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動力鋰電池系統(tǒng)關鍵技術取得長足進展

時間:2022-11-01 17:10:20來源:鉅大LARGE

導語:?天津市對電池拆卸,回收利用的關注度比較高,法規(guī)的發(fā)布和進化可能也是目前行業(yè)工作當中重要的一個方面,完全閉環(huán)的循環(huán)利用。

  9月9日-10日,2017中國汽車產業(yè)發(fā)展(泰達)國際論壇在天津舉行?;顒蝇F(xiàn)場,“能源多元化與汽車產業(yè)戰(zhàn)略選擇”的專題對話正在進行,中國汽車技術研究中心首席專家竇汝振做了主題發(fā)言。

  以下為演講實錄:

  大家好,我就動力電池系統(tǒng)關鍵技術結合我們的工作,包括我們的目前研究給大家做一個匯報,這次論壇本身的內容還是面向行業(yè)的。這里面我的PPT當中雖然會也一些技術內容,但是我想通過這些工作更多還是介紹一些觀點,判斷和一些看法。

  這次論壇的主題就是新業(yè)態(tài),新的理念。從目前論壇的兩天內容來看,比前幾年回顧上從我們的內容上更豐富,更有沖擊力,幾年前的提法,預見也變成了現(xiàn)實,還有新的內容加入。旁邊的論壇上午有一個主題,傳統(tǒng)產業(yè)和新進入者的交鋒,非常的激烈。這里面具體的觀點我就不再重述了,至少給我了一個啟發(fā),新舊產業(yè)發(fā)展的變革過程當中對產品的技術路線,產品的實現(xiàn)路徑提出了更多的挑戰(zhàn),這種差異化恰恰本身也是新舊產業(yè)變革當中非常重要的原因。

  這是電動車百人會做的統(tǒng)計,這里面我講一個數(shù)字,我們現(xiàn)在產業(yè)的集中度會越來越高,從動力電池系統(tǒng)的角度,或者動力電池的角度,現(xiàn)在前十家的企業(yè)已經實現(xiàn)了產業(yè)集中度出貨量的80%以上,這里面統(tǒng)計數(shù)據(jù)的口徑我們不管他具體數(shù)字是多少,我想無論是從數(shù)字,還是從我們整車廠對于配套廠家的選擇上大家也可以看到快速的發(fā)展。

  這個是我們目前從零部件產品目前發(fā)展的階段,正是處在市場發(fā)展變革當中。從零部件當中支持新能源汽車的發(fā)展應該說比以往的要求更嚴苛,性能、質量的要求更嚴格,迭代的周期會更加快。

  我報告是三個內容,一個是對電池系統(tǒng)的要求,這個我剛才說了也是分享一些觀點。另外,作為我們的實踐,目前我們在圓柱技術路線的選擇,相應電池系統(tǒng)開發(fā)方面也跟大家通過實際的工作分享我們一些看法。最后通過產業(yè)政策,目前基本的現(xiàn)狀跟大家做一個匯報。按照國標的內容,我們就不一一說了?,F(xiàn)在目前從產品的關注度上來講,一方面是安全性,另外一方面可靠性,這是作為零部件必須要實現(xiàn)的要求,另外對于電池系統(tǒng),電池單體都有具體的內容。這個實際上從另外一個角度說明我們整車產品,特別是新能源汽車產品目前階段所面臨的一些復雜性的要求,是通過實實在在的產品,實實在在的一些技術路線要把它進行實現(xiàn)。比如說從整車對于電力電池系統(tǒng)對于安全性的角度也羅列了內容,這也不是全部。

  這些內容會對我們產品的設計,以及我們的控制策略,以及技術實現(xiàn)的方式方法提出一些要求。包括對于后續(xù)的產品檢驗,生產制造過程,以及對生產裝備的要求都提出了跟過去應該說傳統(tǒng)汽車生產制造,以及傳統(tǒng)的電子產品,或者是電池生產工藝要求完全不同的一些內容。所以這個是我剛才前面講到的,從新舊產業(yè)變革過程當中,一個是有產業(yè)的機遇,另外要求并不是在簡化,并不是減少。我這個也很難講是更難了,還是更簡單了。所以這塊我基本的看法,這是對電池管理系統(tǒng)的一個BMS的要求,后面我們在產品研發(fā)路徑當中也會結合這個介紹一下我們的做法。我們從安全的角度把電池包的部件羅列出來。從我們的一些考核的要求和考核內容上,有哪些內容是需要必須去完成的,完成的程度要到多少。

  那么,剛才說到技術路線,或者是實現(xiàn)路徑,目前來講,我想從產業(yè)發(fā)展的過程來講,還存在很多不確定性,一方面為很多新進入者提供了機遇,同時對于傳統(tǒng)的車企,傳統(tǒng)的零部件,還是對新進入的造車者,或者新進入的零部件都存在不確定性。比如說我們現(xiàn)在的燃料,因為這個會場的主題就是能源多樣化。所以,我們新能源汽車,包括我們一些清潔燃料,包括我們氫燃料電池,以及動力電池不同的材料體系這里面到目前為止,無論是純電動,插店式,增程式都沒有形成到歸集到大家都完全認同,實現(xiàn)所有要求的技術路徑。

  所以在這里面,比如說我剛才講的磷酸鐵鋰,包括不同的封裝,是方殼圓柱,還是軟包,大家從整車廠的配套體系,雖然前十位的電池企業(yè)聚焦了80%的產能,但是實際上在我們的行業(yè)當中還有幾百家所謂的企業(yè),動力電池企業(yè)也在做相應的產品。所以,這塊,我們的發(fā)展對未來目標的判斷,實際上跟我們面臨的困難中間,實際上是我們進行技術路線選擇,以及路徑的背景。

  我們在圓柱動力電池方面選擇了基本的技術路徑,這塊我們也是從產品、技術,以及我們生產制造,以整個體系完備方面都做了全面的分析。比如說圓柱動力電池的優(yōu)缺點,這里也羅列了。這里面不同的體系,不同的封裝有各自的優(yōu)缺點。

  另外一方面,多并聯(lián)可降低不一致性,我們可以提供數(shù)量更多圓柱型電池的可靠性。對于21700的電池再說一下,大家知道18650是前期消費類電子產品延續(xù)過來的封裝結構。這個在新能源汽車當中有很多設計,所以有名的特斯拉的,跟松下的合作,從特斯拉model3也進化到了18700。

  特別是從成本,這里我特別強調的是我們從性能指標要求上來說是一個方面,另外一方面從安全性,包括成本方面也是我們不得不去解決的一件事情,所以這方面我們認為在21700,或者延續(xù)圓柱動力電池的相對成熟的體系方面,有他的優(yōu)點。后面我還會提到回收利用,我們可能也會牽扯到這方面的看法,觀點和判斷。

  這是我們21700一些廠家在剛才提到的,EV,包括HEV,或者是PHEV,這些不同的應用方面,也有了更多的性能上的一些進化,這是力神(音)的三種不同的規(guī)格。

  回到我們在做什么,天津清源(音)跟美國一家公司PPI在進行電池開發(fā)模組的設計,我們的出發(fā)點剛才提到了,首先是安全,包括性能和成本,后面有一些基本性能我就不再強調了。我們從產業(yè)進化的階段來看,對于生產效率,一致性的保障,生產環(huán)節(jié)我認為是更值得關注的。這是我們認為安全性的技術路線,這里面提到,我們對于電芯溫差的控制能夠達到2度的范圍,這個是很難做到的。但是又是不得不做到的。這個跟整個電池包內部的溫差控制是非常相關的,我們可能會提升一些成本,喪失一些能量密度,但是對于安全性的保障,包括我說的電池壽命的保障又是不得不去解決的。這個因果顯然是我們對于安全和性能的要求,或者從安全性的角度,包括壽命的角度是第一位的。

  我再補充一下,右上角的圖,保障這個前提下,我們對成本要通過一些技術手段,比如說更高效的散熱能力,其他的技術設計要去實現(xiàn)。這是我們預計性能的要求,比如說左下圖,我們用蜂窩鋁的形式做減重,包括我們的控制策略,我們的控制方法。這里面就是我提到的,我們按照汽車產業(yè)的要求,其實對過去電池生產,或者電池模組的生產,按照供應鏈管理要求應該有更高的要求,只有這樣才能做到批量產品的安全和可靠。這是我們做的一款電池包,而且按照剛才前面吉利李總提到的,按照整車廠的要求,我們面對不同的產品,希望做模塊化產品的設計和開發(fā)。

  這是我們生產過程的流程圖,我們希望,或者說我們現(xiàn)在的設計,提高進一步的生產效能,比如說模組的生產線,我們設計的體能一年達到16萬,這個是步驟,我就不一一說的。

  我們對于Pack希望一年做到10萬的產能,只有這樣的量才能支撐我們的目標,這是按照整車廠不同階段的開發(fā)驗證。這個是技術路線圖的要求,就不一一說了,這里強調是我們希望電池成本最后行業(yè)的發(fā)展,滿足客戶的要求。

  最后一點,我們把電池回收利用簡單介紹一下,重點的是環(huán)保,另外必須實現(xiàn)資源可循環(huán)利用,這種的新能源對于回收利用的要求實際上是跟我們傳統(tǒng)產業(yè)面臨完全不同的情況。按照目前的法規(guī)要求,已經發(fā)布的,已經有相應的一些標準,正在起草的,包括正在計劃的,也正在推動過程當中,這里額外插一句,我也是天津市新能源準入的專家。天津市對電池拆卸,回收利用的關注度比較高,法規(guī)的發(fā)布和進化可能也是目前行業(yè)工作當中重要的一個方面,完全閉環(huán)的循環(huán)利用。這是一些回收的方法。

  模式有很多,包括這是北汽給的一個整車廠的回收利用的方案,所以,很多企業(yè)已經在進行相關的工作,這是我們受到一些因素的影響,這塊會提升我們的安全處置的一些工作。但是確確實實目前來講還在提高企業(yè)的成本,這個是不得去面對的,這是中汽中心做了電池回收聯(lián)盟的工作,怎么推動挑戰(zhàn)和要求,這個就是我全部的報告內容,跟大家做一個簡短的匯報,謝謝大家。


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