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解析动力电池新规 解锁电池迷局(2)

北极星智能电网在线  来源:车云网    2016/7/4 9:47:36  我要投稿  

技术突围的路径在哪?

在电池相关领域,核心技术包括“电芯生产技术”、“电池包PACK(成组打包)技术”;其中“电芯生产技术”世界最高水平的技术还是主要掌握在歪果仁手中,而“电池包PACK技术”中国已经有接近或达到世界最高水平的厂商存在。

电芯生产技术:

先看一下目前业界吵得最火的两种前沿科技;

前沿:石墨烯电池

石墨烯(二维碳材料)石墨烯电池,是利用锂离子在石墨烯表面和电极之间能快速大量穿梭运动的特性,开发出的一种新能源电池。

前沿:超导电池(电磁)

超导线圈超导储能系统(SMES)是利用超导线圈将电磁能直接储存起来,需要时再将电磁能返回电网或其它负载的一种电力设施,它具有反应速度快、转换效率高的优点。

从介绍来看,这两种科技确实挺厉害的,并且被各大工业国列为重点项目进行深度开发,至今还处在实验室阶段,距离可以大规模量产,还有非常遥远的距离,我们目前实际可用的,还是锂电池。

主流:锂电池

尽管电池种类繁多,但以上几类电池多数还处在实验室研发阶段,离量产还有一段距离。

美国阿贡国家实验室(ArgonneNationalLaboratory)进行的一个为期五年的电池研发项目已经过去了四年时间,负责研发的工程师表示在短期内,电池市场上锂离子的地位还难以被撼动。

提到锂离子电池,这里就不得不提一下代表着中外电芯技术代表的比亚迪和特斯拉。比亚迪的电动汽车搭载的是磷酸铁锂方块结构的电芯,而特斯拉搭载的是三元锂18650结构的电芯。虽然磷酸铁锂电池有较好的循环稳定性能,成本也比较低。但目前,比亚迪的单体电池,能量密度已经达到了130Wh/kg。几乎已经到达了能量密度的天花板。对于高能量高性能的追求,三元材料也是电极材料的重要方向,而18650电芯是目前最成熟的一种卷绕式锂离子电芯,它一致性好、寿命长、产量高、充放电性能好成为目前高端纯电动车的首选,这也是特斯拉选择18650作为它的电芯方案的原因。18650电芯存在的问题是它的PACK成组技术难度比磷酸铁锂电池大很多。

电池包PACK技术

电池包的设计必须结合电池组的冷却系统一并考虑,气温零度以下后,电动汽车的里程急剧下降,这是锂电不可避免的特性。而好的冷却技术不仅能解决散热问题,更能高效的解决加热问题,这点寒冷地区使用电动车的人感受最深。

目前市场上常见风冷、液冷、热管等多种散热方式。比如日产电动车采用了被动式冷却方式,比亚迪和江淮是风冷,而特斯拉选择了更高级的液冷的技术。液冷管道通过加热液体,再均匀的传递到每颗电芯上,从而达到恢复电芯最佳放电温度的目的,继而使电池的电量能够完全发挥并保证电芯温度的一致性,使电芯的温差控制在很小范围。这对于多并多串的电池PACK来说至关重要。

而目前国内更多的是采用风冷和自然冷却的电池包,温度的一致性一直是老大难的问题。所以很多电动汽车都不能快充,而且所谓快充也并不快,正是温度的一致性导致的。

特斯拉在ModelS一共采用了7104颗电芯,重量544kg,能量密度约148Wh/kg。使用的三元锂电芯,运用了跨行业技术,利用“保险丝”连接接触到每颗电芯,“保险丝”能在电流过大、或短路的情况下,及时切断回路防止危险发生。

出现事故时,延缓热失控的发生,争取更多的逃生时间。特斯拉在ModelS上,利用非常好的检测算法、控制策略实现了整个电池包高能量的持续输出。

正如上面说的那样,不论政策如何变化,未来的竞争,一定是核心技术的竞争,谁有核心技术,谁自然会在这场电池迷局中泰然自若。

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