中国储能网讯:2017年4月24-26日,第七届中国国际储能大会在苏州香格里拉大酒店圆满召开,来自中、美、英、德、澳、日、韩等国家的1400余位嘉宾到场参会。大会共邀请140余位行业专家与企业代表,围绕产业热点话题,发表了一系列精彩演讲,中国储能网将向读者传递本次大会最具价值的声音。
大会期间,金龙联合汽车工业(苏州)有限公司高原博士,在“电动汽车与动力电池专场”,以《新能源电动汽车对电池性能、安全的要求》为题发表演讲,现将演讲主要内容发布,以飨读者。
金龙联合汽车工业(苏州)有限公司高原博士
高原:今天我要给大家做报告的题目是《新能源电动汽车对电池性能和安全的要求》,由于邱总时间排不开所以今天我来代为宣讲。这个PPT更多的是从整车设计和应用角度来理解和考虑动力电池。这个报告主要从四个方面进行展开,首先我们讲一下新能源客车发展的必要性,还有锂电池作为新能源汽车重要组成部分,现在开发和设计是怎样的状况。无论从污染物的排放还是从石油战略安全,还是从新能源产业政策或者说国家对新能源发展目标上来看,我们整车企业都必须大力推进新能源汽车发展,这也是这个时代赋予我们的历史责任。锂电池作为新能源汽车的重要组成部分开发和设计是属于什么样的状况呢?对于电池和电芯的开发设计主要受到材料这块的影响,也就是说不同的公司掌握不同的材料应用技术,有些公司磷酸铁锂、有些公司是钛酸锂,产线和工艺对它也会产生影响,影响主要就是电芯大小、形状,比如说方形还是圆柱形或者说是软包硬包。这块对电池线路限制或者说是输入主要来源于电池企业本身,在电池开发和设计的时候输入有些企业把国家的补贴政策也会考虑进去,这个主要体现在电芯安时的设计上。但是这个动力电池作为新能源汽车的一个重要零部件,其实在整车上是对它的性能有明确要求和限制,这也就是说明电芯在这块开发和设计上应该来说主要设计输入的来头来自于整车。
第二部分讲一下电动客车对电池的性能要求,主要从动力性、续驶里程、可靠性、寿命和成本这五部分展开。在车辆设计时候的动力性我们会从最高车速、加速性和爬坡度进行考虑。我们对电池的充放电倍率有要求,如果说这块没做好会导致动力性不足。我们对SOP估算准确性会有一个需求,如果说这块有偏差的话会导致电池性能没有办法发挥或者说造成欠压和过压的现象。我们主要考虑整车设备轻量话还有单位载质量能量消耗量。电池这块的要求主要就是对电池的能量密度和充放电的效率,尤其在低温的时候充放电效率问题比较明显,我们会对这块有要求,这块如果说没多少会导致电池占整车质量的比重和成本比重偏大,BMS这块对SOC的准确性有要求,SOC估算的准确性直接影响到续驶里程。可靠性这块我们主要考虑故障的时间和里程还有故障频次和故障危害程度,我们对电池产品的一致性有要求,同时生产工艺这块要求它尽量是自动化的产线。设置的时候电芯均衡需要考虑,如果没做好的话电池的容量会降低,还有热管理这块高温情况下电池使用的时候要能耐热冲击,还有低的环境温度下冷启动,这块相应处理起来如果说有问题的会导致低温没有办法启动。寿命这块对电池的要求希望做到8年免维护,因为电池加电机这么一个技术是来替代传统发动机,我们不光希望车辆在运营的过程当中能够节能减排,同时希望在寿命上有一个比较好的表现,所以这就需要我们考虑电池产品的质量,还有在当前技术和材料达不到的条件下,在电池容量上要考虑衰减设计。这块如果说做的有问题会对整车带来需要频繁充电还有增高客户的运营成本。在成本这块主要从购置、运营和维护成本来考虑,为了达到这三块要求我们对电芯材料选择、生产规模以及制造工艺也会有需求,如果说这块没控制好主要就会对纯电动车在补贴退坡后的价格优势就体现不出来。还有使用过程当中维护成本也会过高。
上面讲了一下电动客车对于电池性能要求,下面讲一下电动客车对电池的安全要求,主要从环境安全、机械安全和电安全这三个方面来进行讲解。机械安全这块考虑振动、挤压、撞破、跌落、侧翻当发生这些问题的时候我们希望电池不能够着火和爆炸,同时要求电池能够正常使用。如果说发生事故的时候对电池最低的要求就是能够保证整车回家。对环境安全这块要求主要就是三高、盐雾、浸泡和外部着火,同样对电池的要求是没有断裂、没有破损、没有泄露,不能发生着火和爆炸,电池要正常使用。当然要求比较苛刻的是外部着火,发生这种情况的时候对电池的要求是不能着火和爆炸。电安全这块我们主要考虑过充过放、短路和高温的保护,发现这些问题的时候对电池要求同样是不能有断裂、破损和电解液泄露,不能发生着火和爆炸。出现这些问题的时候BMS要进行科学合理对这些故障的管控,同时在故障消失之后要求它能够恢复正常使用。
第四部分就是一个总结。综上所述为了更好推进从整车的角度去考虑电池和电芯的设计,对我们主机厂和电机厂都要做一些努力。对我们主机厂来说要在开发和设计阶段把动力性、续驶里程、可靠性、成本和安全性量化成对电池性能要求。对于电池厂商来说需要根据不同客户的需求来进行分类,然后针对于同一类型的需求来设计通用型的电芯、BMS功能和Pack以及散热方式满足客户的需求,谢谢大家。
(本文根据现场录音整理,未经本人审核)