鉅大LARGE | 點擊量:1083次 | 2020年07月20日
811電池未來將大規(guī)模應用
近日,上汽集團技術(shù)中心執(zhí)行總監(jiān)朱軍在某交流會議上從技術(shù)角度闡述了新能源汽車電驅(qū)動、電池等領(lǐng)域未來的投資方向。
電驅(qū)
電驅(qū)由三部分構(gòu)成:傳動機構(gòu)、電機、逆變器。朱軍表示,目前包括特斯拉在內(nèi)的國內(nèi)外多數(shù)電動汽車傳動結(jié)構(gòu)都是單級減速,沒有離合、沒有變速。未來電動汽車的趨勢將是新增傳動機構(gòu)的復雜性,以降低對電機、電機變阻器的要求,從而降低成本,提升性能。
逆變器把電池里的直流電變成交電流輸送給電機,讓電機能夠?qū)崿F(xiàn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn),負扭矩、正扭矩,以及實現(xiàn)速度控制等的關(guān)鍵零件,這也是電驅(qū)三部分中技術(shù)難度最高的模塊。逆變器不僅硬件研究難度高,軟件也同樣如此,這導致了逆變器的成本較高。
若一輛電動汽車的逆變器能支持較高電壓,則對應的電壓充電流較大,功率也較大,這意味著用同樣電流進行充電,充電功率也就較大,充電時間將會縮短。但若提高逆變器的支持電壓,充電時逆變器會出現(xiàn)更多的熱量,提高充電效率,就要解決逆變器中IGBT的散熱問題。目前,國內(nèi)包括中科院在內(nèi)的眾多院校、科研機構(gòu)正嘗試解決IGBT的散熱問題,日本、德國等國在這方面的研究已經(jīng)較為成熟。比如日本豐田采用的“加硅碳技術(shù)”已經(jīng)開始在其電動汽車產(chǎn)品上進行初步應用。關(guān)于國內(nèi)電動汽車公司來說,由于這部分研究成本較高,朱軍不建議在IGBT散熱問題上做太多關(guān)注。
電機由定子、轉(zhuǎn)子、殼體三部分組成,而電機技術(shù)的關(guān)鍵點在定子和轉(zhuǎn)子。據(jù)朱軍介紹,轉(zhuǎn)子即新能源汽車的主驅(qū)動電機,它承擔了與新能源汽車運動相關(guān)的所有功能。電機有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn),正轉(zhuǎn)即向前行駛,反轉(zhuǎn)即為倒車。正轉(zhuǎn)時電機為負扭矩,反轉(zhuǎn)為正扭矩。扭矩的精確與否意味著新能源汽車加速速度的快慢。當扭矩出現(xiàn)誤差時,就要消耗電池電量來彌補電機的不足。朱軍補充道,“要達到同等的加速效果,電池比電機的成本更高,且電池還會在做工時散發(fā)熱量,這就加重了新能源汽車冷卻系統(tǒng)的負擔?!庇纱丝磥恚姍C的扭矩精確度是新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵。電機中轉(zhuǎn)子的制造要用到稀土材料,且從目前形勢看,新能源汽車對與稀土材料的需求量相當大。目前世界上有很多科研機構(gòu)及公司都在研究如何在電機中減少稀土用量,朱軍認為,這也是國內(nèi)公司研究、應用或投資的一個關(guān)注點。
電池
朱軍表示,電池行業(yè)集納了化學、機械工業(yè)、電子控制等相關(guān)行業(yè)的技術(shù),其中的關(guān)鍵技術(shù)在電芯,而電芯的關(guān)鍵便是正負極、隔膜、電解液等四大材料。正極材料廣為熟知的有磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料等,其中,鈷的重要產(chǎn)地在剛果,但剛果地區(qū)政局動蕩不安,且當?shù)乇Wo政策限制鈷礦石出口,因此鈷的市場價格較高。為了擺脫鈷礦對正極材料行業(yè)的負面影響,業(yè)內(nèi)對正極材料的研究開始向低鈷方向發(fā)展,從333到523,到622,再到811。811的電池正極材料配方中,鈷含量不到10%,這類電池未來兩、三年內(nèi)可能會大規(guī)模應用,因此投資鈷材料的人士需關(guān)注此類風險。
在動力鋰電池產(chǎn)業(yè)中,電池安全不容忽視。電池安全性很大程度上取決于電池管理系統(tǒng)軟件的成熟度和全面性。大功率、大電流的動力鋰電池要保證長期安全比較困難,對電池管理系統(tǒng)的要求也就更高。朱軍認為,考慮到軟件匹配程度和成本等問題,新能源汽車整車生產(chǎn)公司應多在自主研發(fā)領(lǐng)域下功夫,生產(chǎn)出適合公司產(chǎn)品的電池軟件系統(tǒng),使產(chǎn)品具有長期競爭力。
朱軍還談到了電池中的電阻熱量問題。電流越大出現(xiàn)的熱量越大,對散熱的要求也就越高。他舉例表示,0.1歐姆的電阻通過200安培的電流時,則會出現(xiàn)4000瓦的發(fā)熱量。所以在高壓電流、大功率下更要保持電池散熱安全,因此對電動汽車高壓線束接插電安全的研究也極其必要。朱軍認為,目前業(yè)內(nèi)對這一方面的研究較少,競爭不激烈,投資人士可以適當關(guān)注這一領(lǐng)域。