動(dòng)力電池常見的問題有哪些？它起火的原因又是什么？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-07-15 21:30
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2018年8月18-19日，由電車人學(xué)院舉辦的總裁班“雄鷹計(jì)劃”（黃埔一期）第2次課電動(dòng)化專題在北京理工大學(xué)舉辦，邀請(qǐng)中汽中心動(dòng)力電池領(lǐng)域首席專家、中汽中心試驗(yàn)所副總工程師王芳就動(dòng)力電池最新進(jìn)展和幾個(gè)核心問題探討進(jìn)行主題分享，現(xiàn)經(jīng)過編輯整理分享給行業(yè)參考。
以下為涉及主要方面：
問題1：關(guān)于動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題
問題2：關(guān)于動(dòng)力電池的技術(shù)發(fā)展路徑
問題3：關(guān)于2015~2018年電池系統(tǒng)能量密度、成組率變化趨勢(shì)
問題4：關(guān)于動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)分析，方形、軟包和圓柱成組效率
問題5：關(guān)于電池系統(tǒng)冷卻方式分析，自然冷卻、風(fēng)冷和液冷
問題6：關(guān)于動(dòng)力電池一致性的影響
問題7：關(guān)于動(dòng)力電池起火原因分析
問題1：關(guān)于動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題
動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展迅速，兩級(jí)分化嚴(yán)重，優(yōu)質(zhì)產(chǎn)能不足。在國(guó)內(nèi)新能源汽車產(chǎn)銷量迅速增長(zhǎng)的情況下，電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展也非常迅速，根據(jù)工信部車型數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年電池裝機(jī)量16GWh、2016年28GWh、2017年36GWh，2020年的需求是100GWh左右，但是根據(jù)我們粗略估算2017年電池行業(yè)的年產(chǎn)能已達(dá)到200GWh，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過實(shí)際需求量。
問題2：動(dòng)力電池的技術(shù)發(fā)展路徑
電池技術(shù)進(jìn)展，下圖是我們做“十二五”規(guī)劃時(shí)的圖，到現(xiàn)在為止沒有太大的變化，這是因?yàn)楝F(xiàn)有體系正極材料、負(fù)極材料有哪些都是確定的，只是不同正負(fù)極材料的搭配，能夠達(dá)到不同的性能指標(biāo)、能夠滿足不同車輛的使用。
具體來看，第一塊是現(xiàn)有電化學(xué)體系，已經(jīng)比較成熟；第二塊是現(xiàn)在正在研發(fā)應(yīng)該往產(chǎn)業(yè)化走，但是目前已經(jīng)提前走到產(chǎn)業(yè)化階段了，原因是什么？就是因?yàn)殚L(zhǎng)續(xù)航、高比能的要求和補(bǔ)貼政策的引導(dǎo)；第三塊是鋰硫、鋰空氣電池是未來的體系。
問題3：2015~2018年電池系統(tǒng)能量密度、成組率變化趨勢(shì)
2015年電池的系統(tǒng)能量密度是90Wh/kg，2017年是116Wh/kg，發(fā)展得比較迅速，相對(duì)來說還是符合發(fā)展規(guī)律的，但是到了2018年的4月份已經(jīng)達(dá)到了137.5 Wh/kg。為什么從2017年到2018年會(huì)有這么大的變化？由于新補(bǔ)貼政策的出臺(tái)。
2016年電池系統(tǒng)成組率是63%，2017年是67%，2018年前幾個(gè)月是74%，這是平均值。具體而言，2017年電池單體能量密度均值在173Wh/kg，系統(tǒng)均值在116Wh/kg，算出來的67%的成組率，這是從單體能量密度到系統(tǒng)能量密度的差異。
問題4：三元體系電池結(jié)構(gòu)分析，方形、軟包和圓柱成組效率
圓柱單體能量密度均值187 Wh/kg，系統(tǒng)均值在117.6 Wh/kg，成組率62.89%；軟包單體能量密度均值171 Wh/kg，系統(tǒng)均值在114.2 Wh/kg，成組率66.78%；方形單體能量密度均值144.17 Wh/kg，系統(tǒng)均值在105.5Wh/kg，成組率73.18%。
圓柱像18650的結(jié)構(gòu)缺陷，排布的時(shí)候需要增加冷卻系統(tǒng)以及其他結(jié)構(gòu)的這種排布使得它的成組率降低；方形成組率是最高的，最容易成組的；軟包，它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是單體可以做得很高，但是成組需加支架、散熱措施等，反而它的成組率可能趕不上方形電池，它們?cè)谖磥淼囊欢螘r(shí)間內(nèi)還會(huì)是三分天下的狀態(tài)。
問題5：電池系統(tǒng)冷卻方式分析，自然冷卻、風(fēng)冷和液冷
我們統(tǒng)計(jì)了2017年下半年某時(shí)間段的樣本，當(dāng)時(shí)96款電池中有86款是自然冷卻，就像剛才講的那樣要想提升系統(tǒng)的能量密度有兩個(gè)辦法：一是緊湊化，二是輕量化，緊湊化的一個(gè)重要方式就是把能減掉的就減掉。自然冷卻是什么？就是什么也沒有，能夠不考慮風(fēng)冷、液冷，把空間都留給電池，這也導(dǎo)致使用自然冷卻的越來越多。
以前不是這樣的狀態(tài)，在2015、2016年，特別是2016年下半年我們與很多車廠交流，他們的樣品設(shè)計(jì)很多是打算采用液冷的，在乘用車基本上都計(jì)劃采用液冷方案，但是到2016年底2017年補(bǔ)貼政策出臺(tái)的時(shí)候，這個(gè)狀態(tài)就開始改變了，2017年上半年液冷已經(jīng)明顯減少。
問題6：動(dòng)力電池一致性，電芯的一致性影響電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程的功率特性、放電能量特性、電池總壽命以及成本等
電池的一致性影響的不單單是它的性能，還有整體的安全性以及成本。電池的一致性好了，整體成本就會(huì)下來，會(huì)表現(xiàn)在哪幾個(gè)方面？第一你不用換，第二生產(chǎn)制造的成本攤薄。為什么LG和三星前兩年能打價(jià)格戰(zhàn)，現(xiàn)在他們還能打價(jià)格戰(zhàn)，這與他們生產(chǎn)制造工藝水平是有關(guān)系的。
問題7：動(dòng)力電池起火原因分析
總結(jié)分析一下不完全統(tǒng)計(jì)的國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車起火事故，看一下起火的原因。
事故的原因主要有充電起火，占到17%；碰撞起火，占到22%；無事故自燃，占到39%，這部分主要是指從電池部位先開始起火的事故；其他原因占到18%，主要包括電氣線路故障、電線老化、零部件故障等原因引發(fā)的起火，不是電池本身的原因；最后還有浸水起火，占到4%。
