2018年動力電池與電池管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢分析

2017-11-30 09:49:41 第一電動網(wǎng) 　點擊量：評論 (0)

目前是2017年年底了，大家都在分析2018年中國新能源汽車技術(shù)發(fā)展趨勢。而科技部《新能源汽車2018年重點專項申報指南》已經(jīng)發(fā)布，對企業(yè)而言很有指導(dǎo)意義。下面是筆者學(xué)習(xí)《申報指南》后，對2018 度年動力電池與

目前是2017年年底了，大家都在分析2018年中國新能源汽車技術(shù)發(fā)展趨勢。而科技部《新能源汽車2018年重點專項申報指南》已經(jīng)發(fā)布，對企業(yè)而言很有指導(dǎo)意義。下面是筆者學(xué)習(xí)《申報指南》后，對2018 度年動力電池與電池管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢的分析。

一、中國新能源汽車關(guān)鍵技術(shù)主攻方向

《申報指南》列出2018年中國新能源汽車技術(shù)的主攻方向是：

動力電池與電池管理系統(tǒng);電機驅(qū)動與電力;電子、電動汽車智能化;燃料電池動力系統(tǒng);插電/增程式混合動力系統(tǒng);純電動力系統(tǒng)。

一共6個方向下，再細(xì)分24個研究任務(wù)。《新能源汽車2018 年重點專項申報指南》就是頂層設(shè)計的具體體現(xiàn)。

①企業(yè)與政府規(guī)劃要保持一致，企業(yè)經(jīng)營活動(含技術(shù)攻關(guān))要在政府的頂層設(shè)計下開展。

②企業(yè)2018年具體的新能源汽車研究(開發(fā))項目必須在6個方向下、24個研究任務(wù)之中;

③企業(yè)具體技術(shù)研究和開發(fā)項目，理應(yīng)與中央政府年度計劃技術(shù)攻關(guān)項目對應(yīng)起來。

二、2018年動力電池與電池管理系統(tǒng)研究任務(wù)分為5個：

1. 高安全高比能乘用車動力電池系統(tǒng)技術(shù)(重大共性關(guān)鍵技術(shù)類)

①研究內(nèi)容：

針對乘用車高集成度要求，開展基于整車一體化的電池系統(tǒng)的機-電-熱設(shè)計;開發(fā)先進(jìn)可靠的電池管理系統(tǒng)和緊湊、高效的熱管理系統(tǒng);開展模塊、系統(tǒng)的電氣構(gòu)型與參數(shù)匹配、耐久性和可靠性的設(shè)計與驗證;基于熱仿真模型、熱失控和熱擴(kuò)散致災(zāi)、分析模型，研究電池系統(tǒng)火災(zāi)蔓延及消防安全措施，開展電池系統(tǒng)的安全設(shè)計與防護(hù)系統(tǒng)的開發(fā)與驗證;開展電池系統(tǒng)的輕量化、緊湊化技術(shù)以及制造工藝與裝配技術(shù)研究，開發(fā)高安全、高比能乘用車動力電池系統(tǒng);開展電池系統(tǒng)性能測試評價技術(shù)研究。

②考核指標(biāo)：

電池系統(tǒng)的比能量≥210Wh/kg，循環(huán)壽命≥1200次(80%放電深度(DOD)，模擬全年氣溫分布)，全壽命周期、寬工作溫度范圍內(nèi)荷電狀態(tài)(SOC)、功率狀態(tài)(SOP)和健康狀態(tài)(SOH)的估計誤差絕對值≤3%，單體電池之間的最大溫差≤2℃，快速充電至 80%以上 SOC 狀態(tài)所需時間≤1 小時，滿足安全性等國標(biāo)要求和寬溫度使用范圍要求，并符合 ISO 26262 ASIL-C 功能安全要求及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，成本≤1.2 元/Wh，年生產(chǎn)能力≥1 萬套，產(chǎn)品至少為 2 家整車企業(yè)配套，裝車應(yīng)用不低于 3000 套;提交熱失控和熱擴(kuò)散事故致災(zāi)分析和危害評測報告;建立基于整車一體化的電池系統(tǒng)的設(shè)計、制造與測試規(guī)范。

③筆者解讀：

乘用車動力電池系統(tǒng)技術(shù)主攻方向是：

i)是整車一體化的電池系統(tǒng)，而不是目前一些廠家積極倡導(dǎo)的換電模式技術(shù);

ii)電池系統(tǒng)的比能量≥210Wh/kg，循環(huán)壽命≥1200次(80%放電深度(DOD)，這個比能量≥210Wh/kg這個指標(biāo)，說明這個電池一定指三元電池，磷酸鐵鋰電池在乘用車推廣幾乎沒有可能。

iii)電池系統(tǒng)的成本≤1.2 元/Wh，說明目前電池系統(tǒng)的成本基本上高于它，是后續(xù)的補貼的門檻。

2.高安全長壽命客車動力電池系統(tǒng)技術(shù)

①研究內(nèi)容：

針對客車超高安全等級和超長質(zhì)保里程的實際應(yīng)用需求，開展基于模塊式、分散式布局的動力電池系統(tǒng)總體構(gòu)型、功能和機-電-熱一體化設(shè)計技術(shù)研究;開發(fā)先進(jìn)可靠的電池管理系統(tǒng)和高效熱管理系統(tǒng);開展動力電池系統(tǒng)的電氣構(gòu)型與參數(shù)匹配，以及耐久性和可靠性的設(shè)計與驗證;基于熱仿真模型、熱失控和熱擴(kuò)散致災(zāi)分析模型，研究電池系統(tǒng)火災(zāi)蔓延及消防安全措施，開展電池系統(tǒng)的安全設(shè)計以及防護(hù)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與驗證;突破電池系統(tǒng)的輕量化、緊湊化技術(shù)，建立電池系統(tǒng)的智能化制造工藝，開發(fā)高安全、長壽命客車動力電池系統(tǒng);開展電池系統(tǒng)性能測試評價技術(shù)的研究。

②考核指標(biāo)：

電池系統(tǒng)的比能量≥170Wh/kg，循環(huán)壽命≥3000次(80% DOD，模擬全年氣溫分布)，全壽命周期、寬工作溫度范圍內(nèi) SOC、SOP 和 SOH 估計誤差絕對值≤3%，單體電池之間的最大溫差≤2℃，快速充電至 80%以上 SOC 狀態(tài)所需時間≤15分鐘，滿足安全性等國標(biāo)要求和寬溫度使用范圍要求，并符合 ISO 26262 ASIL-C 功能安全要求及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，確保單體熱失控后30 分鐘內(nèi)系統(tǒng)無起火爆炸，成本≤1.2 元/Wh，年生產(chǎn)能力≥3000套，產(chǎn)品至少為 3 家整車企業(yè)配套，裝車應(yīng)用不低于 1000 套;提交熱失控和熱擴(kuò)散事故致災(zāi)分析和危害評測報告;建立電池系統(tǒng)設(shè)計、制造與測試的技術(shù)規(guī)范。

③筆者解讀：

客車動力電池系統(tǒng)技術(shù)主攻方向是：

i)基于模塊式、分散式布局的動力電池系統(tǒng)的研究，這個說明，客車動力電池系統(tǒng)不同于乘用車要求，一個是一體化，一個是模塊式、分散式。

ii)電池系統(tǒng)的比能量≥170Wh/kg，循環(huán)壽命≥3000次(80% DOD，這個說明，對客車而言磷酸鐵鋰依然是主推對象，壽命是主要指標(biāo);

iii)單體熱失控后30 分鐘內(nèi)系統(tǒng)無起火爆炸，這個指標(biāo)說明，安全時間不低于30分鐘，是后續(xù)的主觀方向。

iv)客車動力電池系統(tǒng)成本≤1.2 元/Wh，這個指標(biāo)說明，整車企業(yè)關(guān)心是系統(tǒng)成本，而不電池單體價格。

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