动力电池无模组会是新趋势吗?

 玩具     |      2020-08-11 08:28
编者按:,2020年,锂离子动力电池单体比能量大于300Wh/kg,体系比能量争夺到达260Wh/kg。持续进步电池单体能量密度或许不是最佳途径,而进步集成功率则成为职业新的研讨方向。进步电池包的体积使用率无疑将增大车辆内部空间容量,让驾乘人员不再感到短促;削减了中心环节,出产功率也会大幅进步。
在国家有关2020年动力电池产品功用的开展要求中,有这样的字眼:动力电池单体比能量为300Wh/kg,体系比能量到达260Wh/kg。两个数字相差了40Wh/kg,谁把这一部分比能量拿走了? 元凶巨恶 便是从电池单体到电池包的过渡进程中添加的部件,这些部件下降了体系的比能量。一般来说,电池包的出产程序是电池单体、模组、再到电池包,中心添加的模组工序会 拿走 一大块比能量。
很显然,假如省去模组工序将进步电池包的比能量,同一款车配装相同多的电池,配装无模组动力电池的电动轿车能够行进得更远;或许也能够经过削减无模组电池数量的做法坚持车辆续驶路程不变,这样能够下降电动轿车的本钱,增强产品市场竞争力。
无模组动力电池的长处清楚明了,但将理论变现却并不简单。不过,这一技能难关现已被霸占,不久前,宁德年代推出了全新的CTP高集成动力电池开发渠道,即电芯直接集成到电池包。再之前,蜂巢动力现已发布了该技能,比亚迪也在研制中。那么,无模组动力电池会成为新趋势吗?
去掉模组可进步电池体系比能量
此前发布的《促进轿车动力电池工业开展举动方案》要求,2020年,锂离子动力电池单体比能量大于300Wh/kg,体系比能量争夺到达260Wh/kg。这意味着从电池单体到电池包的集成功率有必要超越85%。现在,乘用车遍及选用三元锂电池,最新盛行的NCM811电池单体能量密度为245Wh/kg,相应的体系能量密度可达180Wh/kg,但集成功率也仅为73.5%,离85%的集成功率还有一段不短的间隔。
那么,在现在的条件下,体系比能量怎样争夺到达260Wh/kg?有两种完成途径,一是持续进步电池单体能量密度,二是进步体系集成功率。现在来看,三元锂电池还有进步单体能量密度的空间,能够经过这条途径让体系比能量到达260Wh/kg,可是,持续进步电池单体能量密度必定带来另一问题,即安全问题。在前不久举行的 2019年新动力轿车智新峰会 上,我国轿车技能研讨中心有限公司检测认证事业部副总工程师王芳就说到,经过检测能够看到,电池的能量密度大幅进步之后,安全性也显着下降。
安全永远是头等大事。近年来,我国电动轿车发作多起自燃事端,给顾客带来了电动轿车不安全的形象。因而,持续进步电池单体能量密度或许不是最佳途径,而进步集成功率则成为职业新的研讨方向。
怎样进步动力电池的集成功率?宁德年代、蜂巢动力发布的无模组动力电池便是一个打破方向。从电池单体到集成为电池包中心会有一道模组工序,假如把这一道工序省掉会大幅进步动力电池的集成功率。那么模组是什么?有职业专家用一个形象的比方进行了解说:把皮鞋放进鞋盒,鞋盒放入鞋柜,皮鞋就相当于电池,鞋盒是模组,鞋柜则是电池包。鞋盒存在的意图是为了让鞋柜中的鞋能够有条有理地寄存。无模组技能便是把 鞋盒 拿掉,仍然让 鞋子 规整地摆放在 鞋柜 中。
无模组的情况下怎样完成单体电池的有条有理且不存在危险?宁德年代CTP项目组负责人告知《我国轿车报》记者,模组的功用主要是将电芯有序串并联,选用CTP技能后,用箱体结构件能够代替模组结构的功用,把模组的结构、绝缘零件与箱体结构件有机地结合,到达结构件的最优化。 省去模组件后,电池包能够节约本钱,进步体系能量密度,终究能够下降顾客购买本钱,增强电动轿车的市场竞争力。 该负责人说。
无模组电池优势多
宁德年代CTP项目组负责人告知《我国轿车报》记者,选用无模组技能后,电池包体积使用率进步了15%~20%,电池包零部件数量削减了40%,出产功率进步了50%,将大幅下降动力电池的制作本钱。
长处不止于此,进步电池包的体积使用率无疑将增大车辆内部空间容量,让驾乘人员不再感到短促;削减了中心环节,出产功率也会大幅进步。一般来说,动力电池的出产进程中,每道工序都设有检测关口,以往的出产方法是电芯经过必定结构构成模组,模组有必要进行下线检测,然后进行存储、转运。假如电池包与模组不在同一厂区,出产电池包之前,出产车间对外来的模组有必要再次进行进货查验、上线查验。去掉模组之后,出产功率会大幅进步。
最重要的是,选用无模组技能之后,电池包的体系能量密度有了较大进步。宁德年代CTP项目组负责人告知《我国轿车报》记者,无模组电池包能量密度较传统电池包进步了10%~15%,传统电池包能量密度平均为180Wh/kg,而无模组电池包能量密度可到达200Wh/kg以上。
无模组电池安全性更高
虽然无模组动力电池长处许多,但职业界也有技能安全的忧虑。不过,宁德年代CTP项目组负责人告知记者,彻底不用忧虑安全问题,且无模组技能的运用还会下降安全危险。他解说说,以往的电动轿车自燃事情中,起火原因多在于动力电池的热失控,而热失控的原因则在于动力电池在充放电进程中发作的热量无法及时分散出去。无模组技能由于削减了电池包中零部件的运用量,能够给电池包腾出更多的空间,电池的散热通道也就愈加顺利。
不过,在以往发作的多起电动轿车起火事情中,也有些是由于电动轿车行进进程中发作的轰动导致电池触摸部位磨损终究变成的。模组在电池包中起着固定单体电池的效果,去掉模组之后单体电池的固定能否保证?宁德年代CTP项目组负责人告知《我国轿车报》记者,在传统电池包中,一般运用螺栓固定模组,每个电池包有成百上千个螺栓,任何一个螺栓没有固定好,都可能带来安全隐患。无模组技能选用的则是其他方法,比方新式结构胶水、限位结构等。胶水具有必定的吸收轰动才能,能够相对减缓车辆行进轰动带来的影响。
别的,防水等级较差也导致了我国多起电动轿车起火事情的发作,选用无模组技能后,防水等级能否保证?宁德年代CTP项目组负责人告知《我国轿车报》记者,传统电池包上原有的绝缘、防水、防热分散、加热冷却等功用在无模组电池包上都没有削减,反而做了优化,安全功用得到进一步进步。
从理论上看,选用无模组技能后,电池包的安全性不受影响,反而有所进步,但毕竟这类新式动力电池还没有承受实践查验。国家 863 方案节能与新动力轿车重大项目整体专家组动力电池首席专家、我国电子科技集团公司第十八研讨所主任肖成伟就表明: 无模组技能削减了动力电池的结构件,缩减了出产流程,优势清楚明了,但安全性还需求进一步验证。
此外,动力电池的全生命周期包含退役之后的梯次使用以及收回处理。有观念以为,一般退役的动力电池,并不是一切电芯都有损坏。在传统有模组的电池包中,只需求挑出有损坏电芯的模组,其他没有问题的模组能够直接进行梯次使用。但没有模组后,除掉损坏电芯的难度添加,梯次使用就变得很费事。对此,华友循环科技总经理鲍伟表明: 有模组的电池拆解起来比较难,没有模组的电池削减了许多部件,拆解相对简单。但选用无模组技能之后,从退役电池包中挑出可用单体电池重组成新的电池的进程会变得比较复杂。
对此,宁德年代CTP项目组负责人有着不同的观点,他告知《我国轿车报》记者,退役动力电池梯次使用最理想状况是整包直接使用,无模组电池包的方针便是到达这一水平。假如修理和梯次使用进程中需求拆解或替换模组,宁德年代也会供给解决方案。
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