鉅大LARGE | 點擊量：1503次 | 2021年12月09日
干貨！國內主流車廠對動力鋰電池性能的要求和開發(fā)流程
今天給大家簡單分享一下整車廠對動力鋰離子電池的性能具體要求到底是什么樣的，要走什么樣的開發(fā)測試流程。
一.車廠對電池性能的需求
其實對電芯的基本需求包括：能量密度（續(xù)航里程），安全，快充，成本，壽命，尺寸兼容。
1.能量密度
根據我國汽車動力鋰離子電池技術路線圖計劃，到2020年系統(tǒng)級能量密度要達到250Wh/kg，成本要降到1塊錢以下，續(xù)航里程達到400km以上，可選擇的成熟材料體系著實不多，目前基本上確認使用高Ni三元材料和硅基負極材料或者相應的高電壓材料。
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%
國內外的主流電池公司實際的目標如下：
電芯能量密度提升、Pack輕量化與緊湊化設計、系統(tǒng)能量利用效率提升對提升續(xù)航里程及降低成本貢獻巨大。
2.電芯安全性能
電芯能量密度快速提升對應電芯安全挑戰(zhàn)新增，市場急迫要產品規(guī)?；斗?。此外還應加強系統(tǒng)安全設計投入，從系統(tǒng)角度通過多層級、多維度設計實現產品集成應用安全。
3.快充特性
綜合充電設施及電池技術進步認為:30~45min快充會作為主流技術需求,10-15min快充會局部研究并應用。換電模式重要出現在出租車的運營上，目前水平為3-5min快換。
4.電池成本和尺寸兼容
材料技術進步及規(guī)?；?、標準化、整車能耗降低、梯次利用促進電池降本。標準化最大限度減少開發(fā)成本，同時對梯次利用也是一個很重要的基礎。整車公司未來將會含義模組規(guī)格（比如VDA或新國標電動汽車用動力蓄電池產品尺寸規(guī)格），在模組規(guī)格范圍內進行布置，有利于跨平臺應用，同時便于回收梯次利用。隨著整車布置的優(yōu)化需求，滑板式電池包布置在電池底盤，有關Z向要求越來越高，高度在120mm進一步壓縮到100mm，有關電芯的高度91mm優(yōu)化到80mm。
5.壽命
電池壽命要做到質保承諾:10年或16萬km，壽命目標:10年,240,000km，隨著車輛續(xù)航里程新增，對電池的循環(huán)壽命相應放寬。
二.車廠對動力鋰離子電池的開發(fā)流程
以北汽為例，基于整車的開發(fā)總體流程如下：
北汽的整車EVDP流程，每級子系統(tǒng)的開發(fā)驗證流程要先于母系統(tǒng)，保證產品開發(fā)過程的可靠性。以上是基于電池系統(tǒng)與電芯同步開發(fā)情況下含義的開發(fā)流程。根據實際開發(fā)情況，會優(yōu)先選擇成熟度高的電芯產品。
上汽集團共把它分為四個階段：預篩選-電池確認和評估-單體確認和評估-系統(tǒng)驗證。各個階段都有嚴格的測試流程和控制。
1.電芯類型的選擇
電芯從正負極材料的角度來看目前有NCM（111，523，622，811），LCO，LFP,LMO，LTO等。車企要從能量密度，功率特性，循環(huán)壽命和安全性的維度進行篩選。另外從電池封裝形狀上又可分為圓柱，軟包（疊片和卷繞），方形（疊片，卷繞，并聯卷繞）。各個類型的電芯重要特點總結如下：
2.電池測試評價體系
三橫四縱評價體系。三橫:以電芯為核心的關鍵零部件、電池模組、電池系統(tǒng)三大產品維度，根據不同開發(fā)階段開展不同的測試評價;四縱:認可試驗、標定試驗、拓研試驗、虛擬驗證四大試驗類型，驗證項目近158項，其中系統(tǒng)熱安全、電安全及機械安全33項。其中熱安全又包括11子項，29分項;電氣安全包括15子項，33分項;機械安全包括17子項，35分項。
3.認可實驗
五步四級電芯管理辦法，包括技術狀態(tài)管理、工藝、材料信息建檔管理。
對電芯從外特性到內部材料、工藝進行分級開發(fā)管理，實現從應用的技術可行性向產品的批量可行性進行評估管理。
4.標定實驗
這是對整車動力性，經濟性，環(huán)境適應性，耐久性，熱平衡，SOC算法驗證的過程。
5.拓研實驗驗證
電池全生命周期性能評價
整車高水位涉水
高濕環(huán)境下的電氣安全距離研究
高空跌落試驗
持續(xù)火燒試驗
動力鋰離子電池系統(tǒng)剖切試驗
6.虛擬仿真驗證
在產品開發(fā)階段虛擬驗證共計進行兩類(結構、熱)兩級(模組級、系統(tǒng)級)40項仿真分析。
