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1、纯电动客车对动力总成的需求电池篇2017年5月22024/7/24内容提要内容提要纯电动客车性能问题2纯电动客车成本问题纯电动客车安全性问题1纯电动客车寿命问题34纯电动客车开发策略5几点看法632024/7/24动力电池总体要求动力电池总体要求回收回收成本成本安全安全性能性能寿命寿命电化学基础电化学基础关键材料关键材料电池设计电池设计 生产制造生产制造系统集成系统集成梯次利用梯次利用用户认知：目前存在安全性差、续驶里程短、充电时间长、购买成本高等问题。用户认知：目前存在安全性差、续驶里程短、充电时间长、购买成本高等问题。前提前提42024/7/24内容提要内容提要纯电动客车性能问题2纯电动客
2、车成本问题纯电动客车安全性问题1纯电动客车寿命问题34纯电动客车开发策略5几点看法652024/7/24好的电池是动力，是正能量；差的电池是燃烧力，是负能量。好的电池是动力，是正能量；差的电池是燃烧力，是负能量。充电过程燃烧充电过程燃烧自自20112011年年1 1月至月至20162016年年7 7月全球发生月全球发生4949起安全事起安全事故，其中纯电动客车故，其中纯电动客车2222起，全部为国内车型。起，全部为国内车型。（综合网络资料、电动汽车百人会）（综合网络资料、电动汽车百人会）纯电动客车数量少，但发生安全事故数量不少；载客量大，社会影响巨大。纯电动客车数量少，但发生安全事故数量不少；
3、载客量大，社会影响巨大。1. 纯电动客车安全性问题纯电动客车安全性问题1.1 任重道远任重道远静置自燃静置自燃行驶过程燃烧行驶过程燃烧 62024/7/241.2 顶层设计顶层设计1. 纯电动客车安全性问题纯电动客车安全性问题安全性是一项系统工程，需要运营、整车、系统及电池综合设计。安全性是一项系统工程，需要运营、整车、系统及电池综合设计。电电 芯芯动力电池系统动力电池系统电气电气/ /电子系统电子系统电池电池管理管理系统系统冷却冷却/ /保温保温系统系统低压低压/ /通信接口通信接口高压接口高压接口车辆电气车辆电气/电控系统电控系统车辆高压系统车辆高压系统车车辆辆底底盘盘/车车身身车车辆辆冷
4、冷却却系系统统外外 部部 环环 境境通风通风安安装装72024/7/241.3 多层举措多层举措1. 纯电动客车安全性问题纯电动客车安全性问题构建安全控制体系，控制危险发生几率，消除构建安全控制体系，控制危险发生几率，消除/ /减小事故危害。减小事故危害。绝绝缘缘、接接触触防防护护失失效效电电击击燃燃烧烧爆爆炸炸电电芯芯燃燃烧烧、其其他他可可燃燃压压力力达达到到一一定定值值危险？危险？危害！危害！足够的绝缘强度和有效的接触防护，足够的绝缘强度和有效的接触防护，主动危险干预，针对绝缘缓慢失效，主动危险干预，针对绝缘缓慢失效，阻止事故危害发生，保证安全裕量。阻止事故危害发生，保证安全裕量。事故一旦
5、发生，无法中断或降损。事故一旦发生，无法中断或降损。隔绝外部触发因素散热，降低内部热隔绝外部触发因素散热，降低内部热累积速度，内部组件的着火点温度阈累积速度，内部组件的着火点温度阈值足够高，导火导热装置等中断火灾值足够高，导火导热装置等中断火灾蔓延路径，阻止连锁反应阻燃材料，蔓延路径，阻止连锁反应阻燃材料，降低燃烧损害，主动检测与灭火装置。降低燃烧损害，主动检测与灭火装置。危险预控防护，中断和降损有效结合，危险预控防护，中断和降损有效结合，泄压装置，避免爆炸，或降低爆炸的泄压装置，避免爆炸，或降低爆炸的强度。强度。危险预控危险预控防护防护事故危害中事故危害中断及减损断及减损82024/7/24
6、1.4 电池安全技术电池安全技术1. 纯电动客车安全性问题纯电动客车安全性问题针对电池安全性问题，开发陶瓷隔膜，以及具有隔断作用的添加剂。针对电池安全性问题，开发陶瓷隔膜，以及具有隔断作用的添加剂。液态电解液液态电解液多孔隔膜多孔隔膜干湿法PP、PE三层复合隔膜其他多孔膜传统材料传统材料隔膜隔膜材料材料 电解电解液体系液体系新型材料新型材料无机陶瓷涂覆聚合物涂覆静纺纤维布高低温改善型宽电化学窗口离子液体功能型电解液功能型电解液改性隔膜改性隔膜未来方向未来方向全固全固态电态电解质解质 各种功能型添加剂，如阻燃、成膜添加剂等 新型快离子导体及锂盐 凝胶聚合物电解质 复合聚合物电解质 半固态电解质L
7、iPF6型电解液LiClO4型电解液两者融合两者融合其他溶质类液体92024/7/24内容提要内容提要纯电动客车性能问题2纯电动客车成本问题纯电动客车安全性问题1纯电动客车寿命问题34纯电动客车开发策略5几点看法6102024/7/242.1 里程焦虑里程焦虑除了解决续驶里程外，还应确立电池维护服务，切实解决用户关切。除了解决续驶里程外，还应确立电池维护服务，切实解决用户关切。续驶里程短续驶里程短2. 纯电动客车性能问题纯电动客车性能问题1整车整车轻量化，大幅降低负重消耗的电池电量，用于行驶更长的距离轻量化，大幅降低负重消耗的电池电量，用于行驶更长的距离2电池电池高比能量，大幅度提高电池容量，
8、优化系统，提高有效利用的电量高比能量，大幅度提高电池容量，优化系统，提高有效利用的电量3充电桩充电桩广布式，像传统汽车加油一样便捷，发展无线充电技术广布式，像传统汽车加油一样便捷，发展无线充电技术充电时间长充电时间长维护保养问题多维护保养问题多112024/7/242.2 低温杀手低温杀手 低温时，电池效率降低，放电容量降低，内阻增加；长时间低温, 可能会被“冻坏”； 低温时，电动车续驶里程比正常情况降低约30%，使用成本增加约35%45%。综合网络，（电车之家）综合网络，（电车之家）电池电池“闯关东闯关东”，低温是第一大难题，解决不了低温，就很难推广。，低温是第一大难题，解决不了低温，就很难
9、推广。2. 纯电动客车性能问题纯电动客车性能问题122024/7/242.3 轻量化轻量化在保证安全的前提下，动力电池与整车轻量化，提升电能有效利用。在保证安全的前提下，动力电池与整车轻量化，提升电能有效利用。来源：德国宇航中心据报道，据报道，对于纯电动对于纯电动车，每降重车，每降重100kg100kg，可以，可以节约电能节约电能0.4kWh/km0.4kWh/km。整车轻量化整车轻量化与电动化、与电动化、智能化协同智能化协同发展。发展。2. 纯电动客车性能问题纯电动客车性能问题132024/7/242.4 轻量化兼顾成本轻量化兼顾成本轻量化材料、轻量化制造及零部件，兼顾成本，开发车身和底盘。
10、轻量化材料、轻量化制造及零部件，兼顾成本，开发车身和底盘。来源：来源：Design and Manufacturing Challenges of High Strength Steel in Automotive Light Weighting 2013-01-2901 Published 11/27/20132. 纯电动客车性能问题纯电动客车性能问题材料材料价格价格/kg重量减少（重量减少（vs钢）钢）超高强度钢超高强度钢/先先进高强度钢进高强度钢0.8-1.510-20%铝铝3-530-50%镁镁10-2040-60%碳纤维复合材料碳纤维复合材料40-8060-70%142024/7/2
11、42.5 高比能量锂电池高比能量锂电池对高比能量锂离子电池关键技术进行研究，部分核心材料自主开发。对高比能量锂离子电池关键技术进行研究，部分核心材料自主开发。正极正极材料材料电解液电解液 体系体系隔膜隔膜材料材料负极负极材料材料 石墨类材料 钛酸锂 硅碳复合材料 陶瓷隔膜 常规聚烯烃隔膜 高容量富锂锰基 LMO;NCM;NCA 宽电化学窗口型 高低温改善型关键关键材料材料自主开自主开发设计优选国内合作国内合作集流体集流体 材料材料 传统金属箔片 柔软型集流体2. 纯电动客车性能问题纯电动客车性能问题152024/7/242.6 快充电池快充电池利用现有成熟材料体系，设计开发具有快充性能的客车用
12、电池。利用现有成熟材料体系，设计开发具有快充性能的客车用电池。材料体系建立厂家选择目标确定需求分析材料开发与优选匹配添加剂正负极隔膜电解液测试分析试验检测能力相应测试标准NYN先进材料工艺技术组合整车需求快充电池钛酸锂、镍氢快充电池钛酸锂、镍氢快充电池多元负极快充电池多元负极快充电池超级电容器超级电容器2. 纯电动客车性能问题纯电动客车性能问题162024/7/242.7 纯电动客车电池性能需求纯电动客车电池性能需求充电时充电时间短间短电耗低电耗低充电频充电频率低率低快换技术快换技术新材料新体系、新技术新型电池燃料电池、金属空气电池等发展趋势快充技术快充技术充电设备快充能力电池电池快充快充能力
13、能力单体倍率充电能力电气件过流能力系统热管理能力安全问题材料倍率性能要求材料倍率性能要求其它性能的牺牲程度其它性能的牺牲程度关键材料匹配性关键材料匹配性生产工艺、成本等生产工艺、成本等设计、设计、生产难度生产难度电池电池能量能量密度密度续驶里续驶里程长程长电池电池轻量化轻量化壳体、电气件、BMS等轻量化基础设施新能源车新能源车用户需求用户需求2. 纯电动客车性能问题纯电动客车性能问题172024/7/24纯电动客车性能问题2纯电动客车成本问题纯电动客车安全性问题1纯电动客车寿命问题34纯电动客车开发策略5几点看法6内容提要内容提要182024/7/243.1 客车至少使用客车至少使用8年年3.
14、 纯电动客车寿命问题纯电动客车寿命问题电池本身电池本身使用环境使用环境使用工况使用工况维护保养维护保养材料、工艺、一致性、材料、工艺、一致性、BMS等等高温、低温、高湿、涉水等高温、低温、高湿、涉水等过充、过放、充放电倍率等过充、过放、充放电倍率等电芯维护、系统维护等电芯维护、系统维护等由于电池在使用过程中的衰减，大部分电池很难达到由于电池在使用过程中的衰减，大部分电池很难达到8 8年使用寿命。年使用寿命。192024/7/243.2 提高寿命策略提高寿命策略通过整车控制策略、储能单元及正确使用等减少电池寿命损伤。通过整车控制策略、储能单元及正确使用等减少电池寿命损伤。整车控制策略整车控制策略
15、储能单元储能单元用户使用指导用户使用指导+P PH HE EV VE EV V 耐低温电池 电池保温/加热 超级电容器 工作温度区间 电能源管理 工况识别 操作规程 维护保养3. 纯电动客车寿命问题纯电动客车寿命问题202024/7/243.3 回收利用回收利用通过梯次利用及回收延长使用寿命，避免废弃电池带来新的问题。通过梯次利用及回收延长使用寿命，避免废弃电池带来新的问题。动力电池生产动力电池生产纯电动客车使用纯电动客车使用梯次利用梯次利用回回 收收p 材料生产p 电芯生产p 模块生产p 车辆使用情况p 动力电池状态第三方使用第三方使用提取再利用提取再利用其其它它电池评估电池评估3. 纯电动
16、客车寿命问题纯电动客车寿命问题212024/7/24内容提要内容提要纯电动客车性能问题2纯电动客车成本问题纯电动客车安全性问题1纯电动客车寿命问题34纯电动客车开发策略5几点看法6222024/7/24电控电控+ +制造组装制造组装 202030%30%；电机；电机+ +控制器控制器 202025%25%；电池系统；电池系统 (75(7585%85%锂电池锂电池+15+1525%BMS)3025%BMS)3045%45%。电池成本占比最大。电池成本占比最大。原料价格上涨，电池成本降低反映：成本驱动向技术驱动阶段过渡。原料价格上涨，电池成本降低反映：成本驱动向技术驱动阶段过渡。4. 纯电动客车成
17、本问题纯电动客车成本问题原材料价格上涨原材料价格上涨电池安全成本提高电池安全成本提高p 补贴退坡倒逼电池降价p 客车安全技术条件电电池池成成本本电池性能提升电池性能提升 技术进步技术进步232024/7/24内容提要内容提要纯电动客车性能问题2纯电动客车成本问题纯电动客车安全性问题1纯电动客车寿命问题34纯电动客车开发策略5几点看法6242024/7/24纯电动客车应采取技术、产品、产业的全方位开发策略及诞生流程。纯电动客车应采取技术、产品、产业的全方位开发策略及诞生流程。6.纯电动客车开发策略纯电动客车开发策略策划策划阶段段概念概念阶段段开开发阶段段推广推广阶段段 技术水平 品质控制 技术积
18、累 稳定性 可靠性 维护性 带动作用 辐射作用 推广前景 技术先进性 工艺流程 成本控制 功能验证 性能验证 标准化 规范化 竞争力分析 利润分析 促进企业发展 技术转化 工艺装备 平台建设 电池选型 产品定义 概念样车 标准规范 政策法规 运营模式 组织管理 核心技术 标准规范 安全可靠 PHEV EV FCEV 国内外市场 国家发展需求 企业发展战略纯电动客车纯电动客车产业层面产业层面产品层面产品层面技术层面技术层面252024/7/24内容提要内容提要纯电动客车性能问题2纯电动客车成本问题纯电动客车安全性问题1纯电动客车寿命问题34纯电动客车开发策略5几点看法6262024/7/246.
19、 两点看法两点看法针对新能源车型开发与之相适应的不同种类的动力电池。针对新能源车型开发与之相适应的不同种类的动力电池。6.1 与整车应用对应的动力电池研发与整车应用对应的动力电池研发通用化、模块化及标准化开发动力电池，提高电池选择性，降低成本。通用化、模块化及标准化开发动力电池，提高电池选择性，降低成本。按车型开发（按车型开发（PHEV 、EV）1按运行区域开发（南方、北方）按运行区域开发（南方、北方）2按运行区间开发（借助大数据）按运行区间开发（借助大数据）3272024/7/246. 两点看法两点看法6.2 车企与电池企业协作及运营模式车企与电池企业协作及运营模式汽车企业汽车企业电池企业电池企业车企与电池企业建立可持续的战略合作关系，以市车企与电池企业建立可持续的战略合作关系，以市场为导向，把动力电池作为核心零部件，互惠发展。场为导向，把动力电池作为核心零部件，互惠发展。电池企业利用自身的电池技术优势，与整车企业提电池企业利用自身的电池技术优势，与整车企业提供电池应用和维护服务。供电池应用和维护服务。从电池设计初始，建立回收利用产业链，电池价值最大化，成本最低化。从电池设计初始，建立回收利用产业链，电池价值最大化，成本最低化。创新运营模式，推动新能源车快速发展，带动动力电池技术升级。创新运营模式，推动新能源车快速发展，带动动力电池技术升级。282024/7/24谢谢 谢！谢！
