增加鋰電池的續(xù)航能力 能量密度是關(guān)鍵嗎？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-06-23 10:12
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在技術(shù)研發(fā)逐步深入和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈等因素的影響下，動(dòng)力電池類(lèi)型也逐步確立。受動(dòng)力電池不同生產(chǎn)工藝要求的影響，預(yù)計(jì)2017年軟包電芯將繼續(xù)坐穩(wěn)產(chǎn)量和增速第一的位置。同時(shí)，隨著動(dòng)力電池廠特別是國(guó)軒、比亞迪等領(lǐng)軍企業(yè)大規(guī)模擴(kuò)充方形動(dòng)力電芯產(chǎn)線，2018年，方形電芯將取代軟包電芯成為市場(chǎng)應(yīng)用最多的電池類(lèi)型。從搭載的動(dòng)力電池情況來(lái)看，受政策影響，新能源客車(chē)現(xiàn)有電池技術(shù)路線基本已定，磷酸鐵鋰電池在純電動(dòng)客車(chē)領(lǐng)域占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，三元電池在純電動(dòng)乘用車(chē)領(lǐng)域占主導(dǎo)地位。
與此同時(shí)，隨著電池技術(shù)研發(fā)的深入，鋰離子動(dòng)力電池系統(tǒng)的比能量在逐年提升，成本在逐年下降。中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高說(shuō)：“動(dòng)力電池在過(guò)去5年間比能量提高了近一倍，成本也下降了，預(yù)計(jì)到2020年成本將降到1元/瓦時(shí)。”
歐陽(yáng)明高還表示，近些年動(dòng)力電池在安全性方面也取得了重大進(jìn)展。“電池最容易發(fā)生事故的不是一個(gè)單體熱失控，而是一個(gè)單體熱失控之后的整個(gè)系統(tǒng)擴(kuò)展，這就會(huì)造成大事故。在這方面，我們國(guó)內(nèi)做的工作在全球是領(lǐng)先的，現(xiàn)在在電池設(shè)計(jì)階段就可以預(yù)測(cè)其熱失控特性。”歐陽(yáng)明高說(shuō)。
雖然電池技術(shù)每年進(jìn)步大約3%，但在飛速發(fā)展芯片技術(shù)面前還是不夠看。電池技術(shù)比較難攻克，但現(xiàn)在手機(jī)廠商也有自己的法子，一些控制電量的軟件也隨著產(chǎn)生，但覺(jué)得這個(gè)作用微乎其微。后來(lái)又推出了快充技術(shù)，原先兩個(gè)多小時(shí)的充電時(shí)間，縮短了一個(gè)多小時(shí)。雖然沒(méi)有直接解決電池問(wèn)題，但更快的充電技術(shù)還是減少不少人們的時(shí)間。
過(guò)流電流壓降:0.1V,這里保護(hù)IC判斷的是電流流過(guò)Mosfet而產(chǎn)生的壓降,用這個(gè)電壓除于Mosfet的導(dǎo)通阻抗就可以近似得到過(guò)流保護(hù)的電流.一般在3~5A左右.
過(guò)流延時(shí):8毫秒,注意這個(gè)延時(shí)比前面的幾個(gè)過(guò)充過(guò)放的延時(shí)要短許多.
4.短路.其實(shí)這個(gè)功能是過(guò)流保護(hù)的擴(kuò)展,當(dāng)保護(hù)IC檢測(cè)電池輸出正負(fù)極之間電壓小于規(guī)定值時(shí),認(rèn)為此時(shí)電池處于短路狀態(tài),立即切斷回路.等短路的故障排除再恢復(fù)回路.短路時(shí)電池的輸出正負(fù)極的電壓為零,而實(shí)際電芯的電壓還是正常的.
短路檢測(cè)延時(shí):10微秒,這個(gè)延時(shí)更是短暫,幾乎是短路的瞬間就切斷了回路,可以避免短路對(duì)電池帶來(lái)的巨大損傷.
還有一個(gè)參數(shù),稱為保護(hù)IC的自耗,如上圖,可以看到,保護(hù)IC是通過(guò)電阻R1利用了電芯的電壓來(lái)進(jìn)行工作的.不可避免的要消耗一部分電池的容量.一般保護(hù)IC的功耗是做的非常小的.在3微安左右,最大不超過(guò)6微安.
決勝市場(chǎng)尚存難點(diǎn)
2016年，中央財(cái)政對(duì)新能源汽車(chē)的補(bǔ)貼政策開(kāi)始收緊，產(chǎn)業(yè)政策由普惠制向促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)變。受此影響，新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)情況一度出現(xiàn)波動(dòng)，鋰電池前期迅猛增長(zhǎng)的市場(chǎng)效應(yīng)也開(kāi)始顯現(xiàn)，在多重因素影響下，鋰電池出現(xiàn)產(chǎn)能過(guò)剩局面，一些中小企業(yè)已經(jīng)處于停產(chǎn)或者半停產(chǎn)狀態(tài)。與此同時(shí)，鋰電池市場(chǎng)集中度進(jìn)一步提高，2015年，前5強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)占比56.3%，2016年這一比例提升到了64.5%。中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心副主任吳志新認(rèn)為，當(dāng)前的產(chǎn)能過(guò)剩是結(jié)構(gòu)性過(guò)剩、階段性過(guò)剩，“真正好的電池產(chǎn)品仍然供不應(yīng)求，對(duì)快速發(fā)展的新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，未來(lái)依然存在產(chǎn)能需求旺盛的可能”。
盡管新能源汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量連年上升，但要想在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中與燃油車(chē)抗衡，新能源汽車(chē)還需進(jìn)一步提升性價(jià)比。所謂性價(jià)比就是里程成本比，這一提升需要電池性能的改進(jìn)、整車(chē)電耗的下降和效率的提升、充電設(shè)施的便利化以及安全管理，其中最重要的是提升電池性能。據(jù)測(cè)算，如果電池比能量可提升到300瓦時(shí)/公斤，就能夠滿足各類(lèi)轎車(chē)的使用需求。多位業(yè)內(nèi)專家表示，降低電池成本需要全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)力，重點(diǎn)環(huán)節(jié)突破。以原材料環(huán)節(jié)為例，碳酸鋰的成本已經(jīng)低至1.3萬(wàn)元/噸，但是市場(chǎng)售價(jià)超過(guò)15萬(wàn)元/噸。此外，生產(chǎn)制造的良品率和一致性的提高、材料回收和再循環(huán)等問(wèn)題都是影響電池成本的重要因素。
歐陽(yáng)明高告訴《經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)》記者，當(dāng)前新能源汽車(chē)的安全性控制依然存在挑戰(zhàn)，“我建議評(píng)估大功率直流快充的安全性技術(shù)門(mén)檻，350千瓦的充電，電動(dòng)汽車(chē)的電壓就會(huì)提高到1000伏，充電電流350安，這會(huì)給整車(chē)電氣安全、電池安全、充電安全、電網(wǎng)安全帶來(lái)重大技術(shù)挑戰(zhàn)，所以我們要充分考慮中國(guó)國(guó)情，制定科學(xué)合理的充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”。
產(chǎn)業(yè)提質(zhì)仍有空間
工業(yè)和信息化部工業(yè)裝備司副司長(zhǎng)瞿國(guó)春則表示，我國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)在基礎(chǔ)關(guān)鍵材料、系統(tǒng)集成技術(shù)、制造裝備和工藝等方面還存在很大欠缺。針對(duì)當(dāng)前動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)存在的問(wèn)題，瞿國(guó)春表示，應(yīng)從兩方面入手。一是加大動(dòng)力電池關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，搭建協(xié)同攻關(guān)、開(kāi)放共享的動(dòng)力電池共享平臺(tái)，支持引入優(yōu)質(zhì)資源，加快推動(dòng)動(dòng)力電池創(chuàng)新中心的建設(shè)。二是推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。促進(jìn)動(dòng)力電池與材料零部件、裝備、整車(chē)等產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，推動(dòng)自主、可控、協(xié)調(diào)、高效適應(yīng)發(fā)展目標(biāo)的產(chǎn)業(yè)鏈體系建設(shè)；鼓勵(lì)動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)與裝備生產(chǎn)企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，加強(qiáng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)制造設(shè)備的協(xié)同攻關(guān)；促進(jìn)智能化制造成套裝備產(chǎn)業(yè)化，有效滿足動(dòng)力電池生產(chǎn)制造等需求。
中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心新能源汽車(chē)與財(cái)稅政策研究室副主任方海峰表示，現(xiàn)階段整個(gè)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)對(duì)政策的依賴過(guò)重，標(biāo)準(zhǔn)體系也有待完善，在動(dòng)力電池產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化，以及推動(dòng)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一些政策監(jiān)管、標(biāo)準(zhǔn)制定等方面，還需要進(jìn)一步研究。
作為企業(yè)代表，寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人、副董事長(zhǎng)李平認(rèn)為，政策的可預(yù)期性對(duì)于企業(yè)的發(fā)展十分重要，“所以政策怎么調(diào)整、用什么方法替代原有政策，應(yīng)該提前研究”。
吳志新也建議政府部門(mén)及時(shí)啟動(dòng)市場(chǎng)條件下的措施研究，“將來(lái)政府的財(cái)政補(bǔ)貼完全退出以后，進(jìn)入到完全市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段，政府應(yīng)該考慮構(gòu)建什么樣的非財(cái)稅直接補(bǔ)貼政策激勵(lì)措施。同時(shí)，政府應(yīng)將工作重心從事前的準(zhǔn)入轉(zhuǎn)向事中、事后監(jiān)管，營(yíng)造更加公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，為產(chǎn)業(yè)未來(lái)健康發(fā)展打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)”。
