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電池也有創新空間? 合谷新能源拋棄成本思維、擁抱效能

過去長時間以來,礙於產品為中心的製造思維,電池組通常受限於產品空間、最小化需求,多僅針對既定產品打造既定規格,被視為3C類產品的零組件之一,因而時常為符合空間、尺寸等而犧牲電池功能性。然而,這種以載具為中心的電池設計原則,將於接下來的電動車、新能源世代徹底翻轉。

根據國際能源署資料統計,直至2030年,全球共計將有1.45億輛電動車掛牌上路,這將遠比2020年的1,000萬輛成長將近14倍之多,而電動車的普及及演進,也加速了電池及能源需求的轉型,根據Adamas Intelligence數據顯示,2021上半年,全球所有新售乘用車總電池容量部署量為108 GWh,相比2020年上半年的全球部署量高出157%,由此可見,電池容量持續在短時間內有大量的進展,以降低車主的里程焦慮。

累計至2021年初,車用電池製造商由6間亞洲企業獨佔鰲頭,分別是比亞迪、寧德時代(CATL)、樂金能源解決方案(LG Energy Solution)、Panasonic、三星SDI及SK Innovation,共佔全球乘用電動車電池供應量的87%。


圖片:合谷新能源創始團隊成員。合谷新能源提供

未來車電池三重點:安全、一致性、水平垂直整合

在上述6間電池廠如此強勢席捲電動車能源系統的同時,台廠在未來電動車、新能源方面的電池優勢在哪裡?

合谷新能源(AGE)共同創辦人暨市場策劃經理萬啟后指出,電池由「無保固」晉升「可保固」是3C用電池轉作電動車電池的一大里程碑,過去電池屬消耗品,電容量下降即可汰舊換新,然而未來電動車電池除了成本高之外,亦攸關其動力系統的穩定度、行車安全性,因此如何透過電池管理系統(BMS)來追蹤電池效能,便成顯學。

萬啟后表示,在電動車動力系統「三電」之中,台灣於前兩者皆備領先者地位及優勢,唯獨電池,台廠除了於上游正負極材料、電解液具有一席之地之外,在沒有原物料的前提下,難以與大國競爭。萬啟后認為,即便台灣在材料這塊較為辛苦,未來仍可以零件設計、電池及及電源管理切入市場。

在產業發展初期,電池成本的困境必然存在,然而電動車一旦穩定往下一個階段邁進,動力系統的整合就會變得愈加重要,屆時便可跳脫原物料成本競爭,開啟所謂「效能戰」,台灣電池產業的重要性方可提升。而台廠若想於「效能戰」搶得先機,產業勢必也得拋棄cost-down製造代工思維。萬啟后提到,未來電動車電池發展將會有三大重點:首先為安全,其次為一致性,其三為平行及垂直的系統整合。

其中,安全性無庸置疑,而平行及垂直系統整合則重在多顆電池之間的通訊交流,另外所謂「一致性」,即是設法使加裝於電動車、新能源設備的電池狀況統一,可平均散熱。萬啟后指出,電池在高熱環境中容易死亡,如目前日、韓電池若長期於50度以上高溫中使用,便容易加速老化,在這樣的情況下,電池系統的散熱機制,以及如何控制多枚電池芯的使用維持頻率統一,則是BMS相當重要的課題。

萬啟后提到,當電池成為通貨,人們不再將「一顆電池」作為零件交易,而是根據電池裡頭存有多少電能來進行訂價,能源便可以量化方式銷售,而良好的BMS則成其重要配套措施,告知受電者及購電者該電池還存有多少%的電容量,這也是合谷新能源所展望的未來商機。

電池二次利用市場尚未興起 合谷先切儲能應用

萬啟后指出,汽車市場一旦進入電的時代,電池極有可能像汽油一般成為通貨產品,當電能運用開始具備標準規範,電池便不再只是單純的硬體,它更像是電能的載具,不可能用完即丟,二次利用的市場才有可能開始蓬勃。過去10年,Gogoro Network已印證機車換電站跨載具、跨品牌共用的可能性,未來汽車、新能源載具、儲能系統的電池是否也能走向「共享」及「二次利用」模式,亦將指日可待。

根據預估,直至2030年,全球將會有超過1,200萬噸鋰電池退役,這些電池包含大量鋰、鎳、鈷等原料,若無適當處理,則對環境將會造成極大負擔。為此,2020年底,歐盟全面修改電池法規,宣布鋰電池回收率目標達70%,而鈷、銅、鉛和鎳回收率要達95%,同時規範2030年後新電池終須包含最低回收含量,以確保舊電池回收率。

萬啟后表示,當未來電池回收率及再利用率增加後,BMS的優勢便更容易顯現。以合谷新能源的產品為例,透過BMS通訊模組及其演算法,可即時追蹤單顆電池即時用電狀況、剩餘電容量等,在完整掌握電池資訊的情況下,可依據使用狀況,增加該電池的再利用率,如從耗電量較高、使用頻次最大的載瓦斯機車退役之電池,後續可供普通輕型機車使用,第三次轉移可作為智慧燈桿備援電池系統,最終回歸儲能市場,以此便可把電能的藍圖串接起來。

合谷新能源切入儲能市場的目的在於將電池生態系串接起來,以達到真正循環經濟的目的。合谷新能源提供

看準分散式儲能商機 進軍美國市場

為抓準時機搶進二次利用及循環電能市場,合谷新能源目前布局三條產品線,以建立自己的電池生態系統,分別為儲能系統、通訊電池組、機車電池組。

之所以開始切入儲能市場,主要原因在於電池若要在二次運用市場順利介接,則須將所有的使用足跡串接起來,也就是該顆電池如何在不同電容量的情況下符合二輪電動車用電、智慧城市燈桿用電、儲能用電的需求?

萬啟后回應,目前絕大部分的電池製造者及使用者不會考慮二次使用效益,一般得等到快要壞掉時才開始思考,後續轉移需付出的成本、回收再利用是否有足夠利潤也是二次市場發展的阻礙。合谷新能源切入儲能市場的目的,在於打造電池生態系,以達到真正循環經濟的目的。目前,合谷新能源的分散式儲能系統已導入英濟公司位於美國、南亞、墨西哥、中國大陸及台灣廠房,同時,亦透過英濟於海外的資源,成功鏈結海外訂單,包括美國房地產公司、英濟在地客戶等。

其中,美國房地產的需求多以既有設備外加裝儲能系統為主,屬後裝市場居多,萬啟后表示,這也是合谷新能源能與其他儲能大廠競爭的差異化優勢之一,台灣多數儲能業者皆以聚焦大型集中式儲能案場為主,針對缺地的中小型廠房、大樓、社區的後裝需求,則不一定能提供高彈性、高客製的服務。

此外,在通訊電池組的部分,萬啟后提到,2020~2021年美國市場因貿易戰因素,多半避開中國製產品,因此當地廠商欲找具備品質與相對價格優勢的廠商,台灣企業則有相對優勢,因此在通訊電池組的部分,合谷新能源亦與英濟合作,後者提供機構、模具設計及產能,前者則專注電池通訊強項,以ODM的方式進軍美國市場。

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