電動(dòng)汽車電池及儲(chǔ)能電池介紹

1、電動(dòng)汽車（電動(dòng)汽車（EV）電池）電池/儲(chǔ)能電站電池儲(chǔ)能電站電池燃料電池電動(dòng)車（FCEV）-“終極版”？燃料電池（發(fā)電機(jī)）氫氣罐電池組電機(jī)我國(guó)政府全球環(huán)境基金聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署1、價(jià)格昂貴2、氫氣難以儲(chǔ)運(yùn)3、維護(hù)系統(tǒng)復(fù)雜4、壽命不夠長(zhǎng)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(guó)年產(chǎn)鉑約4t 遠(yuǎn)不夠化工催化劑用全部用來(lái)造車 也只有2萬(wàn)輛車研究非鉑催化劑研究非鉑催化劑 一個(gè)大難題，目前仍沒(méi)有大的突破一個(gè)大難題，目前仍沒(méi)有大的突破3輛奔馳車，原定兩年，一年用壞了6臺(tái)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)后，與2008年中不得已提前一年悄然停駛，花費(fèi)數(shù)千萬(wàn)不了了之。而燃料電池電動(dòng)公交車的外國(guó)制造商，卻獲得了

2、寶貴的運(yùn)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(dòng)公交車FCEV FCEV 遠(yuǎn)水解不了近渴，也許如豐田公司先進(jìn)技術(shù)組全國(guó)經(jīng)理遠(yuǎn)水解不了近渴，也許如豐田公司先進(jìn)技術(shù)組全國(guó)經(jīng)理Bill Bill ReinertReinert 所說(shuō)：所說(shuō)：燃料電池車輛也許要到燃料電池車輛也許要到20302030年才能大量生產(chǎn)年才能大量生產(chǎn)太陽(yáng)能電池電動(dòng)車（SCEV）太陽(yáng)能電池組（發(fā)電機(jī)）電池組電機(jī)我國(guó)政府全球環(huán)境基金聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署1、價(jià)格相對(duì)昂貴2、天氣，晝夜等光照條件影響3、能量轉(zhuǎn)化率問(wèn)題 國(guó)內(nèi)一般在以下，日本的光伏材料最高可以達(dá)到4、仍然需要儲(chǔ)能裝置與充電電池電動(dòng)車相比，是將電網(wǎng)充電的功能用太陽(yáng)能

3、電池代替，最可行的用途是：與充電電池電動(dòng)車相比，是將電網(wǎng)充電的功能用太陽(yáng)能電池代替，最可行的用途是：利用太陽(yáng)能產(chǎn)生的電能為蓄電池補(bǔ)充能量，提高充電電池電動(dòng)車的續(xù)駛里程利用太陽(yáng)能產(chǎn)生的電能為蓄電池補(bǔ)充能量，提高充電電池電動(dòng)車的續(xù)駛里程3輛奔馳車，原定兩年，一年用壞了6臺(tái)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)后，與2008年中不得已提前一年悄然停駛，花費(fèi)數(shù)千萬(wàn)不了了之。而燃料電池電動(dòng)公交車的外國(guó)制造商，卻獲得了寶貴的運(yùn)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(dòng)公交車純電動(dòng)車（EV）連接到電網(wǎng)充電連接到電網(wǎng)充電電池組電機(jī)最節(jié)油 利用“谷電”“風(fēng)電”簡(jiǎn)單 無(wú)油路/氣路/水路車身便宜 一般性加工有資源優(yōu)勢(shì)和技術(shù)基礎(chǔ)

4、 發(fā)展的方向發(fā)展的方向 未來(lái)的未來(lái)的主力主力油-電混合動(dòng)力車（HEV）電池組電機(jī)l省油不多l(xiāng)兩動(dòng)力組合復(fù)雜l加工要求高l價(jià)格要求高比功率l車價(jià)貴l我國(guó)并無(wú)優(yōu)勢(shì)驅(qū)動(dòng)軸逆變器油箱變速箱內(nèi)燃機(jī)行星齒輪機(jī)構(gòu)插電式混合動(dòng)力車（PHEV）電池組電機(jī)l大內(nèi)燃機(jī)l大發(fā)電機(jī)l兩動(dòng)力系統(tǒng)并重復(fù)雜l價(jià)格較貴驅(qū)動(dòng)軸逆變器油箱變速箱內(nèi)燃機(jī)連接到電網(wǎng)充電連接到電網(wǎng)充電變速箱電網(wǎng)電網(wǎng)儲(chǔ)能電池組儲(chǔ)能電池組風(fēng)力/光伏發(fā)電組件控制器逆變器l 天氣影響，晝夜等光照條件影響l 發(fā)電量不穩(wěn)定l 大型儲(chǔ)能電池組進(jìn)行調(diào)節(jié)鉛酸電池鉛酸電池鎳鎘電池鎳鎘電池鎳氫電池鎳氫電池鋰離子電池鋰離子電池傳統(tǒng)型聚合物鉛酸電池鉛酸電池質(zhì)量能量密度，體積能量密

5、度，工作溫度范圍，自放電率，可靠性質(zhì)量能量密度，體積能量密度，自放電率質(zhì)量能量密度，體積能量密度，電壓輸出，自放電率質(zhì)量能量密度，體積能量密度，電壓輸出，自放電率，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鎳鎘電池鎳鎘電池更好的循環(huán)性能，電壓輸出，價(jià)格質(zhì)量能量密度，體積能量密度質(zhì)量能量密度，體積能量密度，電壓輸出，自放電率質(zhì)量能量密度，體積能量密度，電壓輸出，自放電率，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鎳氫電池鎳氫電池更好的循環(huán)性能，電壓輸出，價(jià)格更好的循環(huán)性能，工作溫度范圍，自放電率，可靠性質(zhì)量能量密度，體積能量密度，電壓輸出，工作溫度范圍，自放電率質(zhì)量能量密度，體積能量密度，電壓輸出，自放電率，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)鋰離子鋰離子電池電池傳統(tǒng)型安全，價(jià)格工作溫度范

6、圍，安全，價(jià)格價(jià)格，安全，自放電率質(zhì)量能量密度，體積能量密度，安全，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，價(jià)格聚合物安全，價(jià)格工作溫度范圍，價(jià)格體積能量密度，價(jià)格工作溫度范圍，更好的循環(huán)性能絕對(duì)優(yōu)勢(shì)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)更好的循環(huán)性能，價(jià)格工作溫度范圍，價(jià)格體積能量密度質(zhì)量能量密度，體積能量密度，電壓輸出，自放電率，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)質(zhì)量能量密度，體積能量密度，電壓輸出，自放電率，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)Li離子電池具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)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(cè)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(fèi)電子：聚

7、合物鋰離子電池的高能量密度和安全性特點(diǎn)，應(yīng)用廣泛電動(dòng)汽車：使用環(huán)境相對(duì)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(zhǎng)期可靠性問(wèn)題，一般不采用儲(chǔ)能電池：長(zhǎng)期可靠性的問(wèn)題，一般也很少采用聚合物鋰離子電池 目前國(guó)內(nèi)絕大部分聚合物電池實(shí)際上是軟包裝液態(tài)鋰離子電池！目前國(guó)內(nèi)絕大部分聚合物電池實(shí)際上是軟包裝液態(tài)鋰離子電池！新新 與與 舊（舊技術(shù)，新應(yīng)用）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(chǔ)能電站用 新材料：磷酸鐵鋰、鈦酸鋰、硬碳 大大 與與 ?。ㄐ。–apacityCapacity、SizeSize、RateRat

8、e、PowerPower）?。浩胀ㄤ囯x子電池容量3Ah大容量：10Ah、20Ah、50Ah、60Ah 大尺寸Thickness：10mm、25mm Width：70mm、110mm、135mm Length：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大功率Power density at 25 with 10s HPPC 1100 W/kg-30 discharge power 10% of 25 s靜靜 與與 動(dòng)（動(dòng)（ReliabilityReliability）靜：普通

9、鋰離子電池使用環(huán)境相對(duì)靜止動(dòng)：車載環(huán)境、振動(dòng)、加速剎車、氣候 EV battery reliability 研究機(jī)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(guò)25電池工作溫度：-30 60電池模塊散熱設(shè)計(jì)：電池發(fā)熱模擬、風(fēng)冷、水冷方案、油冷方案長(zhǎng)與長(zhǎng)與 短（短（Cycle life & Calendar lifeCycle life & Calendar life）短：一般普通鋰離子電池 300 cycles長(zhǎng)： EV電池壽命15002000cycles繁繁 與與 簡(jiǎn)（簡(jiǎn)（BMUBMU、BMSBMS）簡(jiǎn)：普通鋰離子電池單只使用，只需要簡(jiǎn)單保護(hù)繁：

10、 BMU、BMS、多串、多并、容量計(jì)算、溫度控制、電量平衡 EV battery 模組實(shí)例（下圖）高高 與與 低（低（Production capabilityProduction capability、SafetySafety）低：普通鋰離子電池單只使用，對(duì)產(chǎn)品一致性要求不高高：高一致性（工序能力）、高安全性EV battery安全性能參照標(biāo)準(zhǔn)：USABC、GBEVEV電池一致性要求：電池一致性要求：u容量一致性（Cap）u電阻一致性（內(nèi)阻、連接電阻）u電壓一致性（OCV）u電量一致性（SOC）u自放電率一致性（K value）u曲線一致性（Voltage curve）u溫升一致性（Temp

11、. rise） 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(gòu) 動(dòng)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(dòng)力電池制造處于“搶地盤(pán)、占位置”階段，誰(shuí)搶得了先機(jī)，占得了頭籌，誰(shuí)就可能是將來(lái)的“標(biāo)準(zhǔn)”，在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)有利位置。EV電池實(shí)例電池實(shí)例VOC：客戶需求：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：300 400V；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(jī)功率：30KW(峰值功率：70k

12、W) ； 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(wèn)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(jì)方案設(shè)計(jì)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： 35.2 kWh； 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 BM

13、S Ver4.5（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 398 kg（含所有部件，電芯模塊 343kg）.EV電池實(shí)例電池實(shí)例- - 電池包結(jié)構(gòu)電池包結(jié)構(gòu)ElectrodeAssemblyBattery CellModuleMixingPrintingCoatingWindingJR ASSealingFormationCap TestIMP TestK TestGroupingModule ASPack ASInjectingFormingEV電池工藝流程簡(jiǎn)介（電池工藝流程簡(jiǎn)介（1）Electrode：Powder Mixing SystemHigh Viscosin MixerCoaterCold PresserAuto slitting圖注：全自動(dòng)粉料系統(tǒng)圖注：極片自動(dòng)焊接設(shè)備EV電池工藝流程簡(jiǎn)介（電池工藝流程簡(jiǎn)介（2）Assembly：Auto WindingAuto X-ray inspectorAuto Assembly LineLaser Welding