沙巴体育官网极寒技术突破、刀片电池、CTP增长

原创 2020-02-04 18:19  阅读

  2019年7月,我国新能源汽车迎来月销量同比首降,然后是六连降,新能源汽车进入增长低谷期。

  也正是2019年下半年开始,蜂巢能源、宁德时代300750股吧)、比亚迪002594股吧)先后发布动力电池新技术。

  9月10日,宁德时代在法兰克福车展上发布CTP(cell to pack)高集成动力电池技术。该技术在电池结构上减少模组环节,由电芯直接集成到电池包,使电池包整体利用率提高15%-20%,零部件数量减少40%,生产效率提升50%。

  能量密度方面,沙巴体育官网传统电池包平均水平是180Wh/kg,CTP电池可以达到200Wh/kg以上。

  当月26日,宁德时代与北汽新能源共同宣布首款CTP电池包的商业化落地,该技术将搭载在北汽新能源EU5上。业界普遍认为,该技术将使各大新能源车企续航里程之战提升到600公里级别。

  更早的7月9日,蜂巢能源也发布了类似的技术路线日的电动汽车百人会论坛上,比亚迪董事长王传福介绍了公司即将推出的新技术“刀片电池”。该技术采用0.6米到2.5米长度的电芯,是传统磷酸铁锂电芯的10倍以上,大电芯通过阵列方式排布在一起,就像“刀片”一样插入到电池包里面,故此得名。

  王传福宣称磷酸铁锂刀片电池重量比能量密度提升9%,体积比能量密度提升50%,成本低30%,重量比能量密度可达180Wh/kg,搭载该电池的汉EV续航里程600公里。

  除了大电芯,刀片电池的主要特点也是CTP,去模组结构。其实质同样是对电池包内部的连接进行结构上的优化,省去中间过程的零部件,简化装配工艺和流程,从而提高能量密度,降低成本。

  此前宁德时代推出的811电池是在电池材料上做出改进,而CTP、刀片电池是在结构上进行优化。补贴退坡,政策驱动乏力之际,企业在努力让技术成为新的驱动力。

  1月19日凌晨5点半,“北汽集团面向冬奥环境新能源汽车极寒测试暨冰雪试驾体验会”于内蒙古牙克石冬季汽车试验场举行。国家科技部、北京市科委、经信局等政府领导及北理工孙逢春院士、北汽新能源、北汽福田等共80余人组成验证团队,现场亲自验证了极寒环境下的一系列新能源汽车关键技术。

  测试现场,北汽新能源的2辆乘用车、北汽福田的4辆大巴车针对车辆在极寒环境下,动力电池无法进行正常充放电的问题,现场进行了电池温升试验。6辆车在-30℃的环境下,放置超过48小时后,进行了超低温冷启动测试和超低温热泵空调测试。

  汽车商业评论记者现场观摩了整个过程。各项数据显示在连接测试车辆的大屏幕上,乘用车动力电池电芯温度由-18℃,以7℃/分钟的速度,5分钟后升温至电池启动的最佳温度20℃,成功启动。同时,试验车辆搭载的热泵空调也正常平稳运行。电动大巴电池5分钟从-21℃升高到了15℃。

  该项目牵头人,中国工程院院士孙逢春认为,极寒测试的成功标志着中国新能源汽车在全气候电池、低温增焓空调、全气候整车控制三项核心关键技术方面处于世界领先水平,为新能源汽车突破严寒禁区奠定了坚实的技术基础。未来新能源汽车将无惧超低温严寒,并且能够保持与常温状态下几乎相同的续驶里程。

  环境温度是影响电动车使用体验的一个重要因素,尤其是低温,北方冬天常有电动车大幅度掉电、无法充电、跑不起来的情况发生,如果是极端低温,电动车会无法启动。

  孙逢春院士接受采访时说:“全世界没有电动车能在零下30多度的冰面上放48小时自己启动。”言外之意此次试验打破了这个记录。

  相比内燃机,动力电池要娇贵得多,怕冷怕热怕湿,当环境温度低于-25℃,电动车基本无法运行。即便是高于-25℃的普通低温环境,电池也会放电倍率变小,电流微弱,导致驱动功率太小,车辆跑不起来或性能发挥不出来。

  低温情况下充电倍率也远远低于正常值,也就是前几年北方冬天普遍发生的电动车充不了电的现象。

  以往电动车解决低温问题用的是外部加热方式,简单说就是在电池包里加装一块加热板,类似电热毯为电池包加热,能耗高、时间长、效率低,每分钟只能升高0.5℃。

  从孙逢春院士以往讲话和接受采访内容整理可知,新技术采用内部加热方式,在电芯中加入镍箔片或铝箔片,低温时镍箔片连接电池形成短路,瞬时释放大量热量,温度升高后自动断电,电池进入正常状态。这个方式的实验室数据可以把电池加热时间从分钟级提升至秒级。

  这种电池内部自加热方式不但速度快,能耗也小很多。从-20℃加热到电池舒适区只损失电池2.5%电量,从-40℃加热只损失6%电量。

  孙逢春院士接受采访时说,新技术的电池成本增加5%,重量增加1%,量产后成本增加可以降低至增加2%。

  北汽新能源党委副书记、总经理马仿列试验后表示:“今天是正式验收,之后就可以在量产车上搭载,我们即将推出的新车型上就要用这个技术。”他认为,北汽新能源攻克极寒环境下的关键技术,为未来新能源汽车走入寒区市场做好了技术储备。

  实际上,1月19日验证的电池新技术不只是快速升温,它由七大技术组成,它们是:

  1.驻车保温:电池外加保温层,电池模组之间加热量阻断装置,让降温速度慢下来。这也是几辆车在试验场的冰封湖面停了48小时温度只降到-19℃的原因,而当地日气温在-20℃到-40℃之间。

  2.远程充电保温:车辆充电时,如果电池温度不在理想范围,充电桩会先给电池加热,到舒适区间内再充电。该操作可以通过APP远程启动。

  3.矩阵闪充:准确识别安全充电边界,根据电池SOC和温度,选择最优充电时间和充电速度,实现充电容量最优化,寿命最大化。可以满足-20℃到55℃的温度范围。

  5.低温行车:开车过程中也会检测电池包温度,如果温度过低也会进行加热,保证电池在舒适区间工作。

  6.智能回收:采用单踏板,用油门控制加减速。智能动态回收,根据电池状态精细地做能量管理。EU5车型的NEDC工况能量回收率达到25%,500公里可节省6度电,多跑40公里。

  7.超低温热泵空调系统:将热泵适应环境从-10℃下探到-25℃,低温续航里程比普通热泵空调提升10%以上,比传统PTC加热提升25%以上。

  北汽新能源工程研究院副院长田博士接受汽车商业评论采访时说,目前东北三省是没有电动车的,而此次的几大重要技术能彻底改变电动车在高寒地区的使用体验。

  除了电池升温,体验区别最大的就是超低温热泵空调系统。“暖气是电老虎,在普通电动车上会耗掉40%-60%电量,也就是续航里程。我们这个技术落地的话能耗可以节省一半,以前里程打六折的话现在就打八折了。拿续航400公里的车举例,开暖风打六折是240公里,打八折的线公里。”

  “这个技术成熟后为东北三省的消费者用上电动车提供了可能性,以前是不敢想的。”田博士说。

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