纯电动客车对动力总成需求—电池篇2017年.ppt

集团公司规划部科技规划室 集团公司规划部科技规划室 集团公司规划部科技规划室 纯电动客车对动力总成的需求—电池篇 2017年5月 * * 内容提要 纯电动客车性能问题 2 纯电动客车成本问题 纯电动客车安全性问题 1 纯电动客车寿命问题 3 4 纯电动客车开发策略 5 几点看法 6 * * 动力电池总体要求 回收 成本 安全 性能 寿命 电化学基础 关键材料 电池设计 生产制造 系统集成 梯次利用 用户认知：目前存在安全性差、续驶里程短、充电时间长、购买成本高等问题。 前提 * * 内容提要 纯电动客车性能问题 2 纯电动客车成本问题 纯电动客车安全性问题 1 纯电动客车寿命问题 3 4 纯电动客车开发策略 5 几点看法 6 * * 好的电池是动力，是正能量；差的电池是燃烧力，是负能量。 充电过程燃烧 自2011年1月至2016年7月全球发生49起安全事故，其中纯电动客车22起，全部为国内车型。 （综合网络资料、电动汽车百人会） 纯电动客车数量少，但发生安全事故数量不少；载客量大，社会影响巨大。 1. 纯电动客车安全性问题 1.1 任重道远 静置自燃 行驶过程燃烧 * * 1.2 顶层设计 1. 纯电动客车安全性问题 安全性是一项系统工程，需要运营、整车、系统及电池综合设计。 电 芯 动力电池系统 电气/电子系统 电池管理系统 冷却/保温系统 低压/通信接口 高压接口 车辆电气/电控系统 车辆高压系统 车 辆 底 盘 / 车 身 车 辆 冷 却 系 统 外 部 环 境 通风 安 装 * * 1.3 多层举措 1. 纯电动客车安全性问题 构建安全控制体系，控制危险发生几率，消除/减小事故危害。 绝缘 、 接触防护失效 电击 燃烧 爆炸 电芯燃烧 、其他可燃 压力达到一定值 危险？ 危害！ 足够的绝缘强度和有效的接触防护，主动危险干预，针对绝缘缓慢失效， 阻止事故危害发生，保证安全裕量。 事故一旦发生，无法中断或降损。 隔绝外部触发因素散热，降低内部热 累积速度，内部组件的着火点温度阈 值足够高，导火导热装置等中断火灾 蔓延路径，阻止连锁反应阻燃材料， 降低燃烧损害，主动检测与灭火装置。 危险预控防护，中断和降损有效结合，泄压装置，避免爆炸，或降低爆炸的强度。 危险预控 防护 事故危害中断及减损 * * 1.4 电池安全技术 1. 纯电动客车安全性问题 针对电池安全性问题，开发陶瓷隔膜，以及具有隔断作用的添加剂。 液态电解液 多孔隔膜 干湿法PP、PE 三层复合隔膜 其他多孔膜…… 传统材料 隔膜 材料 电解 液体系 新型材料 无机陶瓷涂覆 聚合物涂覆 静纺纤维布 高低温改善型 宽电化学窗口 离子液体 功能型电解液 改性隔膜 未来方向 全固 态电 解质 各种功能型添加剂，如阻燃、成膜添加剂等 新型快离子导体及锂盐 凝胶聚合物电解质 复合聚合物电解质 半固态电解质 LiPF6型电解液 LiClO4型电解液 两者融合 其他溶质类液体 * * 内容提要 纯电动客车性能问题 2 纯电动客车成本问题 纯电动客车安全性问题 1 纯电动客车寿命问题 3 4 纯电动客车开发策略 5 几点看法 6 * * 2.1 里程焦虑 除了解决续驶里程外，还应确立电池维护服务，切实解决用户关切。 续驶里程短 2. 纯电动客车性能问题 1 整车 轻量化，大幅降低负重消耗的电池电量，用于行驶更长的距离 2 电池 高比能量，大幅度提高电池容量，优化系统，提高有效利用的电量 3 充电桩 广布式，像传统汽车加油一样便捷，发展无线充电技术 充电时间长 维护保养问题多 * * 2.2 低温杀手 低温时，电池效率降低，放电容量降低，内阻增加；长时间低温, 可能会被“冻坏”； 低温时，电动车续驶里程比正常情况降低约30%，使用成本增加约35%～45%。 综合网络，（电车之家） 电池“闯关东”，低温是第一大难题，解决不了低温，就很难推广。 2. 纯电动客车性能问题 * * 2.3 轻量化 在保证安全的前提下，动力电池与整车轻量化，提升电能有效利用。 来源：德国宇航中心 据报道， 对于纯电动 车，每降重100kg，可以节约电能 0.4kWh/km。 整车轻量化 与电动化、 智能化协同发展。 2. 纯电动客车性能问题 * * 2.4 轻量化兼顾成本 轻量化材料、轻量化制造及零部件，兼顾成本，开发车身和底盘。 来源：Design and Manufacturing Challenges of High Strength Steel in Automotive Light Weighting 2013-01-2901 Published 11/27/2013 2. 纯电动客车性能问题 材料 价格/kg 重量减少（vs钢） 超高强度钢/先进高强度钢