鉅大LARGE | 點擊量：746次 | 2018年11月26日
安全性是動力電池未來設計中的重中之重
2018年11月8日，以“新時代·破而立：前行中的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)折之路”為主題的“鋰想”2018第三屆動力電池應用國際峰會(CBIS2018)在北京興基伯爾曼飯店開幕。奇瑞新能源汽車技術(shù)有限公司系統(tǒng)部部長曾祥兵出席會議并發(fā)表演講，他從四個方面分享了動力電池系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，分別為：第一，整車對動力電池需求的關(guān)鍵；第二，動力電池發(fā)展趨勢；第三，動力電池系統(tǒng)前瞻性設計；第四，從電池系統(tǒng)應用里面隱含充電系統(tǒng)發(fā)展趨勢。以下為主題演講內(nèi)容。
尊敬的各位院士、各位同行專家，我剛才看了一下咱們各位專家的演講，突然發(fā)現(xiàn)我們整車廠是在產(chǎn)業(yè)鏈里面最末端的，就是說我們最終要把上游的各個鏈條整合，最終是要真正的交付給消費者終端客戶，所以我今天在這里也給大家分享一下動力電池系統(tǒng)發(fā)展的趨勢，就是一些想法吧。
從幾個方面：第一，整車對動力電池需求的關(guān)鍵；第二，動力電池發(fā)展趨勢；第三，動力電池系統(tǒng)前瞻性設計的一些想法；第四，從電池系統(tǒng)應用里面隱含充電系統(tǒng)發(fā)展趨勢的一些分享。
第一，整車對動力電池的需求。
這也是很多年前我們一直做的，關(guān)于客戶對于我們整車的需求，可以看到這些圈圈的概念里面，消費者以前到現(xiàn)在，對于整車里面電池的壽命、續(xù)航里程、電池成本的經(jīng)濟性，這些方面一直都是不變的永恒的話題。
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%
從上面剛才用戶的一些需求，動力電池我們從整車分解：1，動力性，整車動力性對于電池來說就是我們電池的功率特性，尤其是更寬的環(huán)境適應度，對我們來說要求是很期待的。2，經(jīng)濟性，比如說續(xù)航，單度電能夠行駛的里程以及單度電的成本。3，安全性。4，可靠性。就是我將來能夠使用多長時間，因為這是一個昂貴的產(chǎn)品。5，充電便利性。
我們會從這五個上面，我們做設計的時候也是會進行逐步的分解。1，動力系統(tǒng)，持續(xù)放電能力等。2，經(jīng)濟性，單車低能耗、充放電效率等。3，安全性，機械耐用安全、電安全、熱失控安全。4，可靠性，循環(huán)耐久實驗。5，充電便利性，因為要充電，考慮到消費者的需求，充電設施、充電形式、能力都是我們的挑戰(zhàn)。
能量密度的趨勢，現(xiàn)在綜合來看，從當前的230—250瓦時/公斤，未來我們希望能夠突破做到550瓦時/公斤，當然這個時間非常長。在這個過程中我們可以看到，從用戶的角度來說，希望這個能量密度能夠無限的提升，但實際上從我們做整車的平衡度，從平衡性來講、經(jīng)濟性來講，我們其實做整車的角度也不希望這個能量密度是一個無限的趨勢。另外一方面，我也認為我們這個能量不斷提高，電池安全性應該也是值得商榷的一個事情。
如果隨著能量密度的提升，我們能夠更好的應對顧客，我們希望我們的續(xù)航里程也能夠不斷的提升。從圖上來看，希望我們的里程最終電動車能夠超到1000公里，這是我們的目標，我覺得這個目標還是非常難的，就是未來5—10年都是非常難的，我們整車也要結(jié)合電池的發(fā)展水平，我們也應該制定比較切實實際符合消費者欲求的產(chǎn)品。隨著現(xiàn)在大家也在講后補貼時代，我們也做了一些調(diào)整、做了一些調(diào)研。從消費者來說，長里程、短里程都是有需求的，除了這張表以外我們也在思考，后面我們可能在今年或者明年會陸續(xù)推出短續(xù)航的，200、250公里以上，真正滿足家庭里面的第二輛車或者上下班代步需求車輛的細分市場，同時這樣一個目標我們放到更長的，將來去替換家庭的第一車的目標。
這里我們也分享一下前瞻性設計，當然這個圖我的本意是想我們有幾個方向：
第一個，現(xiàn)在我們講的一體化的，就是我們電池包這種嵌入式設計上面，希望這方面能夠更多的加強咱們電池系統(tǒng)的安全防護。另外，我想提出一個新的概念，我們也希望這個電池可以模塊化的裝到整車里面，我們電池的下殼體和整車的下底板能夠渾然一體，真正把電池以模塊化的方式到整車里面進行分裝，當然這個理念是建立在我們電池的一致性有足夠好的前提下，這個確實能夠提升咱們整車電池系統(tǒng)的能量密度，也能降低很多的成本。
第二個，要推出平臺化的概念。我覺得行業(yè)上，原來我們想從電芯的層級想推進標準化，后來發(fā)現(xiàn)很難推動下去，后來慢慢我們發(fā)現(xiàn)可以從模組角度進行平臺化的推廣。模組的推廣以后有什么好處呢？對我們整車的電池系統(tǒng)的設計也可以趨向標準化、模塊化，對于電池系統(tǒng)的設計能夠降低很多的驗證或者開發(fā)的風險。這個模塊化設計尺寸的時候我們是考慮去兼容電芯，各種不同的電芯，比如現(xiàn)在我們還有軟包、方形或者是圓柱，我們可以找一個相對合理的尺寸能夠結(jié)合不同的電芯，這樣對技術(shù)路線也不可能單一化，其實在我們公司現(xiàn)在這個已經(jīng)推行的非常不錯，如果有跟我們合作的電池供應商應該能夠感受到這個好處，最起碼我們從方形和軟包做成統(tǒng)一化的模塊。
第三個，電池輕量化的設計，要堅持不懈的追求。我們從這里做了一個分布的分析，模組要占到74%，第二個就是箱體，這兩個要提升電池系統(tǒng)的能量密度，這兩個是核心的一個任務，模組這個層級上面更多的是不斷的提高電芯的能量密度，箱體占17%的方面，我們可以采用不少先進的材料，我做了一個階梯圖，現(xiàn)在我們可以從普通的鋼板到高強度鋼板的應用到鋁型材的應用，再到塑料件和將來的碳纖維，能夠充分的降低電池包整體附件的重量。
第四個，對于電池系統(tǒng)，目前據(jù)我了解的各大主機廠，對于電池系統(tǒng)本身賦予的含義，除了充電、放電功能以外，整車層面上做了太多的整車功能層級，我們也希望把整車電池包控制的一些功能要簡單地放到整車控制器里面，讓電池系統(tǒng)更加趨于簡化的外界接口。
第五個，安全性。其實我們本身電池系統(tǒng)都是圍繞安全性，像熱管理，像電池、電芯隨著溫度的變化，性能變化也是非常大的，對于消費者來說，是不可能為電池性能技術(shù)的缺陷來買單，所以要做好充分的熱管理系統(tǒng)，高溫要冷卻低溫做好加熱?，F(xiàn)在加熱普遍的目標是負20度，這樣的目標下大概目前兼顧中國的區(qū)域，中國的北方還是有一定的極限性的。低溫加熱方面，現(xiàn)在我們加熱時間還是有點長，怎么樣結(jié)合電池的特性，能夠?qū)嵭锌焖俚募訜幔F(xiàn)在也是非常重要的一個方面。第二個方面，高壓安全，這個高壓安全首先是電池系統(tǒng)本身的使用高壓安全，應該從電池系統(tǒng)，從裝配生產(chǎn)的高壓安全，到應用使用的安全，以及到售后維修安全方面，要全方位的考慮到設計。第三個方面，電池管理系統(tǒng)。當前中國電池管理系統(tǒng)相對功能化的，從可靠性方面應該還需要做大量的工作，怎么把SOC算的更精準，而且隨著電池不斷衰減的過程中和使用過程中能夠把SOC去算精準。還有，現(xiàn)在隨著智能駕駛、無人駕駛的發(fā)展，電池管理系統(tǒng)隨著整車納入互聯(lián)網(wǎng)應用的時候，智能網(wǎng)聯(lián)安全的概念設計現(xiàn)在也要逐步應用和推進。第四個方面，結(jié)構(gòu)性安全，就是如何在一定車速的使用情況下，能夠從電池系統(tǒng)、整車結(jié)構(gòu)上能夠最大限度的保護安全，當然這個目標也不是無限制的，但是要保證結(jié)構(gòu)安全設計。
這一切還要有一個先進的測評系統(tǒng)，我們這個層級里面主要著重于安全耐用這方面的全景圖，我們要建立完整的測評體系，不光建立，在實際上實施的時候也是要逐一去驗證，真正的保證電池系統(tǒng)的安全性。
第四，充電系統(tǒng)發(fā)展趨勢。
從這個圖可以看到，首先，家用充電，就是家里充電的方式還是要有的，因為不同的客戶群體有不同的使用場景。第二個，我們開始用對面的樁充，就是交流慢充，功率最大的已經(jīng)能做到6.6千瓦，現(xiàn)在還有推到11千瓦的，可以降低局部用電集中的形式。第三個，滿足一定場景下，直流快充，因為直流快充的功率特別大，我們?nèi)绻^度的集中用這種形式，對于用電的集中力度挑戰(zhàn)是非常大的。德國也在推大功率的快速充電，從使用角度來說這是非常好的方向，但是從整車研發(fā)和對電池本身來說，大功率的快速充電還是有一些局限和挑戰(zhàn)的，如果那么大的快速充電，對我們整車超大的電纜布置也是非常有挑戰(zhàn)的。第四個，換電的狀態(tài)，有人一直問我，這個技術(shù)是不是很難的一件事情？我說技術(shù)上真的實現(xiàn)不是很難，關(guān)鍵是怎么去統(tǒng)一換電標準，怎么去協(xié)調(diào)換電各個整車廠的利益，怎么能夠和諧的平衡，我覺得這個是難點。第五個，我們逐步也在推出一些無線充電，其實說大規(guī)模的應用場景我覺得還是有局限，但是無線充電可以跟哪些場景呢？比如咱們的智能駕駛，或者有特定的停車區(qū)域，這個其實是有意義的，在這個區(qū)域相對比較封閉，它的無線充電安全性的挑戰(zhàn)就能夠有一些降低。
智能充電，就是能夠采用遠程預約或者隨時隨地APP的查詢、以及周邊充電設施系統(tǒng)的輔助，這樣能夠幫助消費者找到便利的一些設施。
總結(jié)起來幾個方面，第一，動力電池系統(tǒng)應該屬于初期相對偏中期的階段，但是還要在多個方面，尤其在咱們中國制造行業(yè)里面的精細度和一致性上還要取得更多的突破。第二，電池系統(tǒng)的前瞻性設計，還需要做更多的技術(shù)儲備、做更多的開發(fā)工作。第三，安全性仍然是我們未來設計的重中之重。
