鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2018年12月20日
淺談前途汽車電池設計安全性,動力電池發(fā)展趨勢
2018年12月17日,國家863電動車重大專項動力電池測試中心主任王子冬先生做客北京‘前途·驛’體驗館,分享了一場關于“動力電池安全性問題”的公開課。
現(xiàn)場,王子冬先生就電動車的發(fā)展要領引出三個觀點:動力電池發(fā)展趨勢、動力電池安全性以及動力電池安全性問題方面展開了分析講解。其率先表達了一個至今被誤導的問題:首先今年召回了很多新能源車,問題看似出自電池本身,但是很多原因是電池是‘被’點燃,比如充電不好、管理不好,散熱不好,或者像跑車這種,它的電池一定要適合大電流放電,否則就容易被著火,所以電池本身很冤。
▲動力電池發(fā)展趨勢
王子冬先生以特斯拉作為話題導言,畢竟TESLA是該領域的先驅(qū)者。我們熟知的特斯拉旗下車型所采用的的是18650圓柱形電池,18650是鋰離子電池的鼻祖–日本SONY公司當年為了節(jié)省成本而定下的一種標準性的鋰離子電池型號,其中18表示直徑為18mm,65表示長度為65mm,0表示為圓柱形電池。
即便TESLA在該領域做得風生水起,但其電池的循環(huán)次數(shù)只有700次左右,而國內(nèi)軟包和硬殼方形電池高達2000次之久。同時其電池的放電功率也存在問題,譬如特斯拉ModelS是一款主打性能的產(chǎn)品,必須把電池加大,加大之后把倍率降下來,如果是10度電的電池組,就是10千瓦,特斯拉所搭載的是180千瓦電機,所以特斯拉這個配置是不得已這么配的。
而特斯拉最新的21700電池其單體能量密度為280Wh/kg,然而系統(tǒng)能量密度只有150Wh/kg,這一衰減也達到了53.5%之多。然而軟包和硬殼方形鋰電池在這一過程中就有著巨大的優(yōu)勢,國內(nèi)PACK做的較好的企業(yè)能夠?qū)⑺p控制到20%以內(nèi)。
談及動力電池的發(fā)展趨勢王子冬先生表示:“之所以未來我們在談中國的目標,這是跟日本、韓國、美國、德國達成的共識,除了特斯拉一個公司之外,據(jù)我所知沒有第二家公司采用那個電池。大家可以思考一下,如果特斯拉的電池真的那么優(yōu)秀的話,大批的新能源車企就應該跟著這股潮流了?!彼噪姵匚磥淼陌l(fā)展趨勢一定不是特斯拉的柱狀電池,同時電池密度愈發(fā)加大的時候,所帶來的副作用越大,就越被動。
▲動力電池安全性能
為什么現(xiàn)在一提電動車就談到了安全問題?十年的積累和探索,國內(nèi)當今的新能源汽車順應滿足目前的推廣的要求,但問題也開始顯現(xiàn)出來,那就是技術這些年沒有明顯的進步。實際上,這些問題大家應該理解,一個是技術的進步不會像電子產(chǎn)品,6個月迭代,兩年就完全顛覆了,汽車行業(yè)沒有這么快的更新速度?,F(xiàn)在的動力電池在材料上如果沒有明顯的技術突破前,比能量發(fā)展到一定水平后就很難再有進一步的突破,與此同時,在安全性方面的負面影響會越來越大。
同時,我們發(fā)現(xiàn)能量密度越高,安全性越差,目前就是這個缺陷,很多人假設說希望電池能量密度增高,同時安全性也保持同樣的水準,這在物理和化學領域本身就是矛盾的。所以,我們從中只能求得一個關鍵點——平衡。
前途汽車品牌旗下定位為全球首款純電跑車——前途K50則就找到了從中的這個平衡點,在這里也不得不佩服陸群老哥的前瞻性眼光。前途K50所搭載的軟包電池組,其優(yōu)勢主要在于安全性高、輕量化、一致性好以及控制系統(tǒng)的設計難度相對較低,穩(wěn)定性也會更好。同時該車還選擇在能量密度、高效及耐用性之間尋找平衡點,確保了動力電池組的長壽命、高性能、高安全度。
▲動力電池安全性問題
王子冬先生談及動力電池安全性問題時表示:“電芯制造過程中,對安全的要求非常高,做鋰電池的工廠無一沒有出過事故”。電池組集成工程中,電池單體裸露在外,組裝成電池時出現(xiàn)問題?;厥者^程中(此處并非動能回收),目前我國還沒有制定專項文書針對電池回收相關問題,因為它們對環(huán)境污染會造成很大迫害,在回收的過程中電池中的有機溶劑很不好控制住,如果意外散發(fā)到環(huán)境中的話,會造成很大的污染。具體在提煉和運輸過程中,就不做主要描述了。
前途K50的安全性優(yōu)勢有哪些?華特電動作為前途體系下的電池系統(tǒng)核心研發(fā)模塊,為前途汽車的首款量產(chǎn)車——前途K50搭載了可再充能量存儲系統(tǒng)(RESS),通過全新的設計理念及先進的技術,從根本上解決了低溫啟動及充電、高溫放電、電池使用壽命、碰撞安全性等目前純電動汽車存在的普遍問題。
電池模塊的可組裝性設計、電池模塊的可安裝性設計、電池模塊的可維護性設計、電池模塊的可調(diào)整性設計、電池模塊的回收可方便拆卸設計。在此方面前途汽車顯然做得更為出色,首先其電池系統(tǒng)由10個標準型串聯(lián)組成,每個標準箱都是單獨個體。從而大大提升了其高安全性水準。
具體而言,RESS系統(tǒng)的電池碰撞性能測試的成績高于國標30%,此外,由于標準箱內(nèi)采用粘彈性連接體系,保證了電池在震動沖擊、顛簸的條件下依然可以保持較高的安全性。
為了更好地保證電池的安全及壽命,華特電動也做了多項電池快充性能測試?!敖?jīng)過測試,我們發(fā)現(xiàn),1.2C充電會導致電芯壽命有稍許衰減,可以認為是正常與過度使用的分界線;5.5C放電經(jīng)過兩萬次循環(huán)后沒有導致電池壽命衰減,三萬次就會有所影響了?!比A特電動技術副總經(jīng)理孟濤說道,“有了這些數(shù)據(jù)的支持可以讓我們做更有品質(zhì)的車,按每天10次,每年開車300天計算,可以支持駕駛員10年的使用?!?/p>
《我有車》總結(jié):此次分享會王子東先生最后表示:“第一,新能源產(chǎn)業(yè)存在很大的泡沫,產(chǎn)能過剩。第二,需要系統(tǒng)好好配合。第三,一體化設計問題。我們現(xiàn)在都在第一階段,真正達到一體化在三階段,全面測試,通過測試要找到這些問題的平衡,這是很重要的。這些參數(shù)和系統(tǒng)的平衡最重要,安全性第一位,可靠性要重視,在保證的情況下談成本。”
其實前途汽車的整體‘結(jié)構(gòu)’設計從不同方向展開,通過高標準的電池設計一舉攻克了電池在安全性領域的課題,不得不說前途汽車目前確實走在新能源領域前列。此前王以東先生考察過華特電動之后評價稱“前途汽車是現(xiàn)在中國電動行業(yè)中,動力電池設計最安全的一家,沒有之一”。