动力电池pack技术发展现状及趋势分析

随着生产的分工趋势越来越明显，带动电池行业的深度发展与分化。在这样的背景下，动力锂电池PACK行业逐渐起步并取得高速发展。

据有关权威统计，2011年，作为动力锂电池PACK行业的早期发展阶段，全球动力锂电池PACK行业的市场规模并不高，仅在39．8亿美元左右，行业内最主用的生产商大多集中于日本、韩国等在电池行业深耕多年的国家和地区。同时还有一小部分集中在我国大陆和台湾地区。

到2017年，全球动力锂电池PACK行业市场规模已经快速上升至386亿美元，2011－2017年的年均复合上升率高达46％。

全球动力锂电池PACK行业竞争格局

分区域看，全球动力锂电池PACK市场重要有日本、韩国以及我国所垄断，其动力锂电池产量占据全球95％以上。

从公司情况来看，2017年，日本4家大型动力锂电池PACK生产商占据全球的比重达到56％；韩国也是4家动力锂电池PACK生产公司占据全球市场的18％；我国动力锂电池PACK行业公司较多，但大多数市场份额并不高，公司总体市场份额占比为23％，其中比亚迪占据全球市场份额的13％，占据我国市场的56％左右。

重要国家／地区动力锂电池PACK行业发展分析

1、日本动力锂电池PACK行业发展分析

日本、韩国以及我国是世界三大电池生产国，而日本是三者中在技术以及产量上都绝对领先的国家。在产业政策上，日本已制订至2030年发展规划，系统地安排研发课题，以维持长期的领先地位。松下、NEC、索尼等著名公司都建有大规模锂离子电池生产线。

据统计，2011年，日本动力锂电池PACK行业市场规模为22亿元，2011－2013年行业发展速度较慢。2017年行业市场规模达到2016亿美元，占全球动力锂电池PACK的比重在56％左右。

2、韩国动力锂电池PACK行业发展分析

韩国动力锂电池行业在技术上与日本基本保持一致，处于世界领先水平。在产量上也处于世界前三的位置，尤其是韩国LG化学供应的锂离子电池已驱动超过30万辆电动汽车上路，三星SDI也已成为全球重要的动力锂电池供应商，供应电池给宝马、菲亚特、法拉利等。

2011年，韩国动力锂电池PACK行业市场规模为6亿元，2017年行业市场规模上升至69亿美元，占全球动力锂电池PACK的比重在18％左右。

3、台湾动力锂电池PACK行业发展分析

20世纪前十年，台湾地区的动力锂电池行业发展的较为繁荣，地区内的台湾新普科技股份有限公司、台湾顺达科技股份有限公司以及台湾加百裕工业股份有限公司，其中，前两家公司在2017年全球动力锂电池PACK行业中占据约2％左右的市场份额。据统计，2011年，台湾地区动力锂电池PACK行业市场规模为2．4亿美元，到2017年上升至6．8亿美元。其中，2016年相比上年有所下降，重要与台湾地区动力锂电池PACK生产商仍然沿用以往的经营模式，即专业的动力锂电池PACK生产与上下游之间的产业链条并未建立。

发展Pack技术要做出的改善

1、系统集成效率的大幅度提升

按照电芯能量密度300Wh/kg和Pack能量密度260Wh/kg的目标来计算，Pack系统的集成效率要做到85%，而当前乘用车Pack的集成效率普遍在65%左右，这意味着集成效率要大幅度提升，才能达成目标。

要提高Pack的集成效率，有两个可行的途径，一是优化Pack内部的结构设计，大幅度减少Pack内部的组件数量，将更多的组件和功能集成在模组和箱体上，从而减轻重量；另一个是采用轻量化的材料，如采用铝型材或复合材料代替高强度钢，采用塑胶件代替金属件等，也可以减轻重量。

2、广泛的温度适应性

冬天可以在零下20℃，甚至零下30℃的低温下工作，夏天可以经受50℃的地面高温而不趴窝，同时还要承受3~4C的快充，这是电动汽车大范围推广的必要条件。要满足这一要求，高换热系数和快速热交换的液冷/液热系统将成为Pack的标配。

液冷/液热系统的设计目标是在-30~50℃环境温度和4C快充工况下，将电池单体的工作温度控制在15~45℃、电池单体间的温差控制在5℃以内。

综合运用仿真分析和测试验证等手段，达到液冷/液热系统的最优化设计，才能做到-30~50℃的使用温度范围，以及大倍率和长寿命使用。

液冷/液热系统的设计，必须与整车的冷却循环系统相互匹配，必须与Pack的结构设计高度集成，必须达到极高的热交换效率。

3、3~4C的快充将成为标配

想象一下，我们开着电动汽车出门，在充电站要花费1个小时的时间进行充电，假如碰上充电排队，可能要花费2个小时，甚至更长的时间，没有比这更糟糕的体验了。家用慢充和充电站快充相结合，是电动汽车普及的关键因素之一，关于出租、公交、物流等领域的营运车辆来说，快充的重要性甚至要大于续航里程，因为充电的时间是无法载客或载货的，充电时间越长，意味着运营效率越低，损失越大。

比较合理的快充要求，是在15分钟内，充满80%左右的电量，这要求Pack达到3C以上的充电能力，在电芯的设计、电连接设计、热设计、安全设计、以及BMS的能量管理方面，都要做出非常大的技术突破。

4、与车同寿命的Pack产品

因为电池包的成本很高，假如做不到与车同寿命，车辆的维护成本将非常高昂，用户显然不会愿意为这额外的成本买单。

以乘用车为例，假如是个人用户购买，通常要达到8年/12万公里的寿命要求，假如用于营运，寿命可能要达到5年/40万公里。

要达到如此严格的寿命要求，除了电芯的循环寿命和日历寿命要达到目标，还要电子、电气、机械组件也达到8年以上的使用寿命。除此之外，在电芯的成组技术、系统的热管理和能量管理、以及Pack的售后维护等方面，也都有非常高的要求。

全球动力锂电池PACK行业前景预测

近两年，各国相继出台有关提倡国内新能源汽车生产的政策，大力鼓励新能源的利用与发展。而作为新能源汽车使用的重要电池动力锂电池将在政策的驱动下迎来黄金发展机遇期。

动力锂电池PACK行业也将在动力锂电池一片大好形势下得到更多的发展机会。而且，随着技术的不断更新与突破，经营模式不断创新与发掘，动力锂电池PACK行业在新技术与新模式的带动下也将迎来更高速的上升。

前瞻认为，在政策的利好以及各国新能源汽车产量不断走高的趋势带动下，未来五年，动力锂电池PACK行业的增速将保持在30％左右的水平。到2023年，全球动力锂电池PACK市场规模将达到1863亿美元。