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探寻电池高性能支点,蔚来分享动力电池加热经验

2019-12-05 16:16:16 来源:大比特商务网 点击:7492

【大比特导读】11月8日的“第十三届(上海)新能源汽车核心电源技术研讨会”上,上海蔚来汽车有限公司的主任工程师袁圣杰则带来了《动力电池的加热应用》的主题演讲。

在11月8日的“第十三届(上海)新能源汽车核心电源技术研讨会”上,上海蔚来汽车有限公司的主任工程师袁圣杰则带来了《动力电池的加热应用》的主题演讲。

在电动汽车的推广过程中,动力电池一直以来都是各大厂商关注的重点,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。目前主流外部加热方式存在能耗高、时间长、效率低、效果差,需要消耗不少的电能,没有连接充电桩的情况下则需要靠车辆动力电池本身的电能来加热,这会让本身续航能力不足、低温缩短续航里程的新能源汽车“雪上加霜”,续航能力大打折扣。作为造成新势力的典型代表企业之一,有着“中国的特斯拉”之称的蔚来汽车,在本次演讲中就详述了动力电池加热方案。

动力电池

本次演讲中袁圣杰从四个角度讲解了动力电池的加热:机遇与挑战、加热应用的可能性、影响分析、实现方式。

演讲开始袁圣杰列出了一串数据,在中国的新能源汽车销量统计中,2011约有8000,2018年大概增至125万辆。2019年前三季度大约70多万辆,可以明显看到销量处于一个增长趋势,同时袁圣杰说道,新能源汽车在接受程度也越来越高,随着国家的补贴的一些补贴,新能源汽车的市场也会越来越大。

由此肯定,新能源汽车机遇是非常大的,但是同时也会带来挑战。袁圣杰认为挑战来源于于消费者的需求。随着技术的发展,消费者对续航里程的要求也在不断增加,面临着更高的用户期望,新能源汽车需要更长的行驶距离和更快的加速度。

作为电池设计的电池生产商,需要续航里程长、加速性能好、价格便宜、充电时间短、寿命长。要做到这些,就需要厂商平衡安全、功率、寿命等关键点,这也正是各大厂商面临的主要问题。

袁圣杰在演讲中提出了三个大方向,第一是针对现有设计的改善,包括涂布量、涂布厚度、徒步材料压实度、电机叠层、电极箔厚度等。第二个是电池材料的研发,现在主流的方向是往高镍的材料发展,比如高镍三元正极、Si/Si-C负极。第三个就是新体系电池的研发,例如固态电池。

接下来,袁圣杰就讲到了本次演讲的重点:温度不同电池的表现也不同。温度的主要影响在三个方面。一个是内阻,反应到车上就是加速。 除了内阻外还有功率和寿命。所以说当电池在性能最优温度区间工作,电池性能可以做到最大化。

袁圣杰列了一个简单的电池工艺数据。

电池数据

针对第一张图表,袁圣杰讲解道:“SOC简单来说就是电池的电量。这个数据分别是在25℃与45℃的情况下计算的。按照规划的APP系统方法计算功率,我们发现分别在25度和45度下,由于内部降低电池的活性,平均提升27%的性能。对于超车加速或者是驾驶感受表现明显。”

下一张图是可用电量的提升。“大家可以对比一下这条蓝色的低温线和这条绿色的常温线。我们看到随着温度的降低和升高,这个能量是具有明显的变化。”

除了性能之外、袁圣杰也列出数据表明,温度对寿命也有所影响。他总结道“一般来说我们期望电池系统能在15~35℃的区间内运行,从而实现最佳的功率输出和输入、最大的可用能量,以及最长的循环寿命。如果要寿命长,那就需要更多的冷却时间,你这样的话耗电量是比较大的,所以可能还是把寿命控制在20或者30,这些都需要根据实际情况去把控的。 ”

动力电池

要保证温度,就要依靠车子上面的几种冷源和热源,袁圣杰此次就例举了HVH Motor 和HVAC。利用不同配置配置,控制温度的变化,在被动加热、被动冷却、主动加热和主动冷却中寻找平衡。

在最后,袁圣杰说道,要通过提升电池运行温度来提升电池性能,实现能量和功率的双赢,这不仅仅是哪一方的职责,应该是是OEM和电池供应商的共同责任。所以希望行业能多交流多尝试,打造更好的研发环境。

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