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随着生产的分工趋势越来越明显,带动电池行业的深度发展与分化。在这样的背景下,动力电池pack行业逐渐起步并取得高速发展。
发展pack技术需要做出的改善
1、系统集成效率的大幅度提升
按照电芯能量密度400Wh/kg和pack能量密度360Wh/kg的目标来计算,pack系统的集成效率要做到95%,而当前乘用车pack的集成效率普遍在85%左右,这意味着集成效率需要大幅度提升,才能达成目标。
要提高pack的集成效率,有两个可行的途径,一是优化pack内部的结构设计,大幅度减少pack内部的组件数量,将更多的组件和功能集成在模组和箱体上,从而减轻重量;另一个是采用轻量化的材料,如采用铝型材或复合材料代替高强度钢,采用塑胶件代替金属件等,也可以减轻重量。
2、广泛的温度适应性
冬天可以在零下30℃,甚至零下40℃的低温下工作,夏天可以经受60℃的地面高温而不趴窝,同时还要承受3~4C的快充,这是电动汽车大范围推广的必要条件。要满足这一要求,高换热系数和快速热交换的液冷/液热系统将成为pack的标配。
液冷/液热系统的设计目标是在-40~60℃环境温度和4C快充工况下,将电池单体的工作温度控制在15~45℃、电池单体间的温差控制在5℃以内。
综合运用仿真分析和测试验证等手段,达到液冷/液热系统的优化设计,才能做到-40~60℃的使用温度范围,以及大倍率和长寿命使用。
液冷/液热系统的设计,必须与整车的冷却循环系统相互匹配,必须与pack的结构设计高度集成,必须达到极高的热交换效率。
3、快充将成为标配
想象一下,我们开着电动汽车出门,在充电站需要花费1个小时的时间进行充电,如果碰上充电排队,可能需要花费2个小时,甚至更长的时间,没有比这更糟糕的体验了。家用慢充和充电站快充相结合,是电动汽车普及的关键因素之一,对于出租、公交、物流等领域的营运车辆来说,快充的重要性甚至要大于续航里程,因为充电的时间是无法载客或载货的,充电时间越长,意味着运营效率越低,损失越大。
比较合理的快充要求,是在15分钟内,充满80%左右的电量,在电芯的设计、电连接设计、热设计、安全设计、以及BMS的能量管理方面,都要做出非常大的技术突破。
4、与车同寿命的pack产品
因为电池包的成本很高,如果做不到与车同寿命,车辆的维护成本将非常高昂,用户显然不会愿意为这额外的成本买单。
以乘用车为例,如果是个人用户购买,通常需要达到8年/15万公里的寿命要求,如果用于营运,寿命可能要达到5年/50万公里。
要达到如此严格的寿命要求,除了电芯的循环寿命和日历寿命要达到目标,还需要电子、电气、机械组件也达到8年以上的使用寿命。除此之外,在电芯的成组技术、系统的热管理和能量管理、以及pack的售后维护等方面,也都有非常高的要求。
全球动力电池pack行业前景预测
近两年,各国相继出台关于提倡国内新能源汽车生产的政策,大力鼓励新能源的利用与发展。而作为新能源汽车使用的主要电池——动力电池将在政策的驱动下迎来黄金发展机遇期。
动力电池pack行业也将在动力电池一片大好形势下得到更多的发展机会。而且,随着技术的不断更新与突破,经营模式不断创新与发掘,动力电池pack行业在新技术与新模式的带动下也将迎来更高速的增长。
在政策的利好以及各国新能源汽车产量不断走高的趋势带动下,未来五年,动力电池pack行业的增速将保持在30%左右的水平。
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