鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1231次 | 2019年03月14日
詳解電動汽車電池系統(tǒng)
一個(gè)電動車要跑得得到大家的認(rèn)可這個(gè)它的技術(shù)指標(biāo)非常得多,但是電池相關(guān)的我們能夠聽到的就是大家最關(guān)心的事情最關(guān)注的技術(shù)方面
適用于電動汽車的先進(jìn)的鋰離子電池系統(tǒng)的解決方案
在這里只是說從技術(shù)的層面來講,目前還是說我們真正被大家認(rèn)可的東西太少了,而在這個(gè)市場見到的車型當(dāng)中大家可以認(rèn)定的公認(rèn)的比較好的電池產(chǎn)品又是最關(guān)鍵的技術(shù)之一,當(dāng)然這個(gè)有很多的方面的制約因素,但是這個(gè)技術(shù)本身也可以說電極等等,但是目前從我們聽到跟行業(yè)的交流大家最關(guān)心還是電池,我們認(rèn)為電池仍然是電動汽車發(fā)展的最核心的技術(shù)。
汽車層面來講對于動力電池哪些方面的要求呢?一個(gè)電動車要跑得得到大家的認(rèn)可這個(gè)它的技術(shù)指標(biāo)非常得多,但是電池相關(guān)的我們能夠聽到的就是大家最關(guān)心的事情最關(guān)注的技術(shù)方面主要的這些方面,一個(gè)就是行駛里程要高要跑得遠(yuǎn),大家說門檻密度高所以才能跑得遠(yuǎn),目前說一個(gè)汽車跑不了20公里不敢用,擔(dān)心路上沒有地方充電。其次性能一定要穩(wěn)定,現(xiàn)在電池很多,汽車剛剛到街上跑的時(shí)候一開始的半年一年的好像問題不大啊,但是一到某一個(gè)階段的時(shí)候電池的性能下降很快,就是性能穩(wěn)定不下來這個(gè)大家關(guān)心的事情,所以性能穩(wěn)定也是一個(gè)非常重要的大家關(guān)切點(diǎn)。
然后就是安全可靠的,非常關(guān)心的這個(gè)事情,一個(gè)車要在路上跑大家首先關(guān)心這個(gè)跑近一點(diǎn)沒有關(guān)系。首先安全可靠我這個(gè)人身安全車不會燒,大家媒體上面的報(bào)道后面看到一些事故確實(shí)發(fā)生了,但是這個(gè)事情是不是這么可怕?充電的時(shí)間方面,大家對于快充的需求非常強(qiáng)烈的,我一個(gè)車不可能六七個(gè)小時(shí)停那里充電,讓人等著不太現(xiàn)實(shí)。首先,我要在行駛過程當(dāng)中快速的補(bǔ)電,這是基本的要求,還有一個(gè)環(huán)境的適應(yīng)性高低溫情況下的使用對于環(huán)境的適應(yīng)性還有一個(gè)使用壽命。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
首先是從電芯,電池的模塊,電池的管理系統(tǒng)等等一系列,是一個(gè)系統(tǒng)的產(chǎn)品。不是一個(gè)單單的進(jìn)行化學(xué)材料的研究,或者電池的制造,而是整個(gè)的提供一個(gè)系統(tǒng)的解決方案。我們可以和汽車的制造商一塊合作,進(jìn)行電動車的開發(fā),從最原始的開發(fā)開始。現(xiàn)有的車改裝我們現(xiàn)在已經(jīng)做最多的,在中國做最多可以提供一個(gè)完整的電池包的解決方案,所以電池的化學(xué)材料和電池的設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)仿真熱管理等等都可以為汽車制造商提供完整的解決方案。
首先是能量密度。目前這個(gè)市場上面,大家在這個(gè)國際上比較認(rèn)可的車型為基點(diǎn)進(jìn)行比較。電池包的能量密度,我們給配的電池包現(xiàn)在業(yè)界最高了,達(dá)到130瓦時(shí)/公斤,我們最近跟國家電網(wǎng)、杭州的電網(wǎng)做的電池包能量密度達(dá)到125,這個(gè)里面列了幾個(gè)。我們的電池的能量密度不但現(xiàn)在領(lǐng)先的,在207瓦時(shí),明年進(jìn)一步推出230的,而且陸續(xù)已經(jīng)順著我們的技術(shù)路線已經(jīng)做好了技術(shù)的規(guī)劃,第四代的電芯2016年也會問世能量密度250瓦時(shí)每公斤,這個(gè)材料上面下了很大的功夫,這個(gè)目前是在國內(nèi)上很多的巴斯夫、摩爾根材料公司的合作進(jìn)行材料研究,這個(gè)材料研究之后首先使用兩年,持續(xù)保持能量密度領(lǐng)先非常有信心的。
下面是它的溫度低溫下的表現(xiàn),大家看到最底下的這個(gè)虛線零下40度放電的曲線,零下40度可以放出60%這個(gè)基本上保證正常運(yùn)營,低溫性沒有看出其他的廠家可以做到這個(gè)水平。這個(gè)是剛才看到的曲線是小電單體電芯,這個(gè)是重組之后的電池包的低溫性能,我們用的是小電芯重組之后使用過程當(dāng)中小電芯的放電過程會使他加溫,電池包里面有一個(gè)溫升的效應(yīng),這樣有助于低溫性能的發(fā)揮,這兩條曲線在常溫和低溫比幾乎達(dá)到90%的放電效果,所以我們的小電芯低溫下的性能得到進(jìn)一步的保障。剛才說低溫這是高溫下,這個(gè)室溫45度兩個(gè)曲線,我們這個(gè)兩個(gè)曲線是用北汽車型做出來的,下面45度的曲線下面室溫比較,1500次循環(huán)沒有差別,這個(gè)循環(huán)需要花很多的時(shí)間,沒有繼續(xù)往下做。
還有低溫下面我們用的材料低溫下面的這個(gè)內(nèi)阻比較低,這個(gè)也是有助于性能發(fā)揮,我們看到磷酸鐵鋰一個(gè)三元材料在低溫的時(shí)候可能看到這個(gè)內(nèi)阻是比較低的,所以這個(gè)有有助于性能發(fā)揮,剛才說安全剛才幾個(gè)專家提到了,我們用的混合三元材料,對這個(gè)安全問題大家講的很多,我在這里說的是如果我們從材料的角度來說,從電化學(xué)的材料來說三元材料比這個(gè)磷酸鐵鋰更活躍就是更容易激發(fā)這個(gè)是一個(gè)事實(shí),但是不要搞錯(cuò)了,材料比較活躍不等于這個(gè)電池或者不等于電池包比較危險(xiǎn)。這個(gè)是兩個(gè)完全不一樣的概念,關(guān)鍵如何設(shè)計(jì)它掌握它,如果這個(gè)東西你會玩這個(gè)會替你服務(wù),你不會玩很危險(xiǎn)的。
舉一個(gè)簡單的例子,汽車上面的安全氣囊,可能每個(gè)車上都有這個(gè),典型的比炸彈危險(xiǎn)得多,但是現(xiàn)在非常廣泛的用于大多數(shù)的車輛上面去了,沒有人覺得是一個(gè)很大的危險(xiǎn),已經(jīng)不是一個(gè)問題了,所以同樣的道理關(guān)鍵是如何認(rèn)識它和掌握它如何讓他為你服務(wù)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
下面介紹一下電池如何設(shè)計(jì)產(chǎn)品,好讓他每一個(gè)不同的層面上保證安全性,這個(gè)首先電芯的設(shè)計(jì),我們提供了四重的安全保護(hù),就是一個(gè)小電芯大家看到左下角電芯的照片,內(nèi)部的隔膜不要說如果內(nèi)部熱失控的話,首先隔膜自動關(guān)閉。其次,專有的東西加了一個(gè)終端裝置叫做CID就是電路中斷裝置,如果里面的電流增大首先那個(gè)東西會落下,電芯里面提供第二重保護(hù),第三重保護(hù)如果里面萬一有失控的時(shí)候壓力提高都要很大,如果大足以使我們旁邊比較弱化強(qiáng)度很弱的地方打開,就是側(cè)面兩個(gè)壓閥,如果里面的泄壓閥打開會把里面的壓力泄掉,打開之后壓力仍然很高,這個(gè)釋放非常突然的話還有最后一種保護(hù),就是整個(gè)上蓋子打開了,所以整個(gè)如果有什么熱失控或者什么情況發(fā)生的話,這個(gè)電池本身他已經(jīng)提供了多重的保護(hù),所以一般的不會傳外面去。下面我介紹一下實(shí)驗(yàn)結(jié)果見證這一點(diǎn)。這個(gè)電池的層面,因?yàn)槲覀兊碾姵厥且粋€(gè)小電芯非常的小,相當(dāng)于兩個(gè)18650電芯那么大,所以首先做成一個(gè)叫做小的模塊,這個(gè)模塊的設(shè)計(jì)也是我們的一個(gè)專利權(quán)的一種設(shè)計(jì),大家看到這個(gè)首先就是設(shè)計(jì)的考慮散熱和碰撞的時(shí)候,這個(gè)能量的吸收受到外力擠壓怎么樣保護(hù)電芯,所以這個(gè)又一從更高的結(jié)構(gòu)保證電芯碰撞的時(shí)候,遇到以外的環(huán)境的變化的時(shí)候這個(gè)會有特殊的保護(hù),這個(gè)所以我們的模塊是在結(jié)構(gòu)上一個(gè)保護(hù),模塊電池包,電池包直接應(yīng)用車上面,這個(gè)電池包應(yīng)用汽車上面,這個(gè)首先汽車的概念,結(jié)構(gòu)強(qiáng)度結(jié)構(gòu)怎么樣予以保障怎么樣正面?zhèn)让媾鲎?,各種突發(fā)情況下如何保護(hù)電池包保護(hù)里面的電芯,里面有問題不會傳外面來,外面有這個(gè)燃燒之后傳不到電池箱里面去這個(gè)都是我們的考慮問題,所以這個(gè)上面也留了泄氣閥一些空間等等這個(gè)是提了各種的保護(hù)。
除此以外,我們的電池控制系統(tǒng)也是提供了在各種不同的情況下他如何保證我們的車輛,保證我們的電池包各種保障,很多設(shè)計(jì)車的人都有這個(gè)必須要有的,下面這個(gè)就是一個(gè)實(shí)驗(yàn),這個(gè)實(shí)驗(yàn)201所做的實(shí)驗(yàn)好幾個(gè)實(shí)驗(yàn)之一,我人為電池燃燒讓他對熱失控,這個(gè)情況下大家看到其中一個(gè)電芯發(fā)生了爆燃,這個(gè)燃燒之后受到的一個(gè)影響只是側(cè)面的泄氣閥正對著電芯受到影響,兩個(gè)電芯受到影響,其他的地方的電芯沒有受到任何影響,這個(gè)溫度測量也是小于100度,所以這個(gè)就是說及時(shí)里面一個(gè)小電芯萬一出現(xiàn)問題不會影響其他的周圍的地方傳播。
我們設(shè)計(jì)的車輛我們歐洲美國進(jìn)行所有的安全的實(shí)驗(yàn)做碰撞沒有問題的,正面?zhèn)让媾鲎捕际峭ㄟ^的,這個(gè)是薩博車上或者奔馳車上做的,因?yàn)閯偟街袊鴥赡贶囆筒皇翘啵逼呀?jīng)做了安全碰撞這個(gè)路線沒有帶過來,這里沒有不能給大家說一下。
這個(gè)是最近杭州電網(wǎng)在用我們電池之后和我們合作開發(fā)電池包之后的實(shí)驗(yàn),這個(gè)實(shí)驗(yàn)不是杭州是在201所做的,201做燃燒擴(kuò)充的實(shí)驗(yàn),把電池芯放在煤氣上面燒,單體裸露的電芯燒21分鐘著了,如果重組之后再進(jìn)行燒,900多度溫度燒一個(gè)小時(shí)沒有任何反應(yīng),所以這個(gè)不燒這個(gè)認(rèn)為沒有意義的,一個(gè)多小時(shí)的時(shí)間及時(shí)這個(gè)車著火了,這個(gè)電池著了人也有足夠的時(shí)間逃生,如果外界汽車著火這個(gè)燒不到電池里面去,如果電池著火也燒不到車上來,就是整個(gè)的燃燒通道都是死了,是非常安全的,我看也不是什么的標(biāo)準(zhǔn)測試但是人家這種方法很讓這個(gè)使用者信服,我拿火燒很長時(shí)間就是沒有事,這個(gè)就是他做的燃燒實(shí)驗(yàn)。
同時(shí)他們做了擴(kuò)充的實(shí)驗(yàn),沒有出現(xiàn)燃燒、爆炸的情況,旁邊左邊的這個(gè)是他們的實(shí)驗(yàn)報(bào)告上面照下來的一個(gè)東西,我們的電芯不同的角度來說是絕對安全非常有信心的,下面說的電池的一致性,這個(gè)大家非常關(guān)心的一個(gè)問題,這個(gè)電芯到底什么好處,我可以告訴大家,這個(gè)用小電芯對保證電池包的一致性幫助非常得大,如果小電芯的話這個(gè)一致性唯一的話,我們和LG化學(xué)的電芯和ASE電芯比較,我們1他們0.45一致性,假如一個(gè)不出現(xiàn)電池不均衡調(diào)整回來比較難,我們電池小每個(gè)每個(gè)串聯(lián)起來之后并且有均衡效應(yīng)這個(gè)本身的固定就是一個(gè)補(bǔ)償性的效果,所以一致性首先設(shè)計(jì)上面提供了一種保證。
其次我們的電池制造,大家看到這個(gè)照片是我們的在5月19號剛剛投產(chǎn)的溧陽我們電池工廠的照片,全自動化可以國內(nèi)世界上最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)設(shè)備,全自動化大概兩百平方米看到一個(gè)人所以一致性6C的體系保證的,從每一個(gè)電芯的生產(chǎn),從混料,染料進(jìn)場大加工到一個(gè)建設(shè)下來,每一個(gè)電芯都有一個(gè)獨(dú)特的ID電芯生產(chǎn)出來用市場上面,從某一個(gè)電芯可以返回追訴這個(gè)是哪個(gè)材料哪一天生產(chǎn)經(jīng)過哪幾道工序檢驗(yàn)結(jié)果是什么可以追訴,只要一個(gè)二維碼完全追訴的事情,這個(gè)全自動的生產(chǎn)線保證了產(chǎn)品生產(chǎn)的一致性。
快充的曲線顯然說明問題,就是如果路上加上之后充20分鐘80%可以跑中間進(jìn)行補(bǔ)電完全可能的,當(dāng)然如果說100%要充,這個(gè)電池壽命要好可能慢一點(diǎn)回到家或者工作單位再充,我們看到右邊的曲線表明這個(gè)快充和慢充的時(shí)候?qū)τ谛阅艿挠绊懖淮?,你看在這個(gè)將近兩千個(gè)循環(huán)的時(shí)候,這個(gè)在1.5C快充和快放,這個(gè)北汽做出來的結(jié)果。
這個(gè)講的是壽命,大家看到我在這個(gè)接近2000,這個(gè)北汽實(shí)驗(yàn)結(jié)果,經(jīng)過2500循環(huán)的時(shí)候在這個(gè)綠的區(qū)間大家看到這個(gè)變化不是太大,我們的容量還在80%以上,以上解決我們電池產(chǎn)品以及我們的電池包產(chǎn)品的一些技術(shù)的特色。
下面說我們的目前在中國布局是什么,我們?nèi)绾沃С治覀兊钠噺S家,大家知道我們波士頓電池到中國剛剛兩年的時(shí)間,時(shí)間很短。對于我們前面的一些老大哥的企業(yè)我們是中國非常年輕,剛剛兩年,兩年的時(shí)間以內(nèi)我們已經(jīng)建立工廠已經(jīng)開始投產(chǎn)了,我們同時(shí)在北京建立了研發(fā)中心,在北京有電池包的工廠,在溧陽也有電池包的工廠,深圳電池包的工廠已經(jīng)注冊了,目前大家看到北京是我們的這個(gè)技術(shù)中心,同時(shí)也是我們的這個(gè)波士頓電池的全球運(yùn)營總部,美國是我們的母公司,但是現(xiàn)在就是那邊只剩下了一個(gè)研發(fā)中心,那邊的業(yè)務(wù)主要的是進(jìn)行這個(gè)技術(shù)前瞻技術(shù)的研究,和美國麻省理工大學(xué)的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,因?yàn)榇蠹抑缆槭±砉W(xué)院周圍電池電化學(xué)的研究一個(gè)范圍一個(gè)人才信息很多的公司在那邊,所以仍然保持在那邊的研發(fā)中心保持一個(gè)窗口保持我們的領(lǐng)先地位。
同時(shí)我們的國際業(yè)務(wù)部也在美國,這個(gè)是我們的全球的布局,目前我們的這個(gè)溧陽投產(chǎn)之后這個(gè)今天上午大家聽到我們的潘曉峰總裁也講了,就是我們的這個(gè)根據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展非常的快,我們雖然今年剛剛投產(chǎn),我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在必須規(guī)劃我們的第二個(gè)電芯工廠第三個(gè)電芯工廠,因?yàn)殡娦竟S的生產(chǎn)周期投產(chǎn)周期很長大概等兩年到兩年多的時(shí)間,所以現(xiàn)在的規(guī)劃也要到2016年、17年出來呢,所以要有很長的時(shí)間。所以整個(gè)我們感覺就是說我們國內(nèi)上很的一些公司確實(shí)有,跟他們比我們要快,我們快表現(xiàn)在中國來得早我們已經(jīng)站穩(wěn)腳跟我們已經(jīng)布局好了,他如果現(xiàn)在來可能還要慢兩年,其他的公司也是一樣,都是要趕時(shí)間,我們對一些其他的一些的公司我覺得我們技術(shù)是領(lǐng)先的,我們是比較強(qiáng)的,跟強(qiáng)的比我們快,所以我們覺得還是有優(yōu)勢的,波士頓電池的美國研發(fā)中心主要集中在材料配方電化學(xué)這個(gè)方面的研究,電芯的設(shè)計(jì)測試以及電子的這個(gè)核心的技術(shù)和算法這個(gè)方面的研究,北京的研發(fā)中心主要的是針對我們的客戶,針對我們的市場進(jìn)行應(yīng)用型的開發(fā)包括電池包的設(shè)計(jì),電池模組的設(shè)計(jì),還有仿真熱管理系的研究,測試和客戶的支持,以及我們在這里針對客戶開發(fā)我們BMS系統(tǒng)配我們的電池包,另外我們開展和國內(nèi)大學(xué)研究所我們進(jìn)行合作進(jìn)行共同的研究。
溧陽工廠剛才已經(jīng)提到了不再重復(fù)了,目前我們到中國將近兩年的時(shí)間,我們目前正在做的客戶大家已經(jīng)看到了,就是國內(nèi)的一些北汽、鄭州日產(chǎn)帥克、瑞奇等等車型,福田、東風(fēng)等等國內(nèi)的乘用車還有國內(nèi)的大巴車我們幾乎涉及到的,蘇州金龍、安凱、宇通等等的這些項(xiàng)目我們都在做,有些已經(jīng)交付了首批樣件,有些正在開發(fā)過程當(dāng)中,海外目前我們做這個(gè)和美國、韓國、印度跟我們合作的一些客戶。
總結(jié)起來就是說我們想安全可靠的電池系統(tǒng),仍然是制約電動汽車發(fā)展的主要的技術(shù)瓶頸,一些劣質(zhì)的電池現(xiàn)在市場上流通帶來負(fù)面的影響大家位于這個(gè)市場更擔(dān)心和猶豫了,確實(shí)影響發(fā)展了。我們的產(chǎn)品的由于技術(shù)性能已經(jīng)提供了一個(gè)系統(tǒng)的解決方案,為我們的提供這個(gè)方案技術(shù)保障的系統(tǒng)已經(jīng)建立起來了,所以目前我們正在盡我們的全力幫助我們的中國電動汽車市場的發(fā)展盡我們的全力。
上一篇:電動車安全使用消防常識