纯电动客车对动力总成需求—电池篇2017年.ppt

纯电动客车对动力总成的需求电池篇,2017年5月,2,2020/5/30,内容提要,纯电动客车性能问题,2,纯电动客车成本问题,纯电动客车安全性问题,1,纯电动客车寿命问题,3,4,纯电动客车开发策略,5,几点看法,6,3,2020/5/30,动力电池总体要求,回收,成本,安全,性能,寿命,电化学基础,关键材料,电池设计,生产制造,系统集成,梯次利用,用户认知：目前存在安全性差、续驶里程短、充电时间长、购买成本高等问题。,前提,4,2020/5/30,内容提要,纯电动客车性能问题,2,纯电动客车成本问题,纯电动客车安全性问题,1,纯电动客车寿命问题,3,4,纯电动客车开发策略,5,几点看法,6,5,2020/5/30,好的电池是动力，是正能量；差的电池是燃烧力，是负能量。,充电过程燃烧,自2011年1月至2016年7月全球发生49起安全事故，其中纯电动客车22起，全部为国内车型。,（综合网络资料、电动汽车百人会）,纯电动客车数量少，但发生安全事故数量不少；载客量大，社会影响巨大。,1.纯电动客车安全性问题,1.1任重道远,静置自燃,行驶过程燃烧,6,2020/5/30,1.2顶层设计,1.纯电动客车安全性问题,安全性是一项系统工程，需要运营、整车、系统及电池综合设计。,电芯,动力电池系统,电气/电子系统,电池管理系统,冷却/保温系统,低压/通信接口,高压接口,车辆电气/电控系统,车辆高压系统,车辆底盘/车身,车辆冷却系统,外部环境,通风,安装,7,2020/5/30,1.3多层举措,1.纯电动客车安全性问题,构建安全控制体系，控制危险发生几率，消除/减小事故危害。,绝缘、接触防护失效,电击,燃烧,爆炸,电芯燃烧、其他可燃,压力达到一定值,危险？,危害！,危险预控防护,事故危害中断及减损,8,2020/5/30,1.4电池安全技术,1.纯电动客车安全性问题,针对电池安全性问题，开发陶瓷隔膜，以及具有隔断作用的添加剂。,液态电解液,多孔隔膜,干湿法PP、PE,三层复合隔膜,其他多孔膜,传统材料,隔膜材料,电解液体系,新型材料,无机陶瓷涂覆,聚合物涂覆,静纺纤维布,高低温改善型,宽电化学窗口,离子液体,功能型电解液,改性隔膜,未来方向,全固态电解质,各种功能型添加剂，如阻燃、成膜添加剂等新型快离子导体及锂盐凝胶聚合物电解质复合聚合物电解质半固态电解质,LiPF6型电解液,LiClO4型电解液,两者融合,其他溶质类液体,9,2020/5/30,内容提要,纯电动客车性能问题,2,纯电动客车成本问题,纯电动客车安全性问题,1,纯电动客车寿命问题,3,4,纯电动客车开发策略,5,几点看法,6,10,2020/5/30,2.1里程焦虑,除了解决续驶里程外，还应确立电池维护服务，切实解决用户关切。,续驶里程短,2.纯电动客车性能问题,充电时间长,维护保养问题多,11,2020/5/30,2.2低温杀手,低温时，电池效率降低，放电容量降低，内阻增加；长时间低温,可能会被“冻坏”；低温时，电动车续驶里程比正常情况降低约30%，使用成本增加约35%45%。,综合网络，（电车之家）,电池“闯关东”，低温是第一大难题，解决不了低温，就很难推广。,2.纯电动客车性能问题,12,2020/5/30,2.3轻量化,在保证安全的前提下，动力电池与整车轻量化，提升电能有效利用。,来源：德国宇航中心,据报道，,对于纯电动车，每降重100kg，可以节约电能0.4kWh/km。整车轻量化与电动化、智能化协同发展。,2.纯电动客车性能问题,13,2020/5/30,2.4轻量化兼顾成本,轻量化材料、轻量化制造及零部件，兼顾成本，开发车身和底盘。,来源：DesignandManufacturingChallengesofHighStrengthSteelinAutomotiveLightWeighting2013-01-2901Published11/27/2013,2.纯电动客车性能问题,14,2020/5/30,2.5高比能量锂电池,对高比能量锂离子电池关键技术进行研究，部分核心材料自主开发。,正极材料,电解液体系,隔膜材料,负极材料,石墨类材料钛酸锂硅碳复合材料,陶瓷隔膜常规聚烯烃隔膜,高容量富锂锰基LMO;NCM;NCA,宽电化学窗口型高低温改善型,关键材料,自主开发,设计优选,国内合作,集流体材料,传统金属箔片柔软型集流体,2.纯电动客车性能问题,15,2020/5/30,2.6快充电池,利用现有成熟材料体系，设计开发具有快充性能的客车用电池。,钛酸锂、镍氢快充电池,多元负极快充电池,超级电容器,2.纯电动客车性能问题,16,2020/5/30,2.7纯电动客车电池性能需求,充电时间短,电耗低,充电频率低,快换技术,新材料新体系、新技术,新型电池,燃料电池、金属空气电池等发展趋势,快充技术,充电设备快充能力,电池快充能力,单体倍率充电能力,电气件过流能力,系统热管理能力,安全问题,材料倍率性能要求,其它性能的牺牲程度,关键材料匹配性,生产工艺、成本等,设计、生产难度,电池能量密度,续驶里程长,电池轻量化,壳体、电气件、BMS等轻量化,基础设施,新能源车用户需求,2.纯电动客车性能问题,17,2020/5/30,纯电动客车性能问题,2,纯电动客车成本问题,纯电动客车安全性问题,1,纯电动客车寿命问题,3,4,纯电动客车开发策略,5,几点看法,6,内容提要,18,2020/5/30,3.1客车至少使用8年,3.纯电动客车寿命问题,电池本身,使用环境,使用工况,维护保养,材料、工艺、一致性、BMS等,高温、低温、高湿、涉水等,过充、过放、充放电倍率等,电芯维护、系统维护等,由于电池在使用过程中的衰减，大部分电池很难达到8年使用寿命。,19,2020/5/30,3.2提高寿命策略,通过整车控制策略、储能单元及正确使用等减少电池寿命损伤。,整车控制策略,储能单元,用户使用指导,+,+,+,PHEV,EV,耐低温电池电池保温/加热超级电容器,工作温度区间电能源管理工况识别,操作规程维护保养,3.纯电动客车寿命问题,20,2020/5/30,3.3回收利用,通过梯次利用及回收延长使用寿命，避免废弃电池带来新的问题。,动力电池生产,纯电动客车使用,梯次利用,回收,材料生产电芯生产模块生产,车辆使用情况动力电池状态,第三方使用,提取再利用,其它,电池评估,3.纯电动客车寿命问题,21,2020/5/30,内容提要,纯电动客车性能问题,2,纯电动客车成本问题,纯电动客车安全性问题,1,纯电动客车寿命问题,3,4,纯电动客车开发策略,5,几点看法,6,22,2020/5/30,电控+制造组装2030%；电机+控制器2025%；电池系统(7585%锂电池+1525%BMS)3045%。电池成本占比最大。,原料价格上涨，电池成本降低反映：成本驱动向技术驱动阶段过渡。,4.纯电动客车成本问题,原材料价格上涨,电池安全成本提高,补贴退坡倒逼电池降价客车安全技术条件,电池成本,电池性能提升,技术进步,23,2020/5/30,内容提要,纯电动客车性能问题,2,纯电动客车成本问题,纯电动客车安全性问题,1,纯电动客车寿命问题,3,4,纯电动客车开发策略,5,几点看法,6,24,2020/5/30,纯电动客车应采取技术、产品、产业的全方位开发策略及诞生流程。,6.纯电动客车开发策略,策划阶段,概念阶段,开发阶段,推广阶段,技术水平品质控制技术积累,稳定性可靠性维护性,带动作用辐射作用推广前景,技术先进性工艺流程成本控制,功能验证性能验证标准化规范化,竞争力分析利润分析促进企业发展,技术转化工艺装备平台建设,电池选型产品定义概念样车标准规范,政策法规运营模式组织管理,核心技术标准规范安全可靠,PHEVEVFCEV,国内外市场国家发展需求企业发展战略,纯电动客车,产业层面,产品层面,技术层面,25,2020/5/30,内容提要,纯电动客车性能问题,2,纯电动客车成本问题,纯电动客车安全性问题,1,纯电动客车寿命问题,3,4,纯电动客车开发策略,5,几点看法,6,26,2020/5/30,6.两点看法,针对新能源车型开发与之相适应的不同种类的动力电池。,6.1与整车应用对应的动力电池研发,通用化、模块化及标准化开发动力电池，提高电池选择性，降低成本。,按运行区域开发（南方、北方）,2,按运行区间开发（借助大数据）,3,27,2020/5/30,6.两点看法,6.2车