鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:881次 | 2020年01月07日
市場(chǎng)需求變化對(duì)電動(dòng)汽車(chē)長(zhǎng)續(xù)航提出挑戰(zhàn)
除了政府補(bǔ)貼的推動(dòng)作用,新能源汽車(chē)市場(chǎng)與國(guó)內(nèi)消費(fèi)者傾向于選擇頭部企業(yè)車(chē)型,及網(wǎng)約車(chē)需要運(yùn)營(yíng)效率更高的車(chē)型密切相關(guān)。
“新能源汽車(chē)市場(chǎng)的消費(fèi)變化正孕育新動(dòng)能?!?/p>
12月18日,上汽捷能電池系統(tǒng)部主任工程師朱玉龍發(fā)表演講時(shí),如是表示。
事實(shí)上,在節(jié)能環(huán)保理+念的普及和一系列優(yōu)惠政策的推動(dòng)下,消費(fèi)者對(duì)新能源汽車(chē)的熱情確實(shí)已在逐漸釋放,同時(shí)對(duì)三電技術(shù)、整車(chē)質(zhì)量及安全問(wèn)題也已有了新的期待。這種新期待,或?qū)⒌贡菩履茉雌?chē)企業(yè)加大研發(fā)力度,實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的突破和改進(jìn)。
朱玉龍整個(gè)演講圍繞“長(zhǎng)里程車(chē)型對(duì)動(dòng)力電池綜合性能的要求”主題,具體從“中國(guó)消費(fèi)市場(chǎng)的變化”、“長(zhǎng)里程車(chē)型的要求”兩方面展開(kāi),涉及“如何平衡長(zhǎng)續(xù)航里程與模組設(shè)計(jì),新需求下如何進(jìn)行電芯規(guī)劃……”等核心技術(shù)問(wèn)題。這些問(wèn)題的解決,在一定程度上也決定了新能源汽車(chē)還需多久能在真正意義上取代傳統(tǒng)燃油車(chē)。
1、中國(guó)消費(fèi)市場(chǎng)的變化
從今年1月-10月數(shù)據(jù)看,隨著電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)化發(fā)展,電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程已經(jīng)在發(fā)生變化。其中300-400公里的家用中型純電動(dòng)汽車(chē)在變少,主要代替的趨勢(shì)是400公里以上的車(chē)。從品類(lèi)來(lái)看,偏向個(gè)人消費(fèi)的SUV的市場(chǎng)份額在擴(kuò)大,轎車(chē)中,B級(jí)以上的車(chē)型份額也在擴(kuò)大。
出現(xiàn)這種情形,朱玉龍認(rèn)為,除了政府補(bǔ)貼的推動(dòng)作用,與國(guó)內(nèi)消費(fèi)者傾向于選擇頭部企業(yè)車(chē)型,及網(wǎng)約車(chē)需要運(yùn)營(yíng)效率更高的車(chē)型密切相關(guān)。
此外,隨著特斯拉進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng),消費(fèi)者對(duì)高端車(chē)型的需求也已增加:一方面需要把車(chē)輛的平臺(tái)做智能化,另外一方面續(xù)航里程和能耗也需進(jìn)一步優(yōu)化。朱玉龍認(rèn)為,這在一定程度上也刺激了高端長(zhǎng)續(xù)航里程車(chē)型的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。
如果將續(xù)航里程的變化分解到電池裝載量,可發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的300公里、400公里、500公里對(duì)電池的量有梯度。再進(jìn)一步分解,朱玉龍發(fā)現(xiàn),不同級(jí)別車(chē)型對(duì)電池也有一個(gè)梯度需求,消費(fèi)者對(duì)390公里到400公里是兩個(gè)不同的概念,490公里到500公里也是不同的。
具體在電芯能量密度方面,朱玉龍指出,2019年整體上電芯能量密度是階梯往上的。雖然國(guó)家對(duì)安全問(wèn)題越來(lái)越重視。但從9、10月份的現(xiàn)狀來(lái)說(shuō),企業(yè)將能量密度往160Wh/kg做的越來(lái)越多,與之相應(yīng),整個(gè)托盤(pán)的工藝,到鈑金,到鑄鋁的工藝,做模組的通用化,這里面對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)都是一種挑戰(zhàn)。
事實(shí)上,隨著電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程的增加,消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的要求也在發(fā)生變化,包括由純城市通勤使用,轉(zhuǎn)向高速遠(yuǎn)郊使用和城際使用;也包括對(duì)旅行和長(zhǎng)途過(guò)程中的快充的需求將增加。
“當(dāng)消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車(chē)?yán)锍绦枨笤?00公里以?xún)?nèi)時(shí),他們不會(huì)有任何的想法,只會(huì)上班開(kāi),但當(dāng)里程超過(guò)400、500公里時(shí),對(duì)載人的數(shù)量和使用的需求就已經(jīng)不同了,包括對(duì)充電速度的要求,其中如果里程很長(zhǎng),補(bǔ)電很慢消費(fèi)者也可以接受,在定位上是將其定為為一輛家用車(chē)?!敝煊颀埍硎?,他同時(shí)判斷,伴隨下一輪發(fā)展的到來(lái),對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō),充電將成為一個(gè)考量因素。
演講現(xiàn)場(chǎng)盛況
2、新變化下的對(duì)電池系統(tǒng)能量、能量密度和整車(chē)的新需求
2.1 模組設(shè)計(jì)與數(shù)量
新需求下的長(zhǎng)續(xù)航里程,首先對(duì)電動(dòng)汽車(chē)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)提出了新的需求,包括對(duì)電池的能量密度和體量密度有很高的要求,還包括在整車(chē)空間有限的情況下,如何提供足夠的里程。后面這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程往往需要迭代和反復(fù)多次,朱玉龍認(rèn)為是最難解決的問(wèn)題。
而其中模具是電池系統(tǒng)的中間單元,也是作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。他指出,在核心的能量密度上,大容量的電池系統(tǒng)中,模組的設(shè)計(jì)成為了一個(gè)主要的瓶頸,這包括模組的能量密度的要求,有核心轉(zhuǎn)化率的需求;模組的數(shù)量過(guò)多對(duì)于生產(chǎn)和需求和上量存在挑戰(zhàn),以及電池系統(tǒng)內(nèi)的電氣連接和工藝方面也有困難。
模組設(shè)計(jì)中又涉及到橫向和縱向的布局問(wèn)題。橫向布局,是以車(chē)身寬度(電池系統(tǒng)寬度)的距離為考慮,形成一個(gè)長(zhǎng)的電池塊;縱向布局,是以電池的長(zhǎng)度為距離參考,設(shè)計(jì)長(zhǎng)的塊。
“特斯拉的布置是四個(gè)長(zhǎng)模組做布置,大部分的傳統(tǒng)車(chē)企是橫向布置?!敝煊颀堉赋?。模組技術(shù)路線(xiàn)目前有雙排雙排大模組、390/590模組、定制長(zhǎng)模組和圓柱長(zhǎng)模組,目前,他看好雙排大模組,認(rèn)為其可以使用相對(duì)更厚的隔熱層,電芯散熱比較好。
2.2 電芯尺寸/電池充電與安全
電動(dòng)汽車(chē)要實(shí)現(xiàn)差異化、長(zhǎng)續(xù)航,還需要從電芯的需求出發(fā)。朱玉龍認(rèn)為,電芯的規(guī)劃在原有的VDA PHEV2的尺寸基礎(chǔ)上在以下幾個(gè)方向上都可以調(diào)整:變高(電芯高度提升,對(duì)整車(chē)的影響非常大)、變厚(影響電芯的散熱和安全性)、變寬(影響電芯的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度)。
“我們下一步的發(fā)展方向,電動(dòng)車(chē)主要在原有的等量密度的下面做能耗,能耗很大的因素就是電驅(qū)動(dòng)的能耗,還有通過(guò)整車(chē)的風(fēng)阻和布置上降低數(shù)值,讓車(chē)在一定的定量下有更大的里程?!彼硎尽?/p>
此外,隨著單車(chē)裝載電池的能量增大,私人客戶(hù)和公共服務(wù)領(lǐng)域的使用也在出現(xiàn)分化。其中私人用戶(hù)以慢充為主,從成本和時(shí)間角度考慮,偏向于在家和工作地充電;出行遠(yuǎn)途,則以快充為輔。
據(jù)朱玉龍介紹,目前國(guó)內(nèi)的充電接口及整個(gè)電壓的限制在50-60千瓦,充電時(shí)間在35-45分鐘;國(guó)外接口,中端的品牌在100-120千瓦,高端品牌可做到200千瓦,整個(gè)充電時(shí)間是向下的。
對(duì)于這種差距,他認(rèn)為在不改變電壓的條件下,我們可以盡可能把電芯的工作功率做出一個(gè)適合的點(diǎn),盡可能把電芯溫差控制在一個(gè)范圍,這樣可以盡可能利用高功率的充電段。
最后,隨著能量密度的提高,單體安全性也需隨之調(diào)整。這方面需要從電芯、電池包、整車(chē)防護(hù)、BMS管理等多方位來(lái)確保。
而對(duì)于大電池的熱擴(kuò)散問(wèn)題,朱玉龍認(rèn)為,長(zhǎng)里程的電動(dòng)汽車(chē)的要求應(yīng)在國(guó)標(biāo)之上,考核要求方面可以考慮。具體在設(shè)計(jì)上,他有四點(diǎn)建議:
1、相鄰電芯間隔熱設(shè)計(jì)(阻燃隔熱材料),延緩熱蔓延,確保電芯之間的蔓延時(shí)間;
2、電芯額開(kāi)閥保護(hù)時(shí)間,需要在單電芯、模組中保持一致性;
3、模組內(nèi)設(shè)計(jì)合理的泄氣孔及火焰導(dǎo)向孔,把電芯開(kāi)閥過(guò)程中的噴發(fā)發(fā)物定向排出;
4、電池殼體(包括上蓋、底板以及密封條等附件)應(yīng)設(shè)計(jì)足夠的強(qiáng)度并采用阻燃阻燃材料。
目前電池系統(tǒng)的管理策略主要分為熱事件報(bào)警和預(yù)警。朱玉龍最后表示,企業(yè)同時(shí)也可以在預(yù)警和報(bào)警階段下工夫,多一個(gè)維度確保電動(dòng)汽車(chē)的安全。
原標(biāo)題:上汽捷能朱玉龍:國(guó)內(nèi)電動(dòng)車(chē)消費(fèi)市場(chǎng)新變化下的“三電”機(jī)會(huì)