王子冬认为,应从整车角度着眼,进行一体化设计,提高元器件的利用率,最大限度降低整车重量;鼓励动力电池产业开发长寿命、可以成本梯次利用、可方便回收的产品,拉长电池组的应用链条。

国家863电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬教授作报告

国家863电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬教授作报告

自工业革命开始,各行各业的人们对能源的消耗越来越严重。这就造成了传统化石能源的日渐枯竭,而与之同时发生的是其燃烧所产生的污染也不容小觑。这就意味着,新时代的交通业要想继续大踏步地前行,必须采用无污染的可再生能源以及更为先进的设计理念。国家863电动车重大专项动力电池测试中心主任王子冬在全国微型电动汽车产业创新联盟的成立大会上,为与会的企业及科研单位作了以动力电池安全与微型电动汽车品质提升为主题的报告。

让我们一起跟随王子冬来看看,未来的电动汽车,在动力方面及设计理念上究竟有哪些值得拭目以待的地方——

“野蛮”增长下 未来微型电动车应该追求高质量

“微型电动汽车由于价格便宜、没有污染、尺寸较小、自重较轻等优势,可以当之无愧地被称为我国近年来交通业发展起来的一枝‘新秀’。正因为这样的优点,A00级电动车的销售呈井喷式增长,从2016到2017年这一年,销量增加了19个百分点!”王子冬讲道:“所以,在这样大的用户需求之下,对它的安全性和可靠性有很高要求。这其中包括高安全性、便于生产、寿命长和成本低4方面。”

“这是因为,不幸的事故总在我们身边发生。电动车起火事件的频发,有很大比例是因为电芯质量、组合和使用不当造成的。而实验数据证明,电池组的安全性又与它的能量密度成反比,也就是说,过度强调电动车电池的能量密度,想要一次充电跑的里程更多,是要以安全性为代价的。所以,电动车电池组的结构与功能设计、材料体系、电池组合设计、电池组充电方法、生产制造的过程监控、低应力电池封装、防爆处理、电池散热保温、隔膜及电离液和大批量生产经验,这些要素一个都不能少。尤其是电池组‘电’和‘热’关系的处理,这一点技术上一定要重视。”

“此外,在目前我国的电动车产业中,整车生产企业没有同电池组生产企业形成可靠的互利合作关系,这样就会导致服务不过关,客户体验就不能得到最及时的反馈,最终导致安全隐患不能够被及时地发现。所以,对于客户的使用指导和使用中的保养,也是各大生产厂家需要跟进的重要的一点。”

肺腑良言 为生产企业降低生产成本

讲到这个话题,现场观众开始聚精会神听王子冬讲:“首先,如果要降低单车价格,就单独希望动力电池的生产商降价,这是不可行的。必须是所有生产企业全产业链部门联动开发,共同提质降本,这样才能保证成产线完整的基础上更高效地生产销售。”

“正确的方法是:开发新理念、有价值的产品,从轻量化车身设计等有价值的设计和技术着手;采用高效节能的电机驱动系统,不应只是单一着眼于电机,而是整套驱动设施;从整车角度着眼,进行一体化设计,提高元器件的利用率,最大限度降低整车重量;鼓励动力电池产业开发长寿命、可以成本梯次利用、可方便回收的产品,拉长电池组的应用链条。” 王子冬向观众展示了一幅国外微型电动车的设计图:“这款微型电动车是国外的一款物流车。它的驾驶室与货仓就可以分离,这样既方便装卸,又方便清洁,还有效降低了车身重量。这是一个成功利用设计降低成本的案例。”

新型设计让设计师走出瓶颈

“在微型电动车整车设计和开发中,如何将整车强度、驱动系统的节能技术、控制器和车载充电器一体化集成、悬挂系统的轻量化、电池组集成技术、热管理系统、安全防护结构、乘坐的舒适性结构、维护的方便性、方便事故发生后的抢救工作、降低使用过程中保险费赔付率的结构设计等各方面的要求进行一体化的优化设计,提高车身结构和支撑部件的利用效率,最大限度地减少所有部件的重量,大幅度降低车辆的行驶能耗,降低微型电动车的制造和使用成本?” 王子冬提出这样一个问题,随后他结合国外一个典型一体化设计的车身构架案例进行了解答:“所以,微型电动车与动力电池的‘一体化’设计需要注意什么?必须与个性化需求,动力电池的特性,大批量、低成本、易实现自动化生产的特性,并符合能够循环使用的环保要求、能够多次可回收为标准来进行。”

让绿色能源带动绿色交通

“目前,我所了解到社会上绝大多数电池回收企业都没有做到低能耗、环保地分解材料。”王子冬讲:“动力电池的回收利用做得好,锂电池的成本完全可以低于铅酸蓄电池。况且锂电池的污染低,加之可以回收利用,于国于民都是功德一件;对于业内来说,可以引领动力电池的设计、尺寸规格、制造工艺、生产线设备、标准测试等方面;对企业来说可以大大降低成本,提高利润空间;对整个社会而言,则有利于带动绿色能源引领下的绿色交通!”

“用于微型电动车的动力电池的设计必须是电池组,而不是电芯。”王子冬强调道:“因为电池组布置空间利用率要高,这一点区别于只强调能量密度高的电芯,要求电池能量密度高的前提是可以有效防止电池的着火和爆炸;电池组循环寿命长,包括不同温度下的使用寿命、大电流充电寿命和日历寿命,目标位1万次、15年;电池组可靠性和稳定性高,有效防止过充和内部短路,中间采用低电阻连接结构,热管理更为合理,电池之间温差小;电池可以低成本梯次利用,方便重复链接;可以方便地回收分解,分解效率远远高于制造效率。”

“满足不了这些要求,就不能被称作是好的微型电动车用动力电池。”王子冬继续讲:“在实际应用中,电动车跑在路上,如果因为不管什么样的原因导致电池突然出现意外事故而切断电源,尤其是在高速公路上,对于司机和乘客,这是会有生命危险的。所以,我强调电池组必须有不断电功能,就算电池损坏或燃烧,也必须缓缓将能量的供给降下来,至少有一个时间让驾驶员去反应和处置。”

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