深圳市雄韜電源科技股份有限公司EV解決方案事業(yè)部副總經(jīng)理?xiàng)畈?/p>
中國(guó)電池雜志-中國(guó)電池網(wǎng)11月12日訊（陳語(yǔ) 湖北武漢直播報(bào)道）11月12日，在2015年第3屆中國(guó)（武漢）鋰電新能源產(chǎn)業(yè)國(guó)際高峰論壇（ABEC 2015，鋰電“達(dá)沃斯”）上，深圳市雄韜電源科技股份有限公司EV解決方案事業(yè)部副總經(jīng)理?xiàng)畈òl(fā)表了題為《雄韜動(dòng)力電池開(kāi)發(fā)進(jìn)展與市場(chǎng)分析》的演講報(bào)告，以下是演講報(bào)告實(shí)錄：
各位領(lǐng)導(dǎo)、各位嘉賓下午好！我代表雄韜電源把動(dòng)力電池的一些技術(shù)和我這邊的一些工作給大家做一個(gè)分享和探討。整個(gè)內(nèi)容包括三個(gè)部分，第一是電動(dòng)汽車的儲(chǔ)能系統(tǒng)，第二個(gè)是商業(yè)模式和商業(yè)機(jī)會(huì)，第三個(gè)是循環(huán)電源的商業(yè)布局。
我們都知道整個(gè)動(dòng)力電池，它現(xiàn)在整個(gè)是電池包，不管奧迪也好，寶馬也好，基本上用的都是方形電池為主。從成組方式來(lái)說(shuō)框架是結(jié)構(gòu)進(jìn)行扎帶或者拉板式固定。
從動(dòng)力電池包分為三個(gè)開(kāi)發(fā)階段，第一個(gè)就是技術(shù)對(duì)接階段，第二是系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段，地三是系統(tǒng)集成測(cè)試階段。
第一個(gè)關(guān)于電池包尺寸評(píng)估，因?yàn)椴煌膹S家對(duì)車輛的行駛距離和它的要求都不太一樣，我們會(huì)根據(jù)不同廠家的車的行駛里程，包括電機(jī)的技術(shù)參數(shù)來(lái)做相應(yīng)電池包的設(shè)計(jì)。
整個(gè)電池包的尺寸它在很大程度上依賴于整個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合，包括電動(dòng)大巴，包括電動(dòng)轎車，它的尺寸布置都不太一樣。而電池包的尺寸跟安全性需要做相應(yīng)的熱安全、磁場(chǎng)、熱場(chǎng)還有機(jī)械性能的評(píng)估。針對(duì)不同車型的要求，價(jià)格影響因素也比較關(guān)鍵，我們會(huì)根據(jù)不同客戶的需求，來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，包括安全方面的設(shè)計(jì)。整個(gè)電池?zé)峁芾硪矔?huì)影響整個(gè)電池PEC的尺寸，整車結(jié)構(gòu)是分布式還是集中式，也會(huì)影響PEC尺寸。
第二就是選擇不同的材料，從國(guó)家的趨勢(shì)和現(xiàn)在的情況來(lái)說(shuō)，8米以上的車基本都是磷酸鐵鋰的電池，而物流車、乘用車包括我們的6到8米的車都是用三元，具體使用什么樣的電池，需要根據(jù)能量密度功率密度和使用壽命，還有整個(gè)電池的熱場(chǎng)充電特性、成本各方面進(jìn)行衡量。雄韜主要是鉛酸電池為主，現(xiàn)在也在開(kāi)發(fā)芯離子電池、鋰離子動(dòng)力電池和燃料電池。
我們會(huì)根據(jù)客戶的需求把能量密度、功率密度，根據(jù)電芯的理論容量，電芯的燃料密度和PEC的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，大家都知道在動(dòng)力電池成組以后，實(shí)際容量可能不到整個(gè)容量的90%，我們需要根據(jù)客戶的電機(jī)和他所需要的行駛里程來(lái)進(jìn)行一個(gè)設(shè)計(jì)。
循環(huán)壽命，它取決于放電深度和工作溫度，電壓和放電電流，電池儲(chǔ)能受儲(chǔ)存溫度影響，對(duì)于動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)，整箱的熱場(chǎng)分布，包括整個(gè)電池包的設(shè)計(jì)直接影響了整個(gè)電池的使用壽命。電池產(chǎn)熱一般是發(fā)生在充電末端和放電末端，會(huì)產(chǎn)生溫度的一個(gè)飆升。在這樣的情況下多時(shí)候需要空冷、水冷或者進(jìn)行液冷。空冷的系數(shù)比較低，傳統(tǒng)用風(fēng)扇吹的方式使用非常少了，加上現(xiàn)在車廠基本要求IP67，對(duì)于IP67來(lái)說(shuō)風(fēng)冷的模式基本已經(jīng)取消。另外一種方式是根據(jù)客戶的需求，把空調(diào)系統(tǒng)和整車的系統(tǒng)接入到箱體里面來(lái)，改善箱體里面的內(nèi)環(huán)境。因?yàn)閯?dòng)力電池在使用過(guò)程中需要進(jìn)行一個(gè)建模和設(shè)計(jì)，因?yàn)殡姵胤譃閳A柱、軟包和方形，建模根據(jù)它各方面的性能來(lái)優(yōu)選電池包的方案。
我們做了相應(yīng)熱安全的測(cè)試，模擬它的溫升，根據(jù)結(jié)構(gòu)不同會(huì)有一定的差異，這是我們做的大概的一個(gè)熱場(chǎng)的變化。
循環(huán)壽命，大家都知道具體電池在循環(huán)使用過(guò)程中熱場(chǎng)會(huì)發(fā)生變化，這是作為電池包模擬的重要部分。單體電池在用過(guò)程中一定要研究它的熱輻射，熱輻射直接影響到產(chǎn)品的方式和熱場(chǎng)的熱量處理。
電芯建模要有效地根據(jù)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出，從而根據(jù)溫度的變化進(jìn)行安全設(shè)計(jì)。電池充電方式分為快充跟慢充，但是不同的充電方式就會(huì)帶來(lái)整個(gè)電池包溫升的差異，這個(gè)差異電池包設(shè)計(jì)的時(shí)候根據(jù)客戶的需求，然后來(lái)進(jìn)行一個(gè)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
雄韜的動(dòng)力電池分為幾個(gè)部分，第一個(gè)是鉛酸動(dòng)力電池，它具有鉛酸電池和超級(jí)電容的雙向優(yōu)點(diǎn)，不需要額外的電池和電容，并聯(lián)裝置，滿足長(zhǎng)壽命和低成本的要求。我們現(xiàn)在開(kāi)發(fā)的是鋅離子電池，可以做到長(zhǎng)循環(huán)。雄韜正在開(kāi)發(fā)的燃料電池主要解決成本高、制作過(guò)程復(fù)雜的障礙，解決燃料電池跟普通的甲醇、乙醇電池在使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響。
因?yàn)楦鶕?jù)客戶的需求和不同廠家的車型的需求，可能根據(jù)不同型號(hào)它有不同的設(shè)計(jì)方式，這邊只簡(jiǎn)單列了一下不同電池的一些優(yōu)點(diǎn)跟缺點(diǎn)，但是對(duì)于動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)，不管用五年也好，十年也好，最關(guān)鍵單體電芯，除了電芯以外，本身電池的阻水性能能不能達(dá)到五年或者十年。
這是我們做的大概的集成方案，整個(gè)箱體按照IP67的方式設(shè)計(jì)，箱體根據(jù)結(jié)構(gòu)可能是不銹鋼、鋁合金等多種方式，鋁合金一般只用在乘用車的箱頂部分。但是對(duì)于拼接部分，強(qiáng)度允許的情況下也是可以使用。抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，動(dòng)力電池70%故障不良都是由于震動(dòng)，防爆泄壓的箱體，如果瞬間出現(xiàn)不良，電池出現(xiàn)不良產(chǎn)生氣體怎么快速泄出？這是非常關(guān)鍵的一個(gè)設(shè)計(jì)，現(xiàn)在基本上主流的動(dòng)力電池廠商對(duì)整個(gè)動(dòng)力電池箱體上都有防爆設(shè)計(jì)。區(qū)域能量控制這也是非常重要的，這是保證整箱電池安全至關(guān)重要的一個(gè)部分，這個(gè)需要去做建模設(shè)計(jì)，進(jìn)行一個(gè)能量的評(píng)估。高壓系統(tǒng)部分，是大家比較容易忽略的部分，在這里面防電輻設(shè)計(jì)、濫用多層控制開(kāi)關(guān)等等，都有體現(xiàn)。
這是我們的成組方式，結(jié)構(gòu)就是高導(dǎo)熱性，現(xiàn)在電池導(dǎo)熱體系能達(dá)到2.5Wka。整個(gè)箱體借鑒了A123的固定方式，進(jìn)行區(qū)域化的模塊化成組方式。高壓部分的話，它基本上保證了整個(gè)表面金屬的裸露，在高壓狀態(tài)下，如果出現(xiàn)IP失效，有金屬灰塵混入，會(huì)出現(xiàn)繼電器的失效等等。
這個(gè)部分北汽在第一天的演講已經(jīng)有他們的一個(gè)說(shuō)明。這是我們現(xiàn)在公司連接的一個(gè)方式，現(xiàn)在基本主流的方式都是拼接焊為主，像比亞迪也好，都是拼接焊為主。但是現(xiàn)在溶解焊也成為主導(dǎo)，我們現(xiàn)在采用的是雙工藝，一種是對(duì)于螺栓型的用的拼接焊，平面用的溶解焊。
繼電器的選型和使用非常關(guān)鍵，很多公司一般會(huì)外包其他公司，但是對(duì)于繼電器來(lái)說(shuō)，選擇陶瓷密封還是陶瓷密封對(duì)于產(chǎn)品的至關(guān)重要。
這是我剛才說(shuō)的導(dǎo)熱系數(shù)的變化，不管空冷也好，水冷也好，還是液冷也好，選用什么樣的材料是至關(guān)重要的，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)做軟包的公司會(huì)在中間加鋁片，它傳導(dǎo)性能非常高，三元效率是非常低的。而我們選用的是高導(dǎo)熱的材料，保證整個(gè)電池溫度傳導(dǎo)可以快速散開(kāi)。
模組的熱場(chǎng)能量控制，你整個(gè)熱場(chǎng)能量的釋放，包括均衡怎么去均衡。這個(gè)是我們提出的一個(gè)全水冷的模塊化控制的專利。模組失效模式，當(dāng)電池出現(xiàn)異常以后，會(huì)在周邊產(chǎn)生熱效應(yīng)，這是做相應(yīng)模組熱仿真的一個(gè)基本評(píng)估。
對(duì)于動(dòng)力電池來(lái)說(shuō)，關(guān)于溫度采集這塊基本上很多公司都會(huì)用單點(diǎn)采集。但在整個(gè)電池來(lái)說(shuō)，除了在電池溫度表面，還有防爆閥等等都有可能會(huì)出現(xiàn)熱失控，車失控有可能產(chǎn)生局部的熱失控，從而導(dǎo)致整體出現(xiàn)不良，所以我們采取多點(diǎn)的熱控制。
模組的失效控制，在箱體設(shè)計(jì)上有一個(gè)防爆機(jī)制，當(dāng)電池爆炸以后，瞬間產(chǎn)生大量的氣體，這樣讓箱體進(jìn)行一個(gè)泄壓狀態(tài)，這是保證整箱電池安全的一個(gè)必要步驟。整個(gè)BMS，現(xiàn)在跟GPRS綁定，進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)控。
整車電池在裝上車以后需要進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，在此之前需要做相應(yīng)的一些絕緣測(cè)試，功能測(cè)試，還有短路、可靠、燃燒、浸水、震動(dòng)的模擬測(cè)試，這是在做產(chǎn)品開(kāi)發(fā)之前必須完成的。箱體要做相應(yīng)的擠壓、針刺和撞擊的測(cè)試，以保證電池模組在受到相應(yīng)破壞的時(shí)候不影響模組的使用。
這是我們現(xiàn)在做的一些方案，現(xiàn)在基本上做的是按IP67來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。因?yàn)楝F(xiàn)在動(dòng)力電池是資金投入大，年限長(zhǎng)，投資周期上，資金不安全，擴(kuò)張較為緩慢的一個(gè)行業(yè)，怎么解決這個(gè)問(wèn)題？公司現(xiàn)在成立融資租賃的一個(gè)公司，跟整車廠和相應(yīng)的一些公交公司合作，進(jìn)行直接租賃，分成租賃、轉(zhuǎn)租賃多種方式合作進(jìn)行。
雄韜是全球最大的鉛酸蓄電池產(chǎn)業(yè)之一，主要是做出口的UPS和儲(chǔ)能電池為主，成立于1994年，目前在中國(guó)的產(chǎn)品是最為齊全的品牌之一，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于全球一百多個(gè)國(guó)家和地區(qū)。
公司是1994年建立，到2000年成為中國(guó)最大的鉛酸電池出口商，2007年涉足海外，現(xiàn)在成立了三大生產(chǎn)基地。公司每年是3%以上的銷售額投入研發(fā)，累計(jì)專利100來(lái)項(xiàng)，積極參與行業(yè)討論會(huì)議。這是我們現(xiàn)在動(dòng)力電池自動(dòng)線的模組車間，大家可以了解一下。
這是我的報(bào)告，謝謝大家！
（以上內(nèi)容根據(jù)論壇現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)發(fā)言者本人審閱。）
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