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2015国际电动汽车研讨会召开 探讨电动汽车前沿技术

   2015-09-11 中国汽车节能环保网2440
核心提示:未来新一代的动力电池将采用何种电化学体系?电池系统如何准确估计纯电动汽车的续驶里程?中国的燃料电池汽车应该如何发展?这些问题,都在8月17

未来新一代的动力电池将采用何种电化学体系?电池系统如何准确估计纯电动汽车的续驶里程?中国的燃料电池汽车应该如何发展?这些问题,都在8月17日国际电动汽车学术研讨会暨中美清洁汽车联盟2015技术年会上有所解答。为期两天的会议,来自清华大学、汽车安全与节能国家重点实验室、美国密西根大学、美国能源部阿贡国家实验室等诸多专家学者济济一堂,悉心探讨前沿技术,共谋新能源汽车发展。

电动汽车是产业升级突破口

中国电动汽车百人会理事长陈清泰在会上表示,中国把电动汽车上升到国家战略,主要出于三种考虑:首先是国家能源安全。2014年中国石油对外依存度已逼近60%,在未来较长时间中国人均汽车保有量还处于上升期,这就使我国能源安全面临有史以来最大规模、最为严峻的挑战。新能源革命为我国提供了新的思路、新的途径,电动车的广泛使用将提高国家能源的安全性,使13亿中国人的汽车梦更多地依托新能源汽车来实现。

其次是降低大气污染和温室气体排放。近年来大范围、重度、持续的雾霾已经威胁居民的健康和正常生活,汽车排放已经成为社会关注的一个焦点。电动车另辟蹊径,可以从根本上解决汽车自身排放的难题,实现政府对居民和国际社会减排的承诺。

最后,电动汽车是迎接第三次工业革命标志性产品,是步入互联网时代重要的智能终端,也是中国产业升级的一个突破口。百年来汽车动力技术最重大的变革,为中国制造业升级提供了战略机遇。但是,陈清泰承认,与技术上几乎完美的燃油车相比,电动汽车对企业和消费者来说,减排、能源安全等都属于外部性效益,近期还明显地“不经济”、“不方便”、“不放心”。在这种情况下,中国政府成了电动汽车的第一推动力。

湖南南车时代电动汽车股份有限公司负责人表示,在官产学研的合作努力下,情况正在改变,越来越多的企业把电动车当作了自己的发展战略,有越来越多的传统汽车之外的企业,包括互联网企业高调介入,为电动汽车发展注入了活力;消费者对电动汽车的认可程度也在较快地上升,有人说2014年是中国电动汽车的元年。中国电动汽车正在走出产业化初期出现的技术成熟度与市场规模、用户普及程度与基础设施建设、产业规模与生产成本之间“先有鸡-先有蛋”的困境。

电池材料的创新与发展

“材料是基础,先进的材料是先进制造业的基础,先进的锂离子电池材料是先进锂电池的基础。”中国工程院院士陈立泉告诉记者。《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》明确指出,到2015年,动力电池模块比能量达到150瓦时/公斤以上,成本降低至2元/瓦时,循环寿命稳定达2000次或10年以上。到2020年动力电池模块比能量达到300瓦时/公斤以上,成本降低至1.5元/瓦时以下。为了完成上述任务,陈立泉表示在未来五年中立足于哪些材料或电化学体系,我们必须有前瞻性的战略眼光,必须作出正确选择。

目前,含钴、镍基氧化物、三元材料、尖晶石锰酸锂和层状锰系正极材料以及高电位正极材料;高容量硅碳复合负极材料;宽电化学窗口、高安全性新型电解质体系(包括聚合物为主的固体电解质)等都是研究的重点。着眼2020年的300瓦时/公斤,陈立泉表示应深入开展下一代新型动力电池材料的创新研究。例如,开展多电子反应材料和自由基聚合物材料的基础研究,以及锂空气电池、锂硫电池等新的电化学体系探索研究,为电动汽车产业中长期发展进行技术储备,确立我国下一代车用动力电池的主导技术路线。

陈立泉表示,下一代锂电池应是全固态锂电池。因为固态电池性能稳定,安全性高,是电动汽车可靠的动力来源。目前我国锂电池已经初具规模,固态电池可以借力现有的锂电池产业链,从材料研究、生产到应用,再到电芯设计、制造以及设备全产业链数字化,缩短研发周期,预计5年可实现产业化。

电池系统的优化管理

根据2015年美国华盛顿中心指导委员会达成的共识,中美CVC2.0将更加注重车用动力电池从材料到系统的理论创新以及安全可靠性的集成技术研究。由于技术及制造工艺的限制,设计制造出适合纯电动汽车使用的单体电池较为困难。”目前技术较为成熟的纯电动汽车供电方式是由若干个、几十个甚至几百个单体电池通过串并联而成的电池组供电。这样的供电方式需要采集的电池信息量大,很难用集中式数据采集与管理方式实现,故采用分布式的电池管理系统实现电池的管理。“宁德时代新能源科技有限公司董事长曾毓群对记者表示。

清华大学教授、中美CVC2.0中方主任欧阳明高表示,现在电池管理系统(简称BMS)研究的核心问题是安全性、耐久性和动力性。在安全性方面,电动汽车发生事故一般是由电池热失控造成,原因有三:电池过热、电池过充导致内部短路和车辆碰撞。在提高耐久性方面,现在主要研究具有更高活性的电池电极材料,增加离子循环次数和恢复可逆容量;在动力性研究中,主要关注电池的输出、输入功率,并通过对电压、电流的实时监控,计算电池剩余电量(SOC),以达到准确估算电动汽车续驶里程的目的。

电池管理系统(BMS)是纯电动汽车的重要组成部分,其对纯电动汽车的安全行驶起着重要作用。欧阳明高表示,纯电动汽车整车的安全性能受电池管理系统具备的多项功能的影响是不尽相同的,尤其是安全问题,一直受到人们的广泛关注。通过电池系统的优化管理,可以有效降低电池组成本,提高电动汽车续驶里程。作为电动汽车三大基础性组成之一,设计制造更高性能的电池管理系统,十分重大。

 
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