常短途出行的重要交通工具。原强制性国家标准《 电动自行车通用技术条件 》 GB17761-1999于1999 年发布实施,近些年来不少电动自行车产品逐渐变得越来越大、越来越重、越来越快,部分指标超出了原标准的规定,被政府、群众称为“超标车 ”。这些产品性能上逐步接近电动轻便摩托车,但安全性能较差,交通安全隐患大,造成了大量的人员伤亡事故。此外,由于部分电动自行车防火阻燃性能较差,近几年引发的火灾逐渐增多,多次造成重大的人员伤亡和财产损失事故。因此,于2018年5月15日发布了GB17761-2018《电动自行车安全技术规范》。
为进一步加强对电动自行车的管理,切实保护人民群众生命财产安全。2024.9.19日工信部发布了GB17761-2024标准修订征求意见稿,向全社会征求意见。
工业和信息化部、公安部、工商总局、质检总局(国家标准委)四部门始终坚持从经济社会发展大局出发,立足于引领我国电动自行车行业高质量发展, 以“三确保一坚持 ”为根本原则,即确保消费者的生命财产安全,确保所有道路交通参与方的共同利益最大化,确保广大消费者基本的出行需求,坚持电动自行车的非机动车属性,指导标准修订工作,启动了修订GB17761-2024《电动自行车安全技术规范》GB42295《电动自行车电气安全》 《修订 单1号》、GB42296《电动自行车用充电器技术规范》 《修订单1号GB43854《电动自行车用锂电池技术安全要求》,同时工信部在2024.4.28号发布了针对加强企业的相关管理文件《电动自行车行 业规范条件》 以及《电动自行车公告管理办法》等标准以及管理 文件, 目的就是加强企业制造管理能力和产品安全保障。
电动自行车行业规范条件/管理办法
电动车铅酸电池的应用现状
目前电动二、三轮车仍然以铅酸电池为主,锂电池、钠电池的渗透率逐渐提升
中国是全球最大的电动两轮车、三轮车市场生产基地、也是全球最大的消费市场,电动车经过近十几年的快速发展、已经作为普通老百姓出行的必备交通工具、随着我国的城乡建设的进一步加快、电动车出行成为我国交通工具的最重要的工具之一。加之中国的城乡道路交通的不平衡状况、电动车成为几亿普通人主要的中短途代步工具以及生产资料,随中国城镇化率的进程加快,老百姓的出行主要依靠电动车出行,电动车行业近几年一直在快速增长,相关产业也随着高速发展、使用电动车的消费者越来越多,截止2023年全国保有量约4.2亿辆,2023年产量达到5460万辆。
2023年电动车行业产量情况
铅酸蓄电池由于技术很成熟、价格低廉且安全性好广泛应用在电动两轮车、三轮车上。
2023年1-12月,全国电动自行车生产4400万辆,铅酸蓄电池配置占比约90% 。
2023年1-12月,全国电动摩托车生产1060万辆,铅酸蓄电池配置占比约95%
2023年1-12月,电动自行车、电动摩托车共完成5460万辆,铅酸蓄电池配置约占比92.5%。
新国标对电动车行业新的要求
电动自行车属于非机动车,主要行驶在非机动车道上,而目前我国不少地区非机动车道宽度有限、人车混行,如果电动自行车的速度、体积、重量和动力性能等大大超出自行车等其他非机动车,会大量占用非机动车道的空间,或者影响非机动车道的正常通行秩序,或者对汽车等机动车的正常通行造成干扰,存在交通安全隐患。因此,现行标准的修订工作始终本着确保所有道路交通参与方的共同利益最大化的原则,审慎研究和确定了每一项关键技术指标。
GB42295-2022对电动车产品安全性要求:
《电动自行车安全技术规范》GB17761-2024-修改方向
5个主要更改:更改了整车质量要求;更改了脚踏骑行功能的要求;更改了电动机功率限值试验方法;更改了材料阻燃试验要求和方法;更改了防篡改要求和方法;
3个主要增加:增加了塑料件占比要求和方法;增加北斗定位和动态安全监测要求;增加了企业质量保证能力、产品一致性的要求和方法。
2个主要删除:删除了电磁干扰;删除了电气强度。
新国标下对电动车电池的需求趋势
铅酸蓄电池、锂电池性能以及特性对比
铅酸电池一存量替换是目前电动两轮车市场最大的电池需求
国家对于铅酸电池行业的政策,一是在铅酸电池回收领域,鼓励企业规模化、标准化生产。二是铅酸电池应用新国标,标志着铅酸电池往“轻量高能”的技术方向发展。
政策的实施淘汰了行业内落后产能,促进行业集中度进一步提升。
铅酸电池价格便宜,回收率高(95%+),但生命周期短,2-3年需要替换一次。按天能股份招股和行业数据统计测算,目前铅酸电池需求约为100Gwh,其中换电需求约为80Gwh,锂电装机量约为5Gwh。
铅酸电池未来发展方向——提效降本、新技术开发或转型锂电
换电模式将为锂电带来新增量、换电模式将带来31.9GWh的锂电池需求
两轮车换电模式将带来锂电池增量需求。换电模式与充电模式相比,更具有灵活性,稳定性更强。电动两轮车是快递、即时配送等行业衍生出来的刚需。随着国内共享电单车行业的发展以及外卖配送行业日益突出的续航需求,换电模式将对锂电池有较大需求空间。
铅酸电池的优势和未来展望
铅酸电池的优势:
铅酸蓄电池是一类安全性高,电性能稳定,制造成本低,应用领域广泛,可低成本再生利用的“资源循环型”能源产品。其生产属深加工、劳动密集型方式。近几十年来,铅酸蓄电池的应用领域在不断地扩展,市场需求量也大幅度的升长,在二次电源中,铅酸蓄电池已占有85%以上的市场份额。随着人类对太阳能、风能、地热能、潮汐能等自然能的开发利用和电动汽车产业的发展,铅酸蓄电池作为不消耗地球资源的“绿色”产业,具有着广阔地发展空间。
据有关统计数据显示,近几年来蓄电池的全球年均增长率不足5%,而中国电池总量的年增长率却达到9.4%。尤其是铅酸电池发展较快,年增长速度超过16%以上。中国铅酸电池市场以汽车电池为主,约占总量的70%,由于新型高功率铅酸蓄电池的不断问世,质量水平的不断提高和低成本优势,加上近年来电动自行车和电动摩托车发展速度惊人,中国的产量以每年近翻番的速度增长。
应用领域:交通工具、电力系统、通信设备、工业设备、国防军工、后备电源。
铅酸电池技术的发展
中国蓄电池行业近十几年进入快速发展时期,经过技术改造和设备更新,很大程度上提升了行业的整体技术水平。多数产品的质量与国际同类产品基本处于同一水平,传统的蓄电池通过技术改进,已经采用了密封免维护及新型纳米胶体电解液、石墨烯等新技术发展。特别是我国自主创新的电动自行车蓄电池产品、在深循环动力电池制造技术方面超越了欧美、日韩等先进工业国家,处于领先水平。
近几年来我国的铅蓄电池新产品不断面世。新型管式电极的纳米胶体铅酸蓄电池已在储能、低速纯电动车上批量应用,使用寿命和可靠性大幅度提高;改良型的AGM铅蓄电池除在低速纯电动车上批量使用外,已在多款轻、微混的HEV上进行批量生产;许多规模以上的大型企业通过自主研发技术、采用先进设备制造技术已大规模生产卷绕式铅蓄电池及新型汽车用启停蓄电池,并在各类大型工程车上及多款国产或合资品牌的轻混HEV上得到应用、新型汽车用启停蓄电池达到世界先进水平、起动寿命已达到11万次,远高于普通AGM电池2万次的水平。
新国标促进铅酸电池安全智能化发展
新型铅酸蓄电池在实现对电池组温度、电压、电流、车辆经纬度、速度、异常情况信息等关键参数的动态安全监测将采用智能管理系统,同时具有北斗定位、通信上传平台等功能。
行业政策支持铅酸电动车发展
铅酸蓄电池以其安全性能高、性价比高、质量稳定可靠,以及可再生循环利用的独特性,成为国民经济中不可或缺的基础性产品。随着行业本身技术水平的进步以及外部经济的发展和科技水平的提升,行业发展前景良好。铅酸蓄电池应用范围广阔,主要应用于:通信、电力、自动控制、应急设备的备用电源电池,风能、太阳能等新能源的储能电池,汽车、摩托车、燃油机发动机的起动、照明,电动自行车、低速电动车和特种电动车的动力电池。已有百余年历史的铅酸蓄电池由于材料廉价、工艺简单、技术成熟、自放电低、免维护等特性,未来依旧将在电池市场中发挥重要作用。上述行业在未来将持续发展,带动铅酸蓄电池的需求持续增长。同时,随着铅酸蓄电池技术水平的进步,铅酸蓄电池的应用范围将越来越广,新的行业需求也将不断涌现。