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【電池篇】新能源汽車?yán)顺钡谋澈?/h1>
2021-03-11 20:38:12·  來源：中國汽研數(shù)據(jù)中心  
　
當(dāng)前，我們正身處汽車行業(yè)向電動化、共享化、服務(wù)創(chuàng)新化的趨勢之中，各地新能源汽車市場煥發(fā)出巨大的活力。電池作為新能源汽車的核心部件，對于整個新能源汽車發(fā)展的重要性不言而喻。從這個意義上說，電池已經(jīng)成為了制約當(dāng)前新能源汽車發(fā)展的最重要的因素。
當(dāng)前，我們正身處汽車行業(yè)向電動化、共享化、服務(wù)創(chuàng)新化的趨勢之中，各地新能源汽車市場煥發(fā)出巨大的活力。電池作為新能源汽車的核心部件，對于整個新能源汽車發(fā)展的重要性不言而喻。從這個意義上說，電池已經(jīng)成為了制約當(dāng)前新能源汽車發(fā)展的最重要的因素。
 
電池類別

鉛酸電池

鉛酸電池是最 便宜的電動車電池，也是最早使用在電動車上的電池,鉛酸電池可以分為兩種： 負(fù)責(zé)車輛引擎發(fā)動點(diǎn)火的電池，以及深循環(huán)電池。 汽車蓄電池在設(shè)計時會只用其一部分的電力，提供較大的放電電流，以啟動引擎，而深循環(huán)電池是持續(xù)性的提供電池，使電動載具（例如高爾夫球車）運(yùn)行。

鎳氫電池

鎳氫電池由鎳鎘電池改良而來的，其以能吸收氫的金屬代替鎘。 鎳氫電池比碳鋅或堿性電池有更大的輸出電流，相對地更適合用于高耗電產(chǎn)品，堿性電池在長期不使用后可能會漏出具輕微腐蝕性及有害液體對電池裝置造成損害，而鋰電池在不適當(dāng)使用時有機(jī)會燃燒或爆炸，相對來說鎳氫電池算是比較安全的電池。 部分電動汽車如本田的Honda EV Plus等就采用的是這種類型的電池。

鋰離子電池

鋰離子 電池的高能量密度以及壽命較長，現(xiàn)在已經(jīng)成為電動車電池的主流。 早期的鋰電池在極低溫時無法充放電，因此有些氣候下必須配合加熱器使用。 新的資料指出： 鋰離子電池受熱以及快速充電都會使其退化的比一般使用要快，平均而言，電動車電池在服務(wù)六年六個月后，儲電量仍可維持原來的90%。 
汽車鋰電池
 
物理、生物電池

除了現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用在新能源汽車上的一些化學(xué)電池,這些年電池技術(shù)的發(fā)展還出現(xiàn)了物理電池和生物電池。 物理電池的工作原理是利用光、熱、物理吸附或核能等物理能量進(jìn)行發(fā)電，比如我們常見的太陽能電池，超級電容器等。 生物電池的原理是利用生物化學(xué)反應(yīng)發(fā)電，如酶電池，生物太陽電池等。 這兩種電池被普遍認(rèn)為是未來電池技術(shù)發(fā)展的新的突破方向。 
 
汽車太陽能電池
酶生物燃料電池汽車
 
電池技術(shù)

根據(jù)彭博新能源財經(jīng)（BNEF）2016年2月的研究，電池價格的趨勢會讓大部分國家沒有政府補(bǔ)助的電動車。BNEF預(yù)計在2040年，長里程的電動車會低于22,000美元。BNEF預(yù)計電池價格在2030年時會低于120美元/kWh，隨著新化學(xué)技術(shù)的使用，之后會降的更低。

充電技術(shù)

充電也是新能源汽車電池技術(shù)的一個重要方面，各大汽車公司紛紛開始建設(shè)服務(wù)于自家汽車的充電站,像特斯拉、蔚來等電動車，可以在快速充電站內(nèi)30分鐘將電充到80%。 例如特斯拉Model 3可以在自家充電站充電一小時后行駛584千米。 借助于一些超級充電站,汽車充電的問題得到一定的解決,但是,電池充電技術(shù)的突破才是解決汽車充電問題的根本途徑。

特斯拉超級充電站
 
電池安全

新能源汽車作為未來取代燃油車的道路交通工具,維護(hù)人身安全是頭等大事,電池安全便是重中之重。 中國汽研關(guān)于鋰電池自然起火的安全研究為電池安全提供了一整套的解決方案。

動力鋰電池系統(tǒng)開發(fā)中的安全設(shè)計考慮
為了預(yù)防和減少新能源汽車電池引起的燃燒事故,合理的設(shè)計流程、安全規(guī)范要求是企業(yè)必須要具有的。通常國內(nèi)主流整車企業(yè)會運(yùn)用到“V”字型流程進(jìn)行整車和零部件開發(fā)。
“V”字型流程能幫助我們建立一套更可靠有效的、更具有可操作性的開發(fā)過程，保障產(chǎn)品性能質(zhì)量與安全性。產(chǎn)品開發(fā)流程主要分為產(chǎn)品定義、產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)品驗(yàn)證三個階段。三個階段的工作從產(chǎn)品定義到整車-系統(tǒng)-零部件目標(biāo)分解，再從零部件-系統(tǒng)-整車目標(biāo)逐一驗(yàn)證。
電池系統(tǒng)開發(fā)使用“v”字形開發(fā)流程
電池安全設(shè)計要點(diǎn)
動力鋰電池設(shè)計涉及到電芯、箱體、電氣部件、熱管理、電池管理系統(tǒng)（BMS）及系統(tǒng)集成的開發(fā)，從安全設(shè)計角度分成了四個方面進(jìn)行歸納：
機(jī)械防護(hù)安全設(shè)計
防止電池包箱體和內(nèi)部的結(jié)構(gòu)件在各種機(jī)械載荷或外部破壞因素作用    下，不會發(fā)生重大變化，進(jìn)而防止電池?zé)崾Э厥鹿省?/div>
電氣安全設(shè)計
保護(hù)產(chǎn)品使用、維護(hù)人員的安全避免受到電傷害。
電化學(xué)安全
提高電池本身的安全性，對電池進(jìn)行防護(hù)設(shè)計，設(shè)計電池?zé)峁芾硐?nbsp;     統(tǒng)，為單體電池創(chuàng)造舒適的運(yùn)用環(huán)境，避免單體發(fā)生熱失控事故。
BMS功能安全
避免BMS系統(tǒng)電子/電氣功能異常引發(fā)的危害而導(dǎo)致嚴(yán)重人身傷害事    件的風(fēng)險。
電池安全設(shè)計關(guān)注多個方向
 
電池管理系統(tǒng)
通常開發(fā)人員會在產(chǎn)品生產(chǎn)之前建立模型進(jìn)行提前仿真測試，實(shí)車采集數(shù)據(jù)被匯集到大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺，大數(shù)據(jù)庫里內(nèi)建的管理與分析工具對大數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行整理分析，提取有效的數(shù)據(jù)信息并結(jié)合相關(guān)分析模型進(jìn)行參數(shù)校準(zhǔn)和模型迭代優(yōu)化，并進(jìn)行測試和驗(yàn)證，投入到新項(xiàng)目中去。基于分析結(jié)果，軟件工程師可以對不同產(chǎn)品軟件系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并通過OTA進(jìn)行升級，實(shí)現(xiàn)對客戶的精準(zhǔn)服務(wù)，提升整車產(chǎn)品質(zhì)量安全和用戶體驗(yàn)感。
基于大數(shù)據(jù)的電池管理系統(tǒng)
 
電池故障診斷和預(yù)測
中國汽研數(shù)據(jù)中心在2019年4月建成的重慶市新能源汽車預(yù)警監(jiān)測平臺，現(xiàn)已接入17萬余實(shí)時車輛數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了整車及電池系統(tǒng)的故障診斷、安全預(yù)警、企業(yè)數(shù)據(jù)運(yùn)維管理等服務(wù)內(nèi)容。
數(shù)據(jù)中心運(yùn)用數(shù)據(jù)信息開發(fā)數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，通過大數(shù)據(jù)平臺收集的電池運(yùn)行信息、老化衰退信息和早期微弱故障信息，建立多源信息融合的電池運(yùn)維信息分析體系。數(shù)據(jù)中心通過建立多源信息融合的多層級電池運(yùn)維管理體系，保證了電池系統(tǒng)安全、高效運(yùn)行的性能。
電池故障診斷和預(yù)測運(yùn)維技術(shù)
 
電池作為新能源汽車最核心的動力部件，電池技術(shù)的進(jìn)步是新能源汽車發(fā)展浪潮背后不可忽視的一環(huán)，中國汽研也將密切關(guān)注電池技術(shù)發(fā)展，用自身實(shí)力為新能源汽車行業(yè)的發(fā)展推波助瀾。同時，中國汽研搭建的新能源汽車安全預(yù)警平臺，為企業(yè)提供動力電池健康度評價服務(wù)，推動企業(yè)在電池安全等方面提升技術(shù)能力，提高車輛安全性，降低事故風(fēng)險，推動汽車行業(yè)健康發(fā)展。
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