2019年1月8日,由成都新能源汽车产业推广应用促进会和电车资源联合主办的第二届中国(成都)新能源汽车高峰论坛在成都星宸航都国际酒店顺利举行。
在大会现场,重庆车辆检测研究院有限公司副总工凌泽从电动汽车用动力电池及系统技术现状、动力电池及系统技术趋势预估、动力电池相关标准制定情况三个方面,向行业介绍了目前动力电池的技术、趋势与测试标准。电车资源整理重庆车辆检测研究院有限公司副总工凌泽的现场演讲内容如下:
一、电动汽车用动力电池及系统技术现状
(一)单体电池及模组(法规试验要求)
测试对象:单体电芯
电池模组:至少5串,最低容量要求20Ah(单体不足20Ah的并联)。
要求:1. 稳定性(循环安全)、2.经济性(能量密度高)、3.安全性(力热电等)。
(能量密度均值:151.5Wh/Kg)
2016年12月16日前数据(50样本),采用磷酸铁锂为正极材料,PED最大值121Wh/Kg,PED平均值101Wh/Kg。
采用三元材料为正极材料,PED最大值262Wh/Kg, PED平均值178Wh/Kg。
(能量密度均值:173.1Wh/Kg)
2016年12月16日后数据(50样本),采用磷酸铁锂为正极材料,PED最大值167Wh/Kg ,PED平均值151Wh/Kg。采用三元材料为正极材料,PED最大值285Wh/Kg,PED平均值187Wh/Kg。
(二)电池包或电池系统(法规试验要求)
测试对象:电池包或电池系统(共计至少5套)。
要求:1. 安全性(力热电等)、2.环保性(甲醛、TVOC等项目)、3.经济性(能量密度高)、4. 稳定性。
(三)电池系统安全性现状
(仅代表中心测试数据,通过率为一次通过率)
小结:
1. 环境安全性通过率相对较高,出现不符合的主要原因是IP防护等级不够。
2. 机械安全性不合格的原因有:结构断裂、单体电压超差、结构强度弱、极耳断裂等。
3.功能安全性主要集中到短路保护项目,原因是测试验证不够造成的熔断器和继电器选型错误。
(四) 能量密度及最大充电倍率
(2017年9月1日前数据)
采用磷酸铁锂为正极材料,PED最大值126Wh/Kg,PED平均值110Wh/Kg。采用三元材料为正极材料时,PED最大值138Wh/Kg,PED平均值115Wh/Kg。
动力电池系统的能量密度未作要求前,超过90Wh/kg的占比很小。
(2017年9月1日后数据)
采用磷酸铁锂为正极材料时,PED最大值149Wh/Kg,PED平均值130Wh/Kg。
采用三元材料为正极材料时,PED最大值174Wh/Kg,PED平均值146Wh/Kg。
(五)热失控及热失控扩展--法规试验要求
(热失控行业现状)
(热失控扩散行业现状)
样本总数为260个,数据为重庆车辆检测研究院有限公司测试数据。
二、动力电池及系统技术趋势预估
(一)动力电池单体发展趋势预估
最近两年能量密度的最大值和平均值基本都是以每年10%~20%的增长速度增长。单一追求的能量密度参数会导致行业的畸形发展;动力电池性能的提高是系统工程,需要正极、负极、电解液、电解质和壳体材料共同影响的。
(二)电池系统发展趋势预估
第一,除了主流的锂离子动力电池之外,在EV、HEV、PHEV和FCV等技术路线才用的动力电池体系还有镍氢、超级电容、锌空气等。
第二,锂-硫,锂-空气电池体系仍需做大量的基础研究,预计产业化的可能性比较小。
第三,未来较长一段时间内,锂离子电池仍是主流,但更加注重“安全性”;高镍材料、富锰材料,高电压正极材料、半固态、全固态电解液体系将逐步进入产业化应用。
小结:
1.单体层级目前能量密度:磷酸铁锂材料体系167Wh/kg,三元材料体系284Wh/kg。
2.系统层级目前能量密度:磷酸铁锂材料体系149Wh/kg,三元材料体系171Wh/kg。
3.电池系统不应该单一的追求成组效率(目前新能源汽车用动力电池系统最高的成组效率可以达到86%上下),成组效率高必然导致强度降低、热管理系统配件降低、安全防护装置减配等。
4.动力电池从单体到系统到整车是一个闭环联动的状态,整车企业应该允许供应商参与部分正向开发。
三、动力电池相关标准制定情况介绍
(一)新标准制定思路
1. 更强调车辆运行过程中实际发生的可能性(取消部分项目));
2. 更强调实际工况(过充电、振动、模拟碰撞、火烧等);
3. 更强调事前、事中、事后监管;
4. 提升电动汽车相关法规在国际上的话语权和主导权;
5.减小企业负担(引入过渡期)。GB/T 31485-2015与GB/T 31467.3-2015GB目前WTO征求意见,预计2019年二季度发布。
(二)动力电池现行标准与GB标准的对标
(注:N/A为未涉足)
来源:电车资源
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地点:成都
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