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动力电池6大痛点“定向爆破”

北极星储能网  来源:高工锂电    2020/8/21 13:26:22  我要投稿  

北极星储能网讯:摘要针对新能源汽车的安全问题,孟祥峰表示,目前整个新能源汽车安全问题原因是复杂的,有内部因素,也有外部因素。

新能源汽车大规模进入市场化的推广阶段之前,还面临着很多的痛点。分析来看,影响消费者购买的主要是六个方面:

一是成本太高;二是里程焦虑;三是电池环境耐受性比较弱;四是充电时间太长,比加油非常不方便;五是产品安全性,目前新能源汽车起火、自燃事故得到大家广泛关注,影响了消费者购买新能源汽车的信心;六是保值。新能源汽车二手车的残值跟燃油车相比,比例非常低。

这是宁德时代董事长助理孟祥峰近日在一个汽车论坛上的研判,在他看来,这些痛点很大程度上和动力电池性能或者特点密切相关,作为动力电池的供应商,宁德时代在和国内外主机厂一起克服上述短板和痛点。

在材料体系方面,过去三年,宁德时代通过高通用的计算和模拟的平台,实现了三元材料的优化,目前三元体系已经逐步成熟,下一步要把相同的计算方法转移到下一代电池材料体系的开发中去。

在电池集成创新上,在CTP的基础上,宁德时代进一步提出了CTC(Cell to Chassis),此技术将电芯和底盘集成一起,再把电机、电控、整车高压如DC/DC、OBC等通过创新的架构集成在一起,并通过智能化动力域控制器优化动力分配和降低能耗。

与传统的集成技术相比,CTC将使新能源汽车成本可以直接和燃油车竞争,乘坐空间更大,底盘通过性变好。基于此,可以实现电动汽车续航达到800-1000公里。

针对电动汽车低温性能差的问题,宁德时代主要从电池本体方面做改进,一是通过正极、负极和电解液液的优化,提高电池本体的低温性能。

二是通过巧妙利用电池本身的内阻和电机控制器的集成优化,实现了利用电池内阻自加热的功能,这个自加热利用电池本体和控制器的现有结构,没有增加任何硬件成本,只是在控制系统上做了优化。

该技术和电池外部加热相比,它的加热效率提高了4倍,可以达到每分钟2度以上的加热速率。另外,加热更加均匀,温度梯度也从40度降低到10度,均匀性更加完美。这个已经和主机厂在做车辆量产前的一些验证工作。

针对电动汽车充电慢的问题,宁德时代做了两方面探索。一方面和主机厂探索车电分离和换电模式;另外从电池本身上做突破。

宁德时代在快充方面处于领先地位,目前可以做到充电一刻钟,车辆续航提高400公里,实现了快速补电。

针对电池的衰减和二手车的残值过低的问题,宁德时代开发了长寿命电池,通过补给工艺将电池寿命提高到10000万次循环以上,可以将电动汽车的电池超过了车的寿命。

“这样梯次利用才真正变成了一个可以实现的技术方案,而不是目前的梯次利用只是停留在理念。电池只有做到真正的长寿命和高的可靠性,它的梯次利用才能变成现实。”

孟祥峰介绍,该技术已经应用到储能电站上,在福建晋江储能电站上应用了这个技术,目前运行良好,宁德时代希望电池从车辆报废之后用到下辆车,下辆车报废以后还可以应用到梯次利用的基站、电源上,这样实现一鱼多吃,实现整车电池成本下降。

针对新能源汽车的安全问题,孟祥峰表示,目前整个新能源汽车安全问题原因是复杂的,有内部因素,也有外部因素。

从电池本身来看,从材料的热稳定性、单体电池的耐高压、耐过充的技术上进行突破,同时从系统集成方面重点实现系统的防止热扩散,单体电池制造引发的内短路,目前难以完全避免,但可以通过技术的提升,降低事故概率。

如果发生了单体热失控,通过系统的防护可以将热扩散的时间进一步延长。目前国家的标准是规定了热扩散时间不得大于5分钟,宁德时代通过电池包的设计,已经实现了电池系统不发生热扩散,即使单体内发生了热短路,发生了失效,整个电池包不会燃烧的。

而在新的电池技术创新和突破上,宁德时代也走了一系列储备。

固态电池领域,循环寿命是目前固态电池最大的短板,宁德时代已经做到循环900次,衰退10%以内。

无钴电池方面,宁德时代在很早之前做了充分布局,同时,还布局更下一代的叫“无稀有金属电池”,不仅是无钴,连镍也可以替代掉,这样整车的续航可以进一步提高,整车成本可以大幅下降。

对于动力电池及电动汽车产业接下来的发展,孟祥峰提出了四方面的建议。

一是希望做更长远规划,明确引导车企要走向全面电动化的目标。类似于欧洲的《碳排放法规》,明确2030年目标,国内目前还没有相关的规划或者相关的约束的目标出现。

二是在公共领域的电动化。在2025年之前,私人乘用车在具备经济性上的竞争力之前,国内还是需要通过公共领域的拉动,去完善整个产业体系。

三是商业模式的创新。比如说车电分离行业上已经讨论很多了,比如说一鱼多吃,宁德时代开发了200万公里,一万次循环的电池,能不能在车辆报废之后应用到下一辆车上,这些都需要商业模式的创新、管理体系的创新。

四是整个配套产业体系。新能源汽车有很多与燃油车不同的特点,燃油车的一些安全检验、维修保养、保险制度、三包和召回,对电动车来说有的并不适用,目前还没有针对新能源汽车特点的管理政策,因此希望在政府端快速建立适用于新能源汽车全生命周期的管理制度,这样新能源汽车才能走得更稳更健康。


原标题:动力电池6大痛点“定向爆破”

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