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助力新能源汽车发展,一汽高工分享动力电池发展趋势

2019-11-29 17:02:41 来源:大比特商务网 点击:1077

【大比特导读】2019年11月8日,一汽集团公司高级经理、研究员级高工田洪福先生在“第七届(上海)新能源汽车电驱动与BMS技术研讨会”带来了《新能源汽车动力电池技术现状与发展》的主题演讲。

据工信部数据,2019年1-7月,新能源汽车产销分别完成70.1万辆和69.9万辆,同比分别增长39.1%和40.9%。新能源汽车从最初的小规模示范运行,发展到如今产销量接近中国汽车市场的5%,但火爆的新能源汽车市场背后,是近年来频频发生的车辆自燃、电池寿命短、充电桩运营商各自为政、充电耗时费力等问题。因为续航、充电时间和使用安全性均主要受动力电池特性的制约,所以动力电池也越来越成为各大厂商关注的重点,

一汽集团公司高级经理、研究员级高工田洪福先生带来了《新能源汽车动力电池技术现状与发展》。新能源动力电池是新能源汽车的三大核心技术之一,动力电池产品的质量、安全、可靠性与性能影响着整个新能源汽车行业的有序发展。田洪福先生也十分关注动力电池的发展。在本次会议中就分享了关于动力电池的技术经验,并对未来动力电池的发展方向做了简单预测。

一汽集团公司高级经理/研究员级高工田洪福

一汽集团公司高级经理/研究员级高工田洪福

在演讲中,他主要探讨了动力电池的技术现状、发展趋势和现阶段技术需求。

技术现状

田洪福首先给出了一份数据图,包含专用车、客车和乘用车这三种车型的动力电池装机量。

“按照原来行业预测,到2020年,新能源汽车市场保有量达到500万元。现在看到2018年为止是我们保有量达到了260万辆。按我国电池情况来看,在国内市场主要有两个方向,主要是是磷酸铁锂和三元。从去年装机量情况来看,对不同的车型选择路线也是有一定差别,像我们乘用车,可以看到三元占比不大,占比10%。 ”

2018年各种车型动力电池装机量(亿Wh)

2018年各种车型动力电池装机量(亿Wh)

全球动力电池市场格局上,田洪福讲到现今动力电池供应商以中日韩三国厂商为主。其中,日本电池企业以松下为代表,韩国厂商以LG化学、三星SDI为代表,中国企业则以宁德时代、比亚迪为代表。

至于现阶段存在的问题,田洪福提到了六个方面:制造工业仍待提高、安全问题重视不足、企业研发需要加强、尺寸统一挑战大、产能扩增更快而优质产能不足、行业深受原材料涨价及成品降价压力。

新能源动力电池技术发展趋势

在讲到发展趋势的时候,田洪福先列出来了四个大方向。

1)固体电池及锂硫电池

乘用车电池近期还以三元材料(NCM)体系为主,但未来几年,固体电池及锂硫电池可能会成为电池技术的主要研究方向,从而大幅提升能量密度,同时金属空气电池和燃料电池的研发也会继续发展。随着电池技术的不断提升,续驶里程可以等同甚至超过燃油汽车,电动汽车的大面积推广和应用成为可能。

动力电池

2)大功率充电

目前最大充电功率为120kW,未来将达到 350kW,充电时间从 40 分钟减少到 15 分钟以内,具备更好的用户体验。同时,大功率无线充电技术也将逐步应用,未来甚至可以实现边走边充电,新能源车使用将更加便利。

3)双向电力输出

未来,新能源汽车作为移动电源,可以实现双向电力输出,成为电网峰谷储能系统,提高电网使用效率,促进电力资源的合理分配和应用,成为别墅及有单独院落家庭的峰谷储能系统。

4)在线实时优化

通过大数据技术搜集用户的使用习惯,在线实时优化整车的控制策略和电池的充电策略,提高使用经济性(减少电量消耗)和电池的循环寿命。

针对锂离子电池技术发展方向,田洪福说道锂离子电池技术进步,主要来自关键电池材料创新研究与应用进展,通过新材料的开发进一步提高电池性能,提高质量,降低成本,改善安全性。为满足下游应用对电池能量密度提升的要求,一方面通过采用高比容量的材料,另一方面可通过提高充电电压,采用高电压材料。

“近中期会在优化现有体系锂离子动力电池技术满足新能源汽车规模化发展需求的同时,以开发新型锂离子动力电池为重点,提升其安全性、一致性和寿命等关键技术,同步开展新体系动力电池的前瞻性研发。再远一点,会在持续优化提升新型锂离子动力电池的同时,重点研发新体系动力电池,显著提升能量密度,大幅降低成本,实现新体系动力电池实用化和规模化应用。”

动力电池的需求

根据目前的状况,新能源乘用车安全性始终是核心,现在的目标首要是开发免火灾电池,田洪福讲到提高电池的产品质量是中国电池产业的艰巨任务,Cpk值必须达到汽车工业的水平。而能量型电池2020年有望实现高于300Wh/kg的目标,并具备一定的快充性能;

新能源汽车

电池寿命也将突破目前概念,向1万次迈进,彻底解除人们对电池可靠性耐久性的不信任,并留有足够的再利用价值;电池系统成本降低到1元/Wh以下,实现电动汽车综合成本低于传统车,结束燃油车的历史。

除却安全性化,市场同样要求电动车电池组一体化布置,实现轻量化小型化。

“我们国内的做法,是将电池组布置在车中部,这是比较合理的,可以通过一体化设计,将电池组外壳与车架融为一体,很好地保护起来,即减轻了整车重量,又降低了电池组所占空间。国外就是运用90kWh锂电池组,通过50kW直流充电设备进行快速充电,大概需要两个小时。”

同时他说道,在当今的新能源汽车市场,仍然需求动力电池企业与整车厂合作持续升级。新能源汽车整车企业获取电池技术主要采取自研、合资和外购三种途径。车企通过外购方式获得动力电池产品时,有更强的自主性和灵活性,可减少电池技术路线带来的风险。在动力电池降成本、标准化制造、商业模式创新求变的大背景下,车企和动力电池企业的战略合作也正在提速。未来动力电池与整车厂合作将基于产品开发、市场开拓、商业模式创新等多维度考量而形成的贯穿产业链的深度战略合作将成为主流趋势。

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