1、純電動(dòng)客車對(duì)動(dòng)力總成的需求電池篇2017年5月第1頁(yè)，共28頁(yè)。22022/8/5內(nèi)容提要純電動(dòng)客車性能問題2純電動(dòng)客車成本問題純電動(dòng)客車安全性問題1純電動(dòng)客車壽命問題34純電動(dòng)客車開發(fā)策略5幾點(diǎn)看法6第2頁(yè)，共28頁(yè)。32022/8/5動(dòng)力電池總體要求回收成本安全性能壽命電化學(xué)基礎(chǔ)關(guān)鍵材料電池設(shè)計(jì) 生產(chǎn)制造系統(tǒng)集成梯次利用用戶認(rèn)知：目前存在安全性差、續(xù)駛里程短、充電時(shí)間長(zhǎng)、購(gòu)買成本高等問題。前提第3頁(yè)，共28頁(yè)。42022/8/5內(nèi)容提要純電動(dòng)客車性能問題2純電動(dòng)客車成本問題純電動(dòng)客車安全性問題1純電動(dòng)客車壽命問題34純電動(dòng)客車開發(fā)策略5幾點(diǎn)看法6第4頁(yè)，共28頁(yè)。52022/8/5好的電池

2、是動(dòng)力，是正能量；差的電池是燃燒力，是負(fù)能量。充電過程燃燒自2011年1月至2016年7月全球發(fā)生49起安全事故，其中純電動(dòng)客車22起，全部為國(guó)內(nèi)車型。（綜合網(wǎng)絡(luò)資料、電動(dòng)汽車百人會(huì)）純電動(dòng)客車數(shù)量少，但發(fā)生安全事故數(shù)量不少；載客量大，社會(huì)影響巨大。1. 純電動(dòng)客車安全性問題1.1 任重道遠(yuǎn)靜置自燃行駛過程燃燒 第5頁(yè)，共28頁(yè)。62022/8/51.2 頂層設(shè)計(jì)1. 純電動(dòng)客車安全性問題安全性是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要運(yùn)營(yíng)、整車、系統(tǒng)及電池綜合設(shè)計(jì)。電 芯動(dòng)力電池系統(tǒng)電氣/電子系統(tǒng)電池管理系統(tǒng)冷卻/保溫系統(tǒng)低壓/通信接口高壓接口車輛電氣/電控系統(tǒng)車輛高壓系統(tǒng)車輛底盤/車身車輛冷卻系統(tǒng)外 部 環(huán) 境

3、通風(fēng)安裝第6頁(yè)，共28頁(yè)。72022/8/51.3 多層舉措1. 純電動(dòng)客車安全性問題構(gòu)建安全控制體系，控制危險(xiǎn)發(fā)生幾率，消除/減小事故危害。絕緣、接觸防護(hù)失效電擊燃燒爆炸電芯燃燒、其他可燃?jí)毫_(dá)到一定值危險(xiǎn)？危害！足夠的絕緣強(qiáng)度和有效的接觸防護(hù)，主動(dòng)危險(xiǎn)干預(yù)，針對(duì)絕緣緩慢失效，阻止事故危害發(fā)生，保證安全裕量。事故一旦發(fā)生，無法中斷或降損。隔絕外部觸發(fā)因素散熱，降低內(nèi)部熱累積速度，內(nèi)部組件的著火點(diǎn)溫度閾值足夠高，導(dǎo)火導(dǎo)熱裝置等中斷火災(zāi)蔓延路徑，阻止連鎖反應(yīng)阻燃材料，降低燃燒損害，主動(dòng)檢測(cè)與滅火裝置。危險(xiǎn)預(yù)控防護(hù)，中斷和降損有效結(jié)合，泄壓裝置，避免爆炸，或降低爆炸的強(qiáng)度。危險(xiǎn)預(yù)控防護(hù)事故危害中斷

4、及減損第7頁(yè)，共28頁(yè)。82022/8/51.4 電池安全技術(shù)1. 純電動(dòng)客車安全性問題針對(duì)電池安全性問題，開發(fā)陶瓷隔膜，以及具有隔斷作用的添加劑。液態(tài)電解液多孔隔膜干濕法PP、PE三層復(fù)合隔膜其他多孔膜傳統(tǒng)材料隔膜材料 電解液體系新型材料無機(jī)陶瓷涂覆聚合物涂覆靜紡纖維布高低溫改善型寬電化學(xué)窗口離子液體功能型電解液改性隔膜未來方向全固態(tài)電解質(zhì) 各種功能型添加劑，如阻燃、成膜添加劑等 新型快離子導(dǎo)體及鋰鹽 凝膠聚合物電解質(zhì) 復(fù)合聚合物電解質(zhì) 半固態(tài)電解質(zhì)LiPF6型電解液LiClO4型電解液兩者融合其他溶質(zhì)類液體第8頁(yè)，共28頁(yè)。92022/8/5內(nèi)容提要純電動(dòng)客車性能問題2純電動(dòng)客車成本問題純

5、電動(dòng)客車安全性問題1純電動(dòng)客車壽命問題34純電動(dòng)客車開發(fā)策略5幾點(diǎn)看法6第9頁(yè)，共28頁(yè)。102022/8/52.1 里程焦慮除了解決續(xù)駛里程外，還應(yīng)確立電池維護(hù)服務(wù)，切實(shí)解決用戶關(guān)切。續(xù)駛里程短2. 純電動(dòng)客車性能問題1整車輕量化，大幅降低負(fù)重消耗的電池電量，用于行駛更長(zhǎng)的距離2電池高比能量，大幅度提高電池容量，優(yōu)化系統(tǒng)，提高有效利用的電量3充電樁廣布式，像傳統(tǒng)汽車加油一樣便捷，發(fā)展無線充電技術(shù)充電時(shí)間長(zhǎng)維護(hù)保養(yǎng)問題多第10頁(yè)，共28頁(yè)。112022/8/52.2 低溫殺手 低溫時(shí)，電池效率降低，放電容量降低，內(nèi)阻增加；長(zhǎng)時(shí)間低溫, 可能會(huì)被“凍壞”； 低溫時(shí)，電動(dòng)車?yán)m(xù)駛里程比正常情況降低約

6、30%，使用成本增加約35%45%。綜合網(wǎng)絡(luò)，（電車之家）電池“闖關(guān)東”，低溫是第一大難題，解決不了低溫，就很難推廣。2. 純電動(dòng)客車性能問題第11頁(yè)，共28頁(yè)。122022/8/52.3 輕量化在保證安全的前提下，動(dòng)力電池與整車輕量化，提升電能有效利用。來源：德國(guó)宇航中心據(jù)報(bào)道，對(duì)于純電動(dòng)車，每降重100kg，可以節(jié)約電能0.4kWh/km。整車輕量化與電動(dòng)化、智能化協(xié)同發(fā)展。2. 純電動(dòng)客車性能問題第12頁(yè)，共28頁(yè)。132022/8/52.4 輕量化兼顧成本輕量化材料、輕量化制造及零部件，兼顧成本，開發(fā)車身和底盤。來源：Design and Manufacturing Challenge

7、s of High Strength Steel in Automotive Light Weighting 2013-01-2901 Published 11/27/20132. 純電動(dòng)客車性能問題材料價(jià)格/kg重量減少（vs鋼）超高強(qiáng)度鋼/先進(jìn)高強(qiáng)度鋼0.8-1.510-20%鋁3-530-50%鎂10-2040-60%碳纖維復(fù)合材料40-8060-70%第13頁(yè)，共28頁(yè)。142022/8/52.5 高比能量鋰電池對(duì)高比能量鋰離子電池關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，部分核心材料自主開發(fā)。正極材料電解液 體系隔膜材料負(fù)極材料 石墨類材料 鈦酸鋰 硅碳復(fù)合材料 陶瓷隔膜 常規(guī)聚烯烴隔膜 高容量富鋰錳基 L

8、MO;NCM;NCA 寬電化學(xué)窗口型 高低溫改善型關(guān)鍵材料自主開發(fā)設(shè)計(jì)優(yōu)選國(guó)內(nèi)合作集流體 材料 傳統(tǒng)金屬箔片 柔軟型集流體2. 純電動(dòng)客車性能問題第14頁(yè)，共28頁(yè)。152022/8/52.6 快充電池利用現(xiàn)有成熟材料體系，設(shè)計(jì)開發(fā)具有快充性能的客車用電池。材料體系建立廠家選擇目標(biāo)確定需求分析材料開發(fā)與優(yōu)選匹配添加劑正負(fù)極隔膜電解液測(cè)試分析試驗(yàn)檢測(cè)能力相應(yīng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)NYN先進(jìn)材料工藝技術(shù)組合整車需求快充電池鈦酸鋰、鎳氫快充電池多元負(fù)極快充電池超級(jí)電容器2. 純電動(dòng)客車性能問題第15頁(yè)，共28頁(yè)。162022/8/52.7 純電動(dòng)客車電池性能需求充電時(shí)間短電耗低充電頻率低快換技術(shù)新材料新體系、新技

9、術(shù)新型電池燃料電池、金屬空氣電池等發(fā)展趨勢(shì)快充技術(shù)充電設(shè)備快充能力電池快充能力單體倍率充電能力電氣件過流能力系統(tǒng)熱管理能力安全問題材料倍率性能要求其它性能的犧牲程度關(guān)鍵材料匹配性生產(chǎn)工藝、成本等設(shè)計(jì)、生產(chǎn)難度電池能量密度續(xù)駛里程長(zhǎng)材料能量密度要求其它性能的犧牲程度關(guān)鍵材料匹配性生產(chǎn)工藝、成本等電池輕量化殼體、電氣件、BMS等輕量化基礎(chǔ)設(shè)施新能源車用戶需求2. 純電動(dòng)客車性能問題第16頁(yè)，共28頁(yè)。172022/8/5純電動(dòng)客車性能問題2純電動(dòng)客車成本問題純電動(dòng)客車安全性問題1純電動(dòng)客車壽命問題34純電動(dòng)客車開發(fā)策略5幾點(diǎn)看法6內(nèi)容提要第17頁(yè)，共28頁(yè)。182022/8/53.1 客車至少使用

10、8年3. 純電動(dòng)客車壽命問題電池本身使用環(huán)境使用工況維護(hù)保養(yǎng)材料、工藝、一致性、BMS等高溫、低溫、高濕、涉水等過充、過放、充放電倍率等電芯維護(hù)、系統(tǒng)維護(hù)等由于電池在使用過程中的衰減，大部分電池很難達(dá)到8年使用壽命。第18頁(yè)，共28頁(yè)。192022/8/53.2 提高壽命策略通過整車控制策略、儲(chǔ)能單元及正確使用等減少電池壽命損傷。整車控制策略儲(chǔ)能單元用戶使用指導(dǎo)+PHEVEV 耐低溫電池 電池保溫/加熱 超級(jí)電容器 工作溫度區(qū)間 電能源管理 工況識(shí)別 操作規(guī)程 維護(hù)保養(yǎng)3. 純電動(dòng)客車壽命問題第19頁(yè)，共28頁(yè)。202022/8/53.3 回收利用通過梯次利用及回收延長(zhǎng)使用壽命，避免廢棄電池帶

11、來新的問題。動(dòng)力電池生產(chǎn)純電動(dòng)客車使用梯次利用回 收 材料生產(chǎn) 電芯生產(chǎn) 模塊生產(chǎn) 車輛使用情況 動(dòng)力電池狀態(tài)第三方使用提取再利用其它電池評(píng)估3. 純電動(dòng)客車壽命問題第20頁(yè)，共28頁(yè)。212022/8/5內(nèi)容提要純電動(dòng)客車性能問題2純電動(dòng)客車成本問題純電動(dòng)客車安全性問題1純電動(dòng)客車壽命問題34純電動(dòng)客車開發(fā)策略5幾點(diǎn)看法6第21頁(yè)，共28頁(yè)。222022/8/5電控+制造組裝 2030%；電機(jī)+控制器 2025%；電池系統(tǒng) (7585%鋰電池+1525%BMS)3045%。電池成本占比最大。原料價(jià)格上漲，電池成本降低反映：成本驅(qū)動(dòng)向技術(shù)驅(qū)動(dòng)階段過渡。4. 純電動(dòng)客車成本問題原材料價(jià)格上漲電池

12、安全成本提高 補(bǔ)貼退坡倒逼電池降價(jià) 客車安全技術(shù)條件電池成本電池性能提升 技術(shù)進(jìn)步第22頁(yè)，共28頁(yè)。232022/8/5內(nèi)容提要純電動(dòng)客車性能問題2純電動(dòng)客車成本問題純電動(dòng)客車安全性問題1純電動(dòng)客車壽命問題34純電動(dòng)客車開發(fā)策略5幾點(diǎn)看法6第23頁(yè)，共28頁(yè)。242022/8/5純電動(dòng)客車應(yīng)采取技術(shù)、產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)的全方位開發(fā)策略及誕生流程。6.純電動(dòng)客車開發(fā)策略策劃階段概念階段開發(fā)階段推廣階段 技術(shù)水平 品質(zhì)控制 技術(shù)積累 穩(wěn)定性 可靠性 維護(hù)性 帶動(dòng)作用 輻射作用 推廣前景 技術(shù)先進(jìn)性 工藝流程 成本控制 功能驗(yàn)證 性能驗(yàn)證 標(biāo)準(zhǔn)化 規(guī)范化 競(jìng)爭(zhēng)力分析 利潤(rùn)分析 促進(jìn)企業(yè)發(fā)展 技術(shù)轉(zhuǎn)化 工藝

13、裝備 平臺(tái)建設(shè) 電池選型 產(chǎn)品定義 概念樣車 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 政策法規(guī) 運(yùn)營(yíng)模式 組織管理 核心技術(shù) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 安全可靠 PHEV EV FCEV 國(guó)內(nèi)外市場(chǎng) 國(guó)家發(fā)展需求 企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略純電動(dòng)客車產(chǎn)業(yè)層面產(chǎn)品層面技術(shù)層面第24頁(yè)，共28頁(yè)。252022/8/5內(nèi)容提要純電動(dòng)客車性能問題2純電動(dòng)客車成本問題純電動(dòng)客車安全性問題1純電動(dòng)客車壽命問題34純電動(dòng)客車開發(fā)策略5幾點(diǎn)看法6第25頁(yè)，共28頁(yè)。262022/8/56. 兩點(diǎn)看法針對(duì)新能源車型開發(fā)與之相適應(yīng)的不同種類的動(dòng)力電池。6.1 與整車應(yīng)用對(duì)應(yīng)的動(dòng)力電池研發(fā)通用化、模塊化及標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)動(dòng)力電池，提高電池選擇性，降低成本。按車型開發(fā)（PHEV 、EV）1按運(yùn)行區(qū)域開發(fā)（南方、北方）2按運(yùn)行區(qū)間開發(fā)（借助大數(shù)據(jù)）3第26頁(yè)，共28頁(yè)。272022/8