鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1162次 | 2018年07月31日
811電池未來(lái)兩三年或?qū)⒋笠?guī)模應(yīng)用
近日,上汽集團(tuán)技術(shù)中心執(zhí)行總監(jiān)朱軍在某交流會(huì)議上從技術(shù)角度闡述了新能源汽車電驅(qū)動(dòng)、電池等領(lǐng)域未來(lái)的投資方向。
電驅(qū)
電驅(qū)由三部分構(gòu)成:傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)、逆變器。朱軍表示,目前包括特斯拉在內(nèi)的國(guó)內(nèi)外多數(shù)電動(dòng)汽車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)都是單級(jí)減速,沒(méi)有離合、沒(méi)有變速。未來(lái)電動(dòng)汽車的趨勢(shì)將是增加傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性,以降低對(duì)電機(jī)、電機(jī)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(jī),讓電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn),負(fù)扭矩、正扭矩,以及實(shí)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(dǎo)致了逆變器的成本較高。
若一輛電動(dòng)汽車的逆變器能支持較高電壓,則對(duì)應(yīng)的電壓充電流較大,功率也較大,這意味著用同樣電流進(jìn)行充電,充電功率也就較大,充電時(shí)間將會(huì)縮短。但若提高逆變器的支持電壓,充電時(shí)逆變器會(huì)產(chǎn)生更多的熱量,提高充電效率,就需要解決逆變器中IGBT的散熱問(wèn)題。目前,國(guó)內(nèi)包括中科院在內(nèi)的眾多院校、科研機(jī)構(gòu)正嘗試解決IGBT的散熱問(wèn)題,日本、德國(guó)等國(guó)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(dòng)汽車產(chǎn)品上進(jìn)行初步應(yīng)用。對(duì)于國(guó)內(nèi)電動(dòng)車企業(yè)來(lái)說(shuō),由于這部分研究成本較高,朱軍不建議在IGBT散熱問(wèn)題上做太多關(guān)注。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、殼體三部分組成,而電機(jī)技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)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(dòng)電機(jī),它承擔(dān)了與新能源汽車運(yùn)動(dòng)相關(guān)的所有功能。電機(jī)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(shí)電機(jī)為負(fù)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(dāng)扭矩產(chǎn)生誤差時(shí),就需要消耗電池電量來(lái)彌補(bǔ)電機(jī)的不足。朱軍補(bǔ)充道,“要達(dá)到同等的加速效果,電池比電機(jī)的成本更高,且電池還會(huì)在做工時(shí)散發(fā)熱量,這就加重了新能源汽車?yán)鋮s系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)?!庇纱丝磥?lái),電機(jī)的扭矩精確度是新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵。電機(jī)中轉(zhuǎn)子的制造需要用到稀土材料,且從目前形勢(shì)看,新能源汽車對(duì)與稀土材料的需求量相當(dāng)大。目前世界上有很多科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)都在研究如何在電機(jī)中減少稀土用量,朱軍認(rèn)為,這也是國(guó)內(nèi)企業(yè)研究、應(yīng)用或投資的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。
電池
朱軍表示,電池行業(yè)集納了化學(xué)、機(jī)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(fù)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,鈷的主要產(chǎn)地在剛果,但剛果地區(qū)政局動(dòng)蕩不安,且當(dāng)?shù)乇Wo(hù)政策限制鈷礦石出口,因此鈷的市場(chǎng)價(jià)格較高。為了擺脫鈷礦對(duì)正極材料行業(yè)的負(fù)面影響,業(yè)內(nèi)對(duì)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(lái)兩、三年內(nèi)可能會(huì)大規(guī)模應(yīng)用,因此投資鈷材料的人士需關(guān)注此類風(fēng)險(xiǎn)。
在動(dòng)力電池產(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(dòng)力電池要保證長(zhǎng)期安全比較困難,對(duì)電池管理系統(tǒng)的要求也就更高。朱軍認(rèn)為,考慮到軟件匹配程度和成本等問(wèn)題,新能源汽車整車生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)多在自主研發(fā)領(lǐng)域下功夫,生產(chǎn)出適合企業(yè)產(chǎn)品的電池軟件系統(tǒng),使產(chǎn)品具有長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力。
朱軍還談到了電池中的電阻熱量問(wèn)題。電流越大產(chǎn)生的熱量越大,對(duì)散熱的要求也就越高。他舉例表示,0.1歐姆的電阻通過(guò)200安培的電流時(shí),則會(huì)產(chǎn)生4000瓦的發(fā)熱量。所以在高壓電流、大功率下更需要保持電池散熱安全,因此對(duì)電動(dòng)汽車高壓線束接插電安全的研究也極其必要。朱軍認(rèn)為,目前業(yè)內(nèi)對(duì)這一方面的研究較少,競(jìng)爭(zhēng)不激烈,投資人士可以適當(dāng)關(guān)注這一領(lǐng)域。
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