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探尋電池高性能支點,蔚來分享動力電池加熱經驗

2019-12-05 16:16:16 來源:大比特商務網 點擊:4740

【大比特導讀】11月8日的“第十三屆(上海)新能源汽車核心電源技術研討會”上,上海蔚來汽車有限公司的主任工程師袁圣杰則帶來了《動力電池的加熱應用》的主題演講。

在11月8日的“第十三屆(上海)新能源汽車核心電源技術研討會”上,上海蔚來汽車有限公司的主任工程師袁圣杰則帶來了《動力電池的加熱應用》的主題演講。

在電動汽車的推廣過程中,動力電池一直以來都是各大廠商關注的重點,續航、充電時間和使用安全性均主要受動力電池特性的制約。目前主流外部加熱方式存在能耗高、時間長、效率低、效果差,需要消耗不少的電能,沒有連接充電樁的情況下則需要靠車輛動力電池本身的電能來加熱,這會讓本身續航能力不足、低溫縮短續航里程的新能源汽車“雪上加霜”,續航能力大打折扣。作為造成新勢力的典型代表企業之一,有著“中國的特斯拉”之稱的蔚來汽車,在本次演講中就詳述了動力電池加熱方案。

動力電池

本次演講中袁圣杰從四個角度講解了動力電池的加熱:機遇與挑戰、加熱應用的可能性、影響分析、實現方式。

演講開始袁圣杰列出了一串數據,在中國的新能源汽車銷量統計中,2011約有8000,2018年大概增至125萬輛。2019年前三季度大約70多萬輛,可以明顯看到銷量處于一個增長趨勢,同時袁圣杰說道,新能源汽車在接受程度也越來越高,隨著國家的補貼的一些補貼,新能源汽車的市場也會越來越大。

由此肯定,新能源汽車機遇是非常大的,但是同時也會帶來挑戰。袁圣杰認為挑戰來源于于消費者的需求。隨著技術的發展,消費者對續航里程的要求也在不斷增加,面臨著更高的用戶期望,新能源汽車需要更長的行駛距離和更快的加速度。

作為電池設計的電池生產商,需要續航里程長、加速性能好、價格便宜、充電時間短、壽命長。要做到這些,就需要廠商平衡安全、功率、壽命等關鍵點,這也正是各大廠商面臨的主要問題。

袁圣杰在演講中提出了三個大方向,第一是針對現有設計的改善,包括涂布量、涂布厚度、徒步材料壓實度、電機疊層、電極箔厚度等。第二個是電池材料的研發,現在主流的方向是往高鎳的材料發展,比如高鎳三元正極、Si/Si-C負極。第三個就是新體系電池的研發,例如固態電池。

接下來,袁圣杰就講到了本次演講的重點:溫度不同電池的表現也不同。溫度的主要影響在三個方面。一個是內阻,反應到車上就是加速。 除了內阻外還有功率和壽命。所以說當電池在性能最優溫度區間工作,電池性能可以做到最大化。

袁圣杰列了一個簡單的電池工藝數據。

電池數據

針對第一張圖表,袁圣杰講解道:“SOC簡單來說就是電池的電量。這個數據分別是在25℃與45℃的情況下計算的。按照規劃的APP系統方法計算功率,我們發現分別在25度和45度下,由于內部降低電池的活性,平均提升27%的性能。對于超車加速或者是駕駛感受表現明顯。”

下一張圖是可用電量的提升。“大家可以對比一下這條藍色的低溫線和這條綠色的常溫線。我們看到隨著溫度的降低和升高,這個能量是具有明顯的變化。”

除了性能之外、袁圣杰也列出數據表明,溫度對壽命也有所影響。他總結道“一般來說我們期望電池系統能在15~35℃的區間內運行,從而實現最佳的功率輸出和輸入、最大的可用能量,以及最長的循環壽命。如果要壽命長,那就需要更多的冷卻時間,你這樣的話耗電量是比較大的,所以可能還是把壽命控制在20或者30,這些都需要根據實際情況去把控的。 ”

動力電池

要保證溫度,就要依靠車子上面的幾種冷源和熱源,袁圣杰此次就例舉了HVH Motor 和HVAC。利用不同配置配置,控制溫度的變化,在被動加熱、被動冷卻、主動加熱和主動冷卻中尋找平衡。

在最后,袁圣杰說道,要通過提升電池運行溫度來提升電池性能,實現能量和功率的雙贏,這不僅僅是哪一方的職責,應該是是OEM和電池供應商的共同責任。所以希望行業能多交流多嘗試,打造更好的研發環境。

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動力電池 新能源汽車

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