在新能源汽车行业,充电难、充电时间长等技术性问题一直是电动汽车推广的拦路虎之一。在充电设施不能充分满足需求的情况下,这一切的核心问题在于电动汽车的充电技术不过关,不能满足快速充电的要求。能满足快速充电的动力汽车成为行业显性的需求。
然而,新的市场需求必然会引领新的技术革新和产品出现,各行各业,莫不如是。
“我们这次发布的第二代快速充电锂电池,可以把充电时间缩短到15分钟。”在2013第三届中国(深圳)公交都市发展论坛上,微宏动力系统有限公司技术中心主任郑卓群介绍,在目前新能源汽车普遍充电技术不能满足快充的情况下,行业需要做出改变。
先进的动力电池技术
据微宏动力(湖州)系统有限公司总经理仝志明介绍,微宏动力第一代快速充电电池产品在900多台公交客车上已累计运营有超过6,000万公里,而此次发布的第二代产品在仍保有快速充电能力、及超过万次长循环寿命等特性的同时,其能量密度及经济性较上一代产品又得到了显著提升,为公交运营纯电动客车提供了更佳的能源方案。
“多元复合锂电池单体电芯在6C倍率充放下的常温循环寿命仍超过10,000次,是国际最好的磷酸铁锂电池产品的两倍。成组后可满足4C的充电倍率,这意味着在电池组能够在15分钟内充满电。”郑卓群介绍,多元复合锂电池的重量能量密度也达到了120Wh/kg,超过了钛酸锂以及磷酸铁锂电池。多元复合锂电池在低温下(零下20摄氏度)的放电容量能够达到常温状态下的78%,具备良好的低温性能。
多元复合锂电池产品的推出,弥补了快充型钛酸锂电池能量密度不高与能量型磷酸铁锂、三元电池不能快充的缺点,为纯电动车产品真正达到公交运营的实际需求提供了革新性、更可行、更经济的解决方案。
“产品性能的改进源于基础原材料的研发。”仝志明告诉记者,多元复合锂电池采用微宏专利技术的多孔复合碳作为负极材料,最大的特点在于其比表面积革命性的达到传统石墨的20倍以上,增加的比表面积与孔隙也大幅增加了锂离子的迁移和嵌入通道数量,使得锂离子能够快速、稳定地嵌入与脱出。从而解决了长期阻碍高能量密度石墨负极锂电池产品快速充电的技术瓶颈,同时大大延长了电池寿命。
此项技术也使电池安全性较传统石墨负极锂电池有大幅提高,多元复合锂电池成组已经通过了国家客车质量监督检验中心的强制检验。检验测试中包括短路、过充、过放、重物撞击、跌落、挤压、针刺、高度模拟、加热等在内的9项安全测试,全面符合国家QC/T743-2006“电动汽车用锂离子蓄电池”安全标准。“十二五”是我国工业机器人产业发展的关键转折点,市场需求将呈现井喷式发展,到2015年,工业机器人的产业规模有望超过万亿元。未来机器人取代人工将是大势所趋,然而在工业机器人领域,国内在一些关键的核心技术领域仍依赖进口。
未来随着科技的进步,智能机器人必将发挥越来越大的作用。
事实上,富士康早在2011年就表示,未来将在组装生产线上累计部署100万台机器人来应对招工难的问题。
“在目前人口红利逐渐消失的背景下,招工是一个很大的问题,机器人能将工人从劳动力中解放出来。近两年机器人在我国的增长速度比前几年都大,相信在不就得将来会逐渐普及。”ABB集团展的负责人表示。
据悉,目前我国仅有5万台工业机器人在服役,与发达国家相比差距很大。2012年中国工业机器人销量为2.7万台,同比增长17%。“十二五”是我国工业机器人产业发展的关键转折点,市场需求也将呈现井喷式发展,工业机器人的需求量将以每年15%-20%的速度增长。据有关专家估计,到2015年,工业机器人的产业规模有望超过万亿元。
近两年,国家出台了扶持机器人产业发展的相关政策,多个省份都成立了机器人产业联盟。按当前的发展趋势,国际普遍预测,2014年中国将成为世界第一大工业机器人需求市场。
但值得注意的是,中国一直没有真正形成自主品牌并具备一定规模的工业机器人产业。与主要发达国家相比,中国机器人产业发展速度慢、核心技术薄弱、市场份额和附加值较低。记者采访获悉,目前外资品牌的工业机器人产品占了中国国内市场份额超过90%。沈阳一家工业机器人制造企业的研发人员陈先生说:“我国企业在减速器这一机器人关节部位的关键元器件普遍依赖于进口,这让我们整体上与国外先进水平至少还有一二十年的差距。”
目前有两种减速器被主要应用到机器人的生产中。一种是谐波减速器,另一种是RV减速器,而后者具有更高的刚度和回转精度。因此在关节型机器人中,一般将RV减速器放置在机座、大臂、肩部等重负载的位置;而将谐波减速器放置在小臂、腕部或手部;行星减速器一般用在直角坐标机器人上。
据了解,目前整个机器人产业链主要分为上游关键零部件、中游设备制造厂和下游行业应用三大块,国内企业目前主要集中为系统集成商,实现下游应用,即通过对国外采购的机器人,为下游客户进行相应的方案设计,实现利润。而产业链上游无核心零部件制造商支撑,关键零部件方面仍远远落后于外国企业,因此长期受制于人。
具体到工业机器人的核心部件,则包括机器人本体、减速器、伺服系统、控制系统四部分。其中,精密减速器一直是国际大品牌保持竞争优势的有力武器之一,大品牌可以从其战略合作伙伴优先拿到批量、质优、价低的减速器;因此减速器仅占据大品牌工业机器人单体成本约六分之一。虽然近几年国内工业机器人均价有下降趋势,但国产工业机器人减速器占其制造成本的比例依然接近三分之一,大幅高于国际品牌的占比。本土生产的工业机器人原材料成本构成中,减速机占据40%,伺服电机占据30%,控制器占据15%,其他占据15%。
陈先生介绍,减速器是制约国内工业机器人技术发展最重要的因素。对比进口与国产工业机器人制造成本的价差,减速器是制约降低国产工业机器人成本的第一因素。因此机器人核心零部件国产化迫在眉睫。一旦核心零部件全部实现国产化,内资品牌即可在定价上拉开差距。若减速器、伺服电机和控制器等关键零部件国产化,假设平均降低30%的成本,则机器人单机制造成本可至少降低20%。
广东省工业机器人推广应用产业联盟副理事长陈新度指出,虽然国内工业机器人行业潜力巨大,但面临国外强大的竞争对手,许多关键零部件还不能完全自主化,国内厂商必需练好“内功”,形成核心竞争力,才能在竞争中脱颖而出。
“十二五”国家863计划机器人技术主题专家组组长赵杰建议,国产机器人可以先在低端产品方面突破,以此推动规模化应用,积累经验后再向高端市场发力。