電動汽車電池及儲能電池介紹

電動汽車（EV）電池/儲能電站電池,關(guān)于電動汽車的選擇（1）,燃料電池電動車（FCEV）-“終極版”？,燃料電池（發(fā)電機）,氫氣罐,電池組,電機,我國政府全球環(huán)境基金聯(lián)合國開發(fā)計劃署,1、價格昂貴2、氫氣難以儲運3、維護系統(tǒng)復(fù)雜4、壽命不夠長,5、鉑的資源不夠用一輛客車用鉑約200克，5000輛車需要1t我國年產(chǎn)鉑約4t遠(yuǎn)不夠化工催化劑用全部用來造車也只有2萬輛車,研究非鉑催化劑一個大難題，目前仍沒有大的突破,3輛奔馳車，原定兩年，一年用壞了6臺燃料電池發(fā)動機后，與2008年中不得已提前一年悄然停駛，花費數(shù)千萬不了了之。而燃料電池電動公交車的外國制造商，卻獲得了寶貴的運行數(shù)據(jù)打道回府了。,共同支持在北京商業(yè)化示范燃料電池電動公交車,FCEV遠(yuǎn)水解不了近渴，也許如豐田公司先進技術(shù)組全國經(jīng)理BillReinert所說：燃料電池車輛也許要到2030年才能大量生產(chǎn),關(guān)于電動汽車的選擇（2）,太陽能電池電動車（SCEV）,太陽能電池組（發(fā)電機）,電池組,電機,我國政府全球環(huán)境基金聯(lián)合國開發(fā)計劃署,1、價格相對昂貴2、天氣，晝夜等光照條件影響3、能量轉(zhuǎn)化率問題國內(nèi)一般在以下，日本的光伏材料最高可以達到4、仍然需要儲能裝置,與充電電池電動車相比，是將電網(wǎng)充電的功能用太陽能電池代替，最可行的用途是：利用太陽能產(chǎn)生的電能為蓄電池補充能量，提高充電電池電動車的續(xù)駛里程,3輛奔馳車，原定兩年，一年用壞了6臺燃料電池發(fā)動機后，與2008年中不得已提前一年悄然停駛，花費數(shù)千萬不了了之。而燃料電池電動公交車的外國制造商，卻獲得了寶貴的運行數(shù)據(jù)打道回府了。,共同支持在北京商業(yè)化示范燃料電池電動公交車,關(guān)于電動汽車的選擇（3）,純電動車（EV）,連接到電網(wǎng)充電,電池組,電機,最節(jié)油利用“谷電”“風(fēng)電”簡單無油路/氣路/水路車身便宜一般性加工有資源優(yōu)勢和技術(shù)基礎(chǔ),發(fā)展的方向未來的主力,關(guān)于電動汽車的選擇（4）,油-電混合動力車（HEV）,電池組,電機,省油不多兩動力組合復(fù)雜加工要求高價格要求高比功率車價貴我國并無優(yōu)勢,驅(qū)動軸,逆變器,油箱,變速箱,內(nèi)燃機,行星齒輪機構(gòu),插電式混合動力車（PHEV）,電池組,電機,大內(nèi)燃機大發(fā)電機兩動力系統(tǒng)并重復(fù)雜價格較貴,驅(qū)動軸,逆變器,油箱,變速箱,內(nèi)燃機,連接到電網(wǎng)充電,變速箱,風(fēng)力/光伏發(fā)電站,電網(wǎng),儲能電池組,控制器,逆變器,天氣影響，晝夜等光照條件影響發(fā)電量不穩(wěn)定大型儲能電池組進行調(diào)節(jié),各種蓄電池特點粗略比較,Li離子電池具有絕對優(yōu)勢,關(guān)于聚合物鋰離子電池,工藝（與硬殼鋰離子電池比較）攪拌、涂布、制片、卷繞工序基本相同，可以通用兼容主要的工藝差別在于封裝工藝，聚合物使用鋁塑膜熱封裝，硬殼電池一般采用激光焊接封裝注液、化成、測試工序主設(shè)備相同，工裝夾具差別很大，一般視為不兼容應(yīng)用消費電子：聚合物鋰離子電池的高能量密度和安全性特點，應(yīng)用廣泛電動汽車：使用環(huán)境相對惡劣，由于聚合物電池的鋁塑膜包裝比較脆弱，容易碰傷損壞，以及熱封裝長期可靠性問題，一般不采用儲能電池：長期可靠性的問題，一般也很少采用聚合物鋰離子電池,目前國內(nèi)絕大部分聚合物電池實際上是軟包裝液態(tài)鋰離子電池！,EV電池與普通鋰離子電池技術(shù)對比（1）,新與舊（舊技術(shù)，新應(yīng)用）舊：舊技術(shù)舊技術(shù)：基本原理和結(jié)構(gòu)與普通鋰離子電池相同新：新應(yīng)用、新材料新應(yīng)用：車用、儲能電站用新材料：磷酸鐵鋰、鈦酸鋰、硬碳,EV電池與普通鋰離子電池技術(shù)對比（2）-1,大與?。–apacity、Size、Rate、Power）小：普通鋰離子電池容量3Ah大容量：10Ah、20Ah、50Ah、60Ah大尺寸Thickness：10mm、25mmWidth：70mm、110mm、135mmLength：110mm、150mm、270mm大倍率工作倍率：EV:0.5C、PHEV：2C、HEV：10C峰值倍率：EV:2C、PHEV：5C、HEV：20C,EV電池與普通鋰離子電池技術(shù)對比（2）-2,大功率Powerdensityat25with10sHPPC1100W/kg-30dischargepower10%of25s,EV電池與普通鋰離子電池技術(shù)對比（3）,靜與動（Reliability）靜：普通鋰離子電池使用環(huán)境相對靜止動：車載環(huán)境、振動、加速剎車、氣候EVbatteryreliability研究機械性能：防釘刺、防擠壓、防撞擊、防跌落電池溫升：3C倍率工作，電池溫升不超過25電池工作溫度：-3060電池模塊散熱設(shè)計：電池發(fā)熱模擬、風(fēng)冷、水冷方案、油冷方案,EV電池與普通鋰離子電池技術(shù)對比（4）,長與短（Cyclelife&Calendarlife）短：一般普通鋰離子電池300cycles長：EV電池壽命15002000cycles,EV電池與普通鋰離子電池技術(shù)對比（5）,繁與簡（BMU、BMS）簡：普通鋰離子電池單只使用，只需要簡單保護繁：BMU、BMS、多串、多并、容量計算、溫度控制、電量平衡EVbattery模組實例（下圖）,EV電池與普通鋰離子電池技術(shù)對比（5）,高與低（Productioncapability、Safety）低：普通鋰離子電池單只使用，對產(chǎn)品一致性要求不高高：高一致性（工序能力）、高安全性EVbattery安全性能參照標(biāo)準(zhǔn)：USABC、GB,EV電池一致性要求：容量一致性（Cap）電阻一致性（內(nèi)阻、連接電阻）電壓一致性（OCV）電量一致性（SOC）自放電率一致性（Kvalue）曲線一致性（Voltagecurve）溫升一致性（Temp.rise）,動力電池行業(yè)現(xiàn)狀,各大汽車廠商紛紛“牽手”知名的電池制造商，或合資，或聯(lián)合研發(fā)，或收購動力電池的高制造能力要求最終一定將走向標(biāo)準(zhǔn)化的方向，目前的動力電池制造處于“搶地盤、占位置”階段，誰搶得了先機，占得了頭籌，誰就可能是將來的“標(biāo)準(zhǔn)”，在競爭中占據(jù)有利位置。,EV電池實例,VOC：客戶需求1、客戶需求：電池包技術(shù)要求A電池類型：鋰離子、聚合物、熱電池；B電池包電壓：300400V；C電池包能量：45KWh左右；D電池重量（包括箱體、BMS）：小于450公斤；E電池包的箱體外形最大尺寸：900(x)*1058(y)*296(z)；F電機功率：30KW(峰值功率：70kW)；G電池使用溫度范圍：3060；H車輛使用地：東北地區(qū)，外界可能氣溫4036；I電池包需要考慮散熱（夏季、充電、2C放電）、加熱（冬季啟車）問題；J電池包可以快速充電：2C；K電池包壽命：15002000次以上；L電池包里包含BMS；M需要提供電池包的布置圖的數(shù)模.,設(shè)計方案2.1電芯：采用50Ah方型鋼殼電芯2.2系統(tǒng)采用2P110S：A電壓：308V401.5V；B電量：35.2kWh；C電流：連續(xù)2C充放，脈沖（10s）：3C；D熱管理：散熱采用風(fēng)冷形式，加熱采用PTC加熱器空氣內(nèi)循環(huán)加熱形式；E電池管理系統(tǒng)：BMU及BMSVer4.5（CAN2.0B通訊）；F電池高壓系統(tǒng)：內(nèi)置預(yù)充電線路及高壓繼電器；G管理系統(tǒng)工作電源：12V；H電池包尺寸：1140 x895x310（含安裝固定部分）；I電池包重量：約398kg（含所有部件，電芯模塊343kg）.,EV電池實例-電池包結(jié)構(gòu),Electrode,Assembly,BatteryCell,Module,Mixing,Printing,Coating,Winding,JRAS,Sealing,Formation,CapTest,IMPTest,KTest,Grouping,ModuleAS,PackAS,Injecting,Forming,EV電池工藝流程簡介（1）,Electrode：PowderMixingSystemHighViscosinMixerCoaterColdPresserAutoslitting,圖注：全自動粉料系統(tǒng),圖注：極片自動焊接設(shè)備,EV電池工藝流程簡介（2）,Assembly：AutoWindingAutoX-rayinspectorAutoAssemblyLineLaserWeldingAutoInjectorCanCleaner,圖注：自動卷