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比亚迪刘卫平:BYD电池技术研究与开发新进展
2016-10-21 17:56:00
关键词:比亚迪刘卫平电池技术

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图为深圳比亚迪股份有限公司技术总监刘卫平


  中国化学与物理电源行业协会于2016年10月13日-14日在杭州召开了“第二届混合动力车市场与先进电池技术发展研讨会”,会议受到了国内外电池、材料、设备和汽车领域众多企业的广泛关注,400多位国内外嘉宾参会。自2014年4月中国化学与物理电源协会在北京组织了“第一届混合动力车市场与先进电池技术发展研讨会”以来,在国内外纯电动车和插电式混合动力车取得较快发展的同时,混合动力车辆,特别是微混车辆也在国际上得到预期的快速发展。特别是近来进一步提出了发展48V电池体系与技术的要求,使电池行业又出现了一个新的发展热点。

  “第二届混合动力车市场与先进电池技术研讨会”的举办,给大家提供了一个交流的平台,帮助大家了解国内外在混合动力汽车产业方面的发展动向、最新进展,交流适用于混合动力汽车发展的各种电池技术及其最新进展。希望通过技术交流,能对我国混合动力汽车产业的发展起动一定的借鉴和推动作用,加快我国混合动力汽车用各类电池技术的快速发展。

  在本次会议上,深圳比亚迪股份有限公司技术总监刘卫平做了“BYD电池技术研究与开发新进展”的专题报告,以下是根据速记整理的文字,未经本人审核,仅供参考。

  最近两年中国电动车得到了井喷式发展,我想主要有几大推动力,一个是政府补贴,二是限牌,三是电动车使用成本的降低。前面两个主要是政策的行为,后面政府的补贴会撤销,那么电动车会怎么样?那就涉及到市场行为,现在电动车的使用成本是较低的,我平时上下班都开电动车,用电比用油的使用成本仅仅是1/5,如果政府的补贴退出以后,市场行为会起到主导作用,我对电动车还是充满信心。

  HEV微混系统,这个没有补贴,推动力应该是在于严格的碳排放标准,你要达到这个标准的话可以做很多方面,轻量化、燃油效率提高,混合动力也是一个方面。纯电动、PHEV(音译)比微混、中混的效果更好,但是微混、中混也有它的市场空间与优势,主要是它的所需能量比较小,这样的话成本相对来说会低很多,它还是低压(音译)系统,技术实现方面也会相对简单一些。

  比亚迪在纯电动和PHEV方面,大家会比较成熟,如K9、e6等。HEV里面我们也是做了几年的工作,2013年就开始做这方面的工作,早两年这个车子没有补贴。48伏这个电池系统有几个方面的功能,一个是起停功能,二是辅助动力,三是可以更多的电子设备供电,四是减速能量回收。当然它是安全电压。

  我们有几个方面的特点,动力电池和启动电池合二为一,实现无铅化。二是采用低电压、大扭矩、双绕组电机技术,我们是一个垂直整合的工作,汽车零部件很多是自己生产的,把这些综合技术也应用在这个体系里面。我们看一下节能效果,两个合二为一的话节油0.11升;采用48伏平台,节油0.11升;整车灯具LED化,也省优;EPS技术,刹车能量可以回收,这样的话也省油不少。还有降低阻抗。每一百公里可以节省1.5升油。

  电池有两种体系都在同时做,一个是磷酸铁锂体系,二是三元体系。这两个体系主要特点,磷酸铁体系是安全性,三元体系是高容量,这两个体系同时在做,但是我们也在追求每一个体系容量的不断提升。每个体系有三个尺寸的电池在生产与使用,容量范围是在20安时-35安时左右。这里讲一下电池的性能,前面汽车厂家也讲到了48伏体系对电池性能跟纯电动会有一些差异,我想这个体系对电池性能主要是两个方面,一个是宽的温度范围,低温解决了的话高温肯定没有问题,我们测试难点都是低温大电流放电。看一下数字,两个体系在-28度以200安培的电流,相当于是10C电流10秒放电,电池SOC在40%左右,当然在百分之百的SOC下面放电效能肯定会更好一点,我们做测试应该是在最严格的条件下。放电曲线后面还是很平的,基本上能够满足汽车的启动要求。第二个就是充电,电池低温充电是锂离子电池的一个最薄弱环节,低温大电流充电必须要涉及到,纯电池来讲低温的充电性能肯定要比常温差一些,怎么办?我们对充电进行一些管理,根据它的温度来限制充电电流。这个图,我们在不同温度下原始的充电电流是不一样的,-28度大概是50安培,到零度就是300安培,到40度400安培、500安培都没有问题了。这个是不同温度下的放电能力,在零下28度达到200安培的放电。这个是脉冲功率,这个是常温下面的不同时间点的脉冲功率,这个是充电功率和放电功率,这些数据能够满足车子的使用要求,当然循环寿命很重要,5C的充放,100%的DOD,做了三千多个循环,容量还剩下80%,那么电池能够达到车子的同寿命。

  下面介绍一下我们的电池箱体设计,我们保证电池的安全性和抗挤压等一系列性能,采用的是铝材料,里面可以耐12吨挤压,型变是小于1.5毫米,这么高强度的箱体对抗碰撞的性能达到很好,对安全也是一个保护作用,如果电池里面发生了一些短路也可以起到保护作用。再一个是震动,X方向、Y方向60和150的加速度,我们发现震动时结构还是很好,破损很小。这个电池箱体采用强制的冷却,因为这个电池用的电流很大,特别是充放电流都是10C,所以采用强制冷却。采取这些措施的话,整个电池包里面的温度分布是很均匀的,温度相差最大也就是5度。

  这是BMS,实现通信功能,电压、电流可以采样,充电放电进行保护,还有一个重要的功能是均衡功能,对SOC进行均衡,对SOH进行计算。功能很多,我就不详细说明。


稿件来源: 电池中国网
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