鉅大LARGE | 點擊量：463次 | 2022年08月09日
動力鋰離子電池的系統(tǒng)開發(fā)進展如何？
鋰電產業(yè)吸金千億，黃金羅盤指向何方，2018中國國際鋰電暨電動技術發(fā)展高峰論壇，于4月20-21日在上海召開，本次大會由：第一鋰電網，第一電動車網，中國充電樁網，鋰電百人會，賀勵展覽聯(lián)合主辦，同期：中國國際電動汽車暨充換電技術高峰論壇，本次大會超過40位嘉賓出席演講分享，超過500位嘉賓出席，同時超過20家企業(yè)設立展臺宣傳最新技術和產品。
大家好，今天我們王總有安排，所以由我代她參加金磚鋰電峰會，在這里展示PPT，我今天的主題是純電動汽車的動力電池系統(tǒng)開發(fā)趨勢及方向。第一微型純電動汽車對動力電池的要求，二開發(fā)的難點和痛點，三以及最后的發(fā)展趨勢與展望。
第一點那么我們想要開發(fā)一個優(yōu)秀的系統(tǒng)，我們首先需要了解用戶的關注點以及痛點，我們認為目前電池系統(tǒng)關注點主要體現(xiàn)在三面，成本和壽命，壽命包含是否真的可以達到8年12公里的保證，安全包括碰撞、擠壓、浸泡是否能夠達到這個標準，最后是續(xù)航，續(xù)航的焦慮是目前為止純電動車存在的點。下面通過10個維度評價電池系統(tǒng)的好壞。
首先、電芯成本安全性結構電池壽命、可靠性等10個方面評價它，電池性能高低溫的環(huán)境，你的充換電的過程，有核心的團隊，是否理解BMS的策略，以及對車需求和要求，最后還有PACK的集成能力，一致性主要是在電動汽車生命末端以后一致性是否可以達到設計要求，這個到目前為止是非常難做到的。那么我們如何整車需求轉變成電池系統(tǒng)的要求，我們整車性能與電池性能的對照表，首先載重對應比能量，啟動、爬坡是比功率，充電時間是充電倍率，停車電量損耗放電率，能量體現(xiàn)重放效率，最后是價格。不同的汽車對我們的要求也是不一樣的，保證新能和安全的情況下，我們的深度是90%，也就是是頭尾是5%，這樣在安全經濟的環(huán)境下最大的效率發(fā)揮我們的性能和功能。
下面是第二個開發(fā)的痛點和難點。這張圖是我們整車的開發(fā)流程，每個子系統(tǒng)流程會優(yōu)先于母系統(tǒng)，這樣才能保證開發(fā)過程中的一致性，在開發(fā)階段設置了4個階段，ABCD樣，我們下面看一下4個階段具體需要做哪些工作。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
在A樣這個階段是非常關鍵的，主要體現(xiàn)在功能的輸入階段，我們整車的輸入、基本性能的確立，PACK的確立，以及硬件的確立，在這個階段主要體現(xiàn)在我們后期的設計過程當中，是否有充分的考慮以及相關功能，這樣體現(xiàn)在整車平臺化和拓展化的需求，在B樣，A樣的階段設計結束之后，進入B樣，B樣是設計車子的優(yōu)化，在這個階段體現(xiàn)在A樣的設計不完整的地方，把它繼續(xù)的優(yōu)化成熟，這個階段電池系統(tǒng)是要完成DV測試，接下來是C階段，更多的關注點是測試，在這個階段對于BMS以及里面的器件而言要求達到量級的程度，這里面重點關注濫用測試、電性能的測試環(huán)境的測試以及高低溫，最后是D，D是研究階段轉生產階段的過程，這個過程體現(xiàn)在工藝方面以及耐久性的測試，為后期的上市提供數(shù)據(jù)的支持和參考。
同時在每個階段我們都會分析流程的開發(fā)，建立安全、高效、標準化、模塊化、平臺的化的動力系統(tǒng)，在這個過程我們每個階段都會按照這個流程開發(fā)一遍，在開發(fā)過程當中，我們會有一個ID，這個ID是唯一的，我們會從概念的開發(fā)到后期的驗證都是充分這個ID號追溯，這樣在我們整體的設計過程中我們可以保證功能的有效性、完整性，防止未來的缺失。
剛才講一下縱向的開發(fā)過程，現(xiàn)在介紹一下橫向的開發(fā)過程，在整個電池系統(tǒng)開發(fā)過程中，我們會有5模塊同時進展，主要分別為系統(tǒng)、結構、BMS、熱管理以及測試和聯(lián)調工作。
下面介紹一下知豆在目前三個階段的規(guī)劃，第一階段到2017年這個階段我們已經完成相比現(xiàn)代化的設計，我們已經可以做到150WH/KG，目前我們對防護要求的等級是S67，到2020我們采用更加一體化的設計，同時對于防護這塊我們會逐步要求達到S68，這個系統(tǒng)是最低位的，這個電池系統(tǒng)的也是至關重要的，在今后的開發(fā)過程中，會逐步將防護等級逐步提升，以后有規(guī)劃會達到首配的要求。第三階段我們可能會采用一體化的設計，引進碳纖維等新興材料的應用，我們的目標是在2025年達到250WH/KG，從事也會引進液冷管理。這個是在整個電池系統(tǒng)開發(fā)過程中的一些設計原則。重點還是包括幾個方面，一個是箱體的設計、功能安全定義以及各種的測試?，F(xiàn)在來介紹一下我們現(xiàn)有箱體結構的一些優(yōu)缺點。
板金焊接箱體優(yōu)點是結構簡單，成本低。缺點十分的明顯，質量重、規(guī)?；a比較困難，最重要的一點是防腐蝕不好做，非常容易腐蝕和銹化。接下來是箱體加SMC的設計，這個箱體是輕量化效果明顯，散熱好，規(guī)?；a，第二個要加工要增加工時，在加工完成時要進行二次加工，鋁箱體非常占用工時，它遠遠厚于其他的三個箱體，這樣無形當中占用了一個空間，這個對于電動汽車而言是非常致命的。下面介紹一下高強度的一體沖壓。這個一體沖壓在汽車行業(yè)是非常成熟的，它的易成型，較實現(xiàn)，適合規(guī)?；a，那么復合材料相比，優(yōu)點會更多，可以適應不用的車型不同的需求，可以做一個開發(fā)，同時保溫性能好，適合生產，有一個相同的缺點就是開發(fā)周期長，模具成本高。
電池的熱管理，電池熱管理我們主要關注在兩個點，一個是上線，一個是下線，上線要求電池系統(tǒng)在35度到55度的工作區(qū)間，這個區(qū)間根據(jù)電池的材料體系根據(jù)不同的設計有不同的差異性，我們主要體現(xiàn)在充電方面2個小時從零下20度到5度的加熱過程，在10個小時的過程中，完成充電的過程。
下面是BMS的設計和我們整車的關注點，我們整車更關注故障處理的內容，現(xiàn)在設計到非?，F(xiàn)實的問題，電池的性能和整車的性能是矛盾的，優(yōu)先體現(xiàn)在整車性能為主，還是保持我電池以及它的性能呢？目前為止肯定以車優(yōu)先，人身安全優(yōu)先。BMS我們現(xiàn)在目前最關注的一點我們要求BMS設計中必須要求采用電子元器件，但是我們要求保證高溫、低溫不至于出現(xiàn)失效的問題，很多的BMS難以達到這個要求。
我們根據(jù)EVCARD的定義，我們把安全目標分為5個等級，5個等級分解到系統(tǒng)設計過程中，我們會分解到電的安全，功能安全等方面，通過子系統(tǒng)的完善來最終體現(xiàn)到我這5個等級的體現(xiàn)。
下面介紹一下動力電池系統(tǒng)的發(fā)展趨勢及展望，這個是我們知豆目前到2030年的規(guī)劃，在2020年系統(tǒng)可以達到1塊錢每瓦時，在2030可以350WH/KG，成本低于0.7元每瓦時。這個是日本的專家小關先生帶來的趨勢，到2030年為止，日本動力電池成本下降到目前成本的30%，同時電芯比能兩將達到700WH/KG。另外是無線充電技術，在這方面也做了很多的工作，大家可以看到不久的將來有無線充電功能的電動汽車，做到充電方便高效的舉措。
另外就是說大數(shù)據(jù)在我們設計過程中的應用，目前我們知豆在市場上的整車范圍量超過四五萬輛，在數(shù)據(jù)處理這塊，我們也是非常的關注，在這塊今后設計的優(yōu)化以及產品的市場帶來非常寶貴的經驗數(shù)據(jù)。
