滿足乘用車客戶的時間節(jié)奏需求，電池組最好能適應(yīng)快速充電。但目前大多數(shù)電動車電池組不能滿足快充的要求。經(jīng)常有報道，說開發(fā)出了幾分鐘可以充滿電的二次電池，說明電池的研究進展很快。電池根據(jù)負極材料的發(fā)展，一般在10-20年經(jīng)過一次質(zhì)變型變化，鋰離子電池應(yīng)用在電動汽車上，也就十年左右時間。研發(fā)出電池，到實現(xiàn)電池的批量化生產(chǎn)，再到適應(yīng)車輛的應(yīng)用需求等，還需要很長的路要走。基礎(chǔ)理論的發(fā)展會帶動和加快后續(xù)的產(chǎn)業(yè)化進展，適應(yīng)快速充電的電池離我們可能也不遠，但目前情況下還真沒有特別好的適應(yīng)快速充電的電動車電池組。為搶占市場，經(jīng)常會碰到一些供應(yīng)商亂答應(yīng)一些條件，好像什么都能做，也有一些整車廠提出一些不合實際的需求。

一、千萬別做超過電池自身能力的那些事

電芯的設(shè)計與制作是一個平衡過程。一各或幾個性能的突出必然是以犧牲其他性能為代價的，功率性能提高，比能量必然下降。目前純電動汽車采用的均為能量型電芯，電芯的最大充放電倍率性能一般是充電（持續(xù)）1C，放電3C。組裝成電池組，肯定會打一些折扣。電芯本身就不適宜快速充電（如0.5~1h內(nèi)充電80%），超出其范圍內(nèi)使用，會對電池本身的安全性和壽命帶來巨大影響。有些人用1C持續(xù)充電，使用幾次說，看，這樣應(yīng)用也沒有問題，可以進行快充。但電芯內(nèi)部電極表面狀態(tài)等都已經(jīng)發(fā)生了變化，安全隱患已經(jīng)出現(xiàn)，只是還沒有發(fā)生而已；電池的壽命也已經(jīng)下降。

二、快充必然是以成本和壽命為代價的

（1）適應(yīng)快充的電芯是有。常用的電動工具用電芯，就要快充、快放?？梢?/span>0.5h或1h充電80%以上。電池的功率性能要好得多，但電芯的成本是不一樣的，常規(guī)能量型電芯價格約950~1000元/KWh，功率型電芯價格至少要比其高50%。而且能量密度要低得多，用能量型電芯拿到1.0倍的補貼，用功率型電芯可能就拿不到補貼。

（2）對電池系統(tǒng)的要求會更高。熱量的處理和溫度均勻性是一個重大問題，大電流充電，溫度上升速度更快（散熱慢），溫度一致性也會變差。

（3）對線束、連接部件、電氣部件的要求更高，成本更是增加太多。適應(yīng)大電流充電，就要有足夠大的導(dǎo)流能力，線束要更粗，繼電器、熔斷器過流更大等。這些成本不是增加一倍的問題。

（4）電池一致性差異變化加速，壽命下降。

三、目前來說，幾分鐘充滿電是不靠譜的事

就說以10min充滿（80%），充電電流至少要6C，以常規(guī)的30-50KWh電池系統(tǒng)，充電功率至少要200-350KW。電網(wǎng)如何匹配？充電樁如何匹配？300多伏的平臺電壓，電流要接近上千安，動力線束要多粗？這些動力線束在電池箱內(nèi)如何布置，接插件目前有無這么大電流的（成本要多高），上千A的繼電器價格要是目前300A繼電器的幾倍，再用繼電器是否合適。整個系統(tǒng)工程統(tǒng)籌考慮起來，是否能夠?qū)崿F(xiàn)。

四、一些建議

   （1） 快充，在目前成本和電芯條件下，設(shè)法實現(xiàn)1h內(nèi)快充（充電80%）是比較合理的，再高，就有些不切合實際。

（2）目前最適宜的還是保持在0.5C以下電流進行充放電，對電芯、電池組等是最好的，使用壽命、成本、安全性等也最好。

（3）可以試驗不同的充電方法。

       做技術(shù)的，是越做越怕，懂的越多越擔(dān)心，總想做出一個完美的東西出來，是做技術(shù)的通病，但還沒等到好的東西做出來，市場已經(jīng)沒有了。以前做電動車電池，和整車廠合作，通常是電芯出來，經(jīng)過長時間檢測、驗證，再裝整車上跑各一兩年，整車廠才敢小批量再大批量生產(chǎn)推向市場。現(xiàn)在的感覺是只要是電池，就能拿到強檢報告，拿到了就敢往車上裝，裝了就敢賣，反正短期內(nèi)出現(xiàn)問題的概率很低，后面就全憑運氣了，真怕一只老鼠壞了一鍋湯！

在國內(nèi)，目前生產(chǎn)好的電池系統(tǒng)，真的好難！要考慮的東西實在太多，不是設(shè)計不出來或者生產(chǎn)不出來，而是是否能滿足現(xiàn)有客戶的需求，而不是真正用戶的真實需求。目前，做電池系統(tǒng)，需要考慮以下問題：

一、國家政策方面

1、補貼政策

目前，新能源整車廠的盈利和銷量絕大部分主要靠的還是國家補貼，沒有補貼，要達到這么多的銷量是不可能的，國內(nèi)新能源汽車市場是“成也補貼，敗也補貼”，騙補就是補貼政策不完善惹的禍。原先說的每兩年調(diào)整一次，現(xiàn)在可能每年要調(diào)整一次，政策沒有連貫性。這幾年，都是到11-12月份，車廠集中力量生產(chǎn)、上牌，其他月份基本閑置，造成零部件廠商最后兩個月也供貨緊張，都是怕下一年度政策有變化（補貼降低深圳沒有是趨勢），降低企業(yè)資金成本壓力。現(xiàn)在新能源行業(yè)也是三角債務(wù)較多的領(lǐng)域之一，車廠、PACK廠、電池廠、材料廠，互壓資金，等補貼資金下來。這些行業(yè)后面均會出現(xiàn)強者恒強，弱者淘汰出局的局面。

真正的市場需求有多大，以乘用車市場為例，目前主要客戶一是出租車市場，如比亞迪、北汽等，這些市場比較集中，容易管理；二是政府單位市場需求，是政策強制要求；三是個人市場，目前主要集中在限牌、限號的大城市，客戶是沒有辦法才選擇去買新能源車，中小城市的銷售基本未0。我們做新能源車或電池等行業(yè)內(nèi)人士，朋友圈鋰買新能源車的基本沒有，都是傳統(tǒng)燃油車。再就是一些租賃、共享等平臺。物流車也基本如此，租賃或自形左右倒手運營的比較多，客車更是政府采購市場。

扯遠了，其實要做好的、真正滿足市場需求的車和電池系統(tǒng)，最好是沒有補貼。

按補貼政策設(shè)計電池組，要詳細國家的補貼政策，結(jié)合整車的續(xù)航里程要求、能耗要求、整車成本等，選擇最適宜的補貼額度，多種因素綜合統(tǒng)籌計算，計算除最適宜的電池組度數(shù)（最高補貼的比能量下）。

2、電池的回收

回收政策國家已經(jīng)出臺，但還不完善、不嚴厲。國家已經(jīng)投入這么多資金，那么多大企業(yè)等又有數(shù)十倍的資金投入，肯定不會讓留下一個爛攤子?；厥諏菑娭菩缘模罄m(xù)的獎勵措施和懲罰措施也會越來越眼里，或者直接與整車的銷售、補貼等掛鉤也是有可能的。

目前電池系統(tǒng)的回收還都是有價值的原材料如鈷、鎳的回收，真正做到電池組的梯次利用的幾乎沒有，只是一些報道和宣傳手段?；厥蘸吞荽卫靡彩墙档碗姵亟M成本的重要方法之一。

電池組的回收涉及到歷史狀態(tài)的了解、電池的性能特征以及各方面的利益等。從電池系統(tǒng)設(shè)計來說，設(shè)計初期就要考慮電芯的回收和梯次利用，最好能做到單體電芯可以無損傷拆卸，電池PACK——電池模組——電池模塊——電芯，各層次拆解不損傷電芯，就能做到最大程度的梯次利用，根據(jù)電芯再次檢測的不同特點，分別應(yīng)用于低速車、儲能、充電寶等各不同領(lǐng)域。目前，無論軟包、硬殼還是圓柱電芯，能做到這一點的PACK基本上沒有。編者針對圓柱形電芯開發(fā)了一種PACK方式，可以做到全程不損傷電芯。

二、電池PACK設(shè)計

1、電芯

車廠或PACK廠有自己生產(chǎn)或投資的電芯，肯定選擇的是自己生產(chǎn)的電芯。純粹的PACK廠選擇的范圍就多了，考慮電芯的性能、價格，電芯廠的規(guī)模、資金實力等情況，目前由于資金壓力，選擇三方合作的比較多。

有的廠家由于資金壓力等原因，四處亂找、騙配套廠商，如國內(nèi)某一物流車廠，利用自己是整車廠的優(yōu)勢，合作的電芯廠家或PACK廠家有幾十家，我問了許多電芯廠，基本上都有給這家供貨，價格是壓了這家壓那家，貨款不付，這家不供了再找下一家，反正電芯廠或PACK廠處于弱勢，最終生產(chǎn)出來的車輛市場反饋也很差。

要做好的電池系統(tǒng)，需要對電芯性能了解的清晰、透徹。如電芯的容量-溫度曲線、開路電壓——溫度/SOC曲線，功率能力——溫度/SOC曲線，循環(huán)壽命——充放電制度（電流、控制電壓、溫度等）曲線，電芯的產(chǎn)熱、散熱數(shù)據(jù)等。不能隨便找一家價格合適的電芯，只要有強檢報告，就拿來做系統(tǒng)、上車，后續(xù)的質(zhì)量問題聽天由命。

電芯的詳細評價和了解是需要一個較長的周期，有許多電芯廠對自身的電芯就不了解，數(shù)據(jù)不齊全，更何況PACK廠了。以前電芯上車至少要經(jīng)過一年多的測試、數(shù)據(jù)摸索等，現(xiàn)在都等不及了。

終究還是用自己生產(chǎn)的電芯是比較合適的，越做對電芯了解的越透徹，數(shù)據(jù)、性能了解的越全面，電池系統(tǒng)才能做的越好。

3、比能量

對比能量的要求是越來越高。2016年，去給客車廠提供樣品測試，對方明確提出，低于115Wh/Kg就不要來。比能量要求越高，對電芯的要求也越來越高，造成單體電芯容量/體積做的越來越大，電池箱做的越來越輕，以前用1.5mm厚度的鋼板，現(xiàn)在0.8的可能就還嫌厚。

電芯并不是容量做的越高越好。電芯越大，容量越大，安全性也越差，帶來的問題也越來越多。前期可能發(fā)現(xiàn)不了多大問題，但后期壽命會明顯降低，內(nèi)部的熱量散不出去。做成電池組后，有可能單體大容量電池的電池組溫度比小容量電池的低，只是其散熱慢，溫度表現(xiàn)滯后，電芯內(nèi)部實際溫度比小電芯高10℃都不止。2015年前還經(jīng)常有幾百安時的大電芯應(yīng)用，后來逐漸淘汰，現(xiàn)在比能量要求給弄得又要用大電芯，補貼政策取消后，很可能又會回歸小容量電芯。

在原材料沒有得到質(zhì)的變化，單靠多填充材料、加大電極密度、提高活性物質(zhì)占電芯重量的比例，是不能夠解決根本問題，不能滿足市場應(yīng)用發(fā)展需求的。

客車用電池組又115Wh/Kg提高到140Wh/Kg，目前的鐵鋰電芯是達不到要求了智能考慮三元、錳酸鋰或摻雜鐵鋰材料的三元電芯了，對磷酸鐵鋰電芯又是一各重大打擊，而2014年前我國還是主推磷酸鐵鋰電芯的。

3、電池模組和電池模塊的設(shè)計

模塊和模組的設(shè)計要最大程度能體現(xiàn)和發(fā)揮電芯的性能，尤其是壽命和安全性能。其設(shè)計好壞直接影響電池組使用過程中電芯性能的一致性。

產(chǎn)熱、散熱的均勻性，電流分布的均勻性，盡可能不存在溫度和電流集中點，以滿足應(yīng)用為目標。這又可能與標準有沖突，如標準要求系統(tǒng)1C放電，實際系統(tǒng)根本用不了這么大的電流和功率，如600V左右的客車系統(tǒng)，容量300-400Ah，實際應(yīng)用中根本不需要持續(xù)這么長時間的放電，按照標準要求設(shè)計，匯流板導(dǎo)流、線束導(dǎo)流、散熱、電氣部件等實際應(yīng)用要冗余很多，或者有些根本不適合限制條件的設(shè)計，要大大增加成本。

模塊和模組要設(shè)計成可拆卸，最好能拆成單只電芯。

加熱和保溫也要進行考慮，包括其效能，別到實際應(yīng)用中，一小半的電池組能量都給加熱或冷卻給消耗掉了。

4、電池箱的設(shè)計

搞研發(fā)或設(shè)計的人員一直都想設(shè)計出一種標準電池箱來，能適應(yīng)大多數(shù)車型，我是這么多年來也一直想做，后來都放棄了。目前除了大客車用的有A、B、C標準箱，其余的還沒有，怎么也標準不起來。

國內(nèi)車（尤其是物流車、低速車）基本上是堆砌起來的，找個傳統(tǒng)車底盤，擺上電機電控、剩下的給電池，再裝上車架，就完成一輛車，基本上不存在PACK與整車的聯(lián)合設(shè)計，各廠家的想法、水平又差別很大，如何能標準起來。

乘用車更不好標準化。遇到一整車廠，其電池組是結(jié)合整車底盤一起來設(shè)計的，沒有專門的電池箱，如TESLA那樣。電池組送檢又遇到麻煩，只有把底盤鋸下來和電池組一起去送檢，比能量上又吃虧不少，這使得標準在一定程度上又阻礙了技術(shù)的發(fā)展。

補貼政策等的要求也激發(fā)了新材料、新技術(shù)的應(yīng)用，電池箱盡可能使用輕便材料，如鋁合金、碳纖維等。根據(jù)安裝位置，承重和易受撞擊位置用加強材料，進做簡單防護應(yīng)用的可以用輕薄材料。

中機中心11月發(fā)的新通知，為降低電池系統(tǒng)測試費用，一定程度上的改進可以視同同一系統(tǒng)或接近系統(tǒng)，不用再進行檢測或只需進行簡單檢測。雖然其可執(zhí)行性還不太明確，但電池箱的設(shè)計就要考慮這一點了，要有利于后期產(chǎn)品的擴展以及類似車型的應(yīng)用擴展。

另外，對于有些要求，其實其象征意義比實用意義更大，如電池箱內(nèi)的滅火裝置。

電池箱的設(shè)計要考慮電池組的安裝、箱體的安裝、冷卻、加熱、振動、撞擊、密封、排氣、保溫等。

5、維護

目前電動車的推廣使用，其維護方面與傳統(tǒng)車還是有天地之差。目前基本上是各廠家再維護自己的車，點還分布不全，響應(yīng)時間慢。通常是一出現(xiàn)問題，首先將電池廠家、BMS廠家、電機電控廠家等叫到一起，去解決問題，實際維護成本高的離譜，遠達不到廣泛推廣應(yīng)用的需求。

電池系統(tǒng)的設(shè)計就要考慮方便維護，對故障率高的部件等，設(shè)計時要注意易于替換（目前還是不要寄希望維護人員去解決問題）。

6、BMS 

最好是PACK廠自行做BMS，才能更好的實現(xiàn)對電池進行管控，更好的發(fā)揮電池的性能，做到故障率最低，維護也不會出現(xiàn)互相扯皮事。后期發(fā)展BMS會和VCU功能等進行合并，進一步降低成本。

除了以上問題外，還有一些如線束、高壓箱、接口等設(shè)計的考慮，不一一列舉。

總之，在不是真實市場和客戶需求條件限制下，在國內(nèi)做一個好的電池系統(tǒng)，真的比較難。TESLA、LEAF等電池系統(tǒng)做的好，能適應(yīng)市場得到客戶認可，是因為他們是真正從終端客戶的需求來考慮和設(shè)計的，是真正面向市場的。