鉅大LARGE | 點擊量：1160次 | 2018年04月26日
動力鋰電池的系統(tǒng)開發(fā)進展如何？
鋰電產(chǎn)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(shù)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(wǎng)，第一電動車網(wǎng)，中國充電樁網(wǎng)，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(shù)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(shè)立展臺宣傳最新技術(shù)和產(chǎn)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(guān)注點以及痛點，我們認(rèn)為目前電池系統(tǒng)關(guān)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(dá)到8年12公里的保證，安全包括碰撞、擠壓、浸泡是否能夠達(dá)到這個標(biāo)準(zhǔn)，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(jié)構(gòu)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(dá)到設(shè)計要求，這個到目前為止是非常難做到的。那么我們?nèi)绾握囆枨筠D(zhuǎn)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(yīng)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(jīng)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)
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(guān)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(shè)計過程當(dāng)中，是否有充分的考慮以及相關(guān)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(shè)計結(jié)束之后，進入B樣，B樣是設(shè)計車子的優(yōu)化，在這個階段體現(xiàn)在A樣的設(shè)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(guān)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(dá)到量級的程度，這里面重點關(guān)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(zhuǎn)生產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)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(dāng)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(shè)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(jié)構(gòu)、BMS、熱管理以及測試和聯(lián)調(diào)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(jīng)完成相比現(xiàn)代化的設(shè)計，我們已經(jīng)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(shè)計，同時對于防護這塊我們會逐步要求達(dá)到S68，這個系統(tǒng)是最低位的，這個電池系統(tǒng)的也是至關(guān)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(dá)到首配的要求。第三階段我們可能會采用一體化的設(shè)計，引進碳纖維等新興材料的應(yīng)用，我們的目標(biāo)是在2025年達(dá)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(shè)計原則。重點還是包括幾個方面，一個是箱體的設(shè)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(jié)構(gòu)的一些優(yōu)缺點。
板金焊接箱體優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低。缺點十分的明顯，質(zhì)量重、規(guī)?；a(chǎn)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(shè)計，這個箱體是輕量化效果明顯，散熱好，規(guī)?；a(chǎn)，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(yuǎn)遠(yuǎn)厚于其他的三個箱體，這樣無形當(dāng)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)模化生產(chǎn)，那么復(fù)合材料相比，優(yōu)點會更多，可以適應(yīng)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(chǎn)，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?zé)峁芾砦覀冎饕P(guān)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(shè)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(shè)計和我們整車的關(guān)注點，我們整車更關(guān)注故障處理的內(nèi)容，現(xiàn)在設(shè)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(guān)注的一點我們要求BMS設(shè)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(dá)到這個要求。
我們根據(jù)EVCARD的定義，我們把安全目標(biāo)分為5個等級，5個等級分解到系統(tǒng)設(shè)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(dá)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(guān)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(dá)到700WH/KG。另外是無線充電技術(shù)，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(shè)計過程中的應(yīng)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(guān)注，在這塊今后設(shè)計的優(yōu)化以及產(chǎn)品的市場帶來非常寶貴的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。
