当前位置: 充换电网 » 电动车电池 » 正文

尹利超:电动客车用动力电池技术研发及应用情况

日期:2016-05-25    来源:电池中国网

国际充换电网

2016
05/25
10:16
文章二维码

手机扫码看资讯

关键词: 动力电池技术 电动车电池 宇通

尹利超:各位嘉宾下午好,我来自郑州宇通客车。

我报告的主要内容包括以下四个部分:

1、给各位嘉宾汇报一下我们电动客车行业发展的一个情况;

2、3部分是电动客车电池技术研发及应用,主要是宇通在这方面做的一些具体的研发工作。

4、最后做一个小总结。

新能源客车尤其是客车发展的背景已经介绍了很多了,我就不再多提了,包括国家政策方面的一些情况。在这样一个实际需求还有国家政策的一个大力支持下,我们中国的这个新能源汽车的发展是非常迅速的,上午专家也汇报了一个数据,就是说2015年生产的新能源汽车的数量达到了36.6万辆,当然这个数据可能有一些差别,这个也是和统计的口径是有关系的。但是它总的比重却已经超过了1%。电动客车这边,受政策激励的效果是更加明显了,发展的速度也更快了。

在2015年电动客车占客车的总产量比重已经超过了30%。对动力电池的用量达到了9.63G瓦时,占的比重,占动力电池总的消耗量是58%。也就是说电动客车消耗的电池比乘用车多,有效拉动了动力电池产业的发展。

截止2015年的12月,中国电动客车整体的推广规模已经超过了15万辆,在全球也是位居第一位的,2015年其实是一个爆发式的一个规模,已经达到了89000多辆,同比增长了4倍。

在这样一个发展的背景下,电动客车领域技术创新也取得了突出的一个成果。目前,我们总结下来,发展出了这样6种典型的技术方案,而且,各个技术方案已经得到了规模化的实践,从安全性、环保型、经济性来看,当然也是各具特色的。

目前,比较主流的应该是三种吧!就是慢充的纯电动,快充的纯电动,还有插电式的混合动力的技术路线。

在各种技术路线充沛竞争的情况下,电动汽车技术的进步是非常快的,目前中国典型的插电式混合动力客车的产品百公里油耗可以降到17.75%,这个是我们公司实际的一个数据,12米的纯电动客车百公里的电耗可以达到63千瓦时。这两个数据可以说已经达到了国际先进的水平。与国外主流的这些新能源的零部件供应相比,虽然他们开发的时间肯定比我们要早,但是由于他们市场规模的一个限制,发展相对来说还是比较慢的,而且他们目前受规模限制,报价也相对较高,所以竞争力并不是太强。

于是,在这种背景下,中国的电动客车也在逐步的走向国际市场。包括我们宇通现在也逐渐在北欧、美国、日本等地都已经在示范或者是销售。尤其是在法国,我们是经过法国客车运营商联合会的评估,已经选定宇通作为法国未来10年电动公交的一个主要的供应商。这个协会包含了法国85%的客车运营。目前保有量是在75000辆,同时是巴黎最大的一个公交公司,RAATP已经在巴黎市区开始试用宇通的纯电动客车。

4月份我们去法国那边看了一下试用的情况,客户对我们车的状况是非常满意的,可以说是超出了预期。

2、电动客车电池技术研发的一个情况。首先,给大家介绍一下宇通在新能源客车或者是电动客车方面接受研发的一个历程吧!宇通作为中国也是世界上最大一个客车研发和制造企业,在1999年就开始进行新能源汽车的研发,开发了第一款纯电动的客车。在2005年完成了第一款混合动力客车的开发,到2009年组建了新能源技术部,专门负责新能源客车产品和核心技术的一个研发。目前已经形成了接近300人的一个研发团队。

我们建设了国家的电控和安全工程技术研究中心,而且还专门建设了一个电动客车的生产基地。

在这项投入的一个背景下,我们宇通2015年销售的电动客车达到了21000多辆,累计的销售量已经超过了34000辆。

在动力电池方面我们认为电动客车对动力电池的特性需求可以概括为以下四个方面:高安全、长寿命、高能量密度和宽的环境适应性。

我们围绕这四个特性需求在研发实验、生产制造、使用维护以及回收处理等各个环节从电池的特性评测、系统的集成与管理、整车设计与控制三个层级开展了全面的技术研发,批量应用于我们推广的车辆,也取得了良好的效果。

依托于国家的电动工程技术研究中心,宇通建立了比较完备的动力电池测试平台,建立了规范的电池的评价体系。

我们认为电池开发应该是以掌握电池特性为基础。宇通目前是不会自己做电池的,我们是从供应商那边采购电池的,但是我们认为依托于我们电池的实验室,我们对电池还是要进行比较全面的特性的一些测试,除了常规的国标要求,比如说容量、倍率、功率方面的一些测试,我们重点会关注在热特性方面以及在寿命方面的一些测试。

这个PPT上面的左边的图是我们对某一款电芯做的一个比较详细的的热特性的一个分析,分析这个电池在不同的充放电的倍率下发热的一个特性,发热的点主要集聚在哪里,这也为我们的系统集成提供了一个保证。

关于数据方面我们会联合供应商做大量交叉的一个实验,在不同的温度下面、不同的充放电倍率下面做大量的数据。在这样一个数据积累的情况下,我们也提出了一种基于实车工况的一个动力加速的方法,这种方法我们差不多10个月可以等效完成8年的一个寿命的特性测试。

我们可以根据这样一个寿命预测模型优化我们动力电池的使用条件,延长车载能源系统,就是电池这样一个使用的寿命。目前,可以给客户提供8年的质量表示。这个也是我们在有数据充分支撑的情况下可以做出的一个承诺。

右下方这个图是我们实车的一个实际的数据,蓝色的点是我们预测的一个情况,红色的点是实车测试出来的一个数据。

关于安全方面,这个是一个非常基本的一个东西了,这里就不多说了。安全是严格按照国标的要求,对供应商提供过来的电池我们都要进行完整的测试,要通过标准的要求。

2、系统的集成与管理。在电池集成方面可以说是我们客车企业或者是整车企业非常重要的一个工作。我们针对电动客车,比较全面的这样一个细分市场,包括公交、团体、客运和旅游所有的需求吧!我们目前有100多个系列化的车型,续时里程是100到400公里。我们是基于模块化设计的方法,结合电动客车产品整车空间布置,开发了2种高安全、高可靠的标准化电池箱体,同时也可以兼容国内外主流供应商电池一个产品。

基于模块化、标准化这个思路,虽然我们要满足这么多车型的需求,但是我们要减少电池箱体的一个种类,集中资源对标准电池箱体进行深入设计、系统开发、完善验证、提高产品安全水平。

我们的标准箱体都是经过了这样严苛的,包括火烧、振动、冲击的这样一个测试。

在开发过程中,我们针对电池箱体的刚度、模态、强度进行了分析,优化了箱体的结构、使电池箱体在X方向可以承受30G冲击载荷,Y方向可以承受50G冲击载荷,通过8年的等效振动验证及实车15000公里综合路的实验从而满足动态的一个要求。

对于集成方面轻量化设计方面我们做了很多的工作,包括利用轻量化的材料、高强度钢。目的来说,电池箱体比我们第一代产品可以减重30%以上。最大的系统的能量密度可以超过110个瓦时每公斤。我们目前规划这个系统的集成效率应该也在不断的提高。

我们开发了高防护等级的这样一个电池箱体,它的高防护等级主要来自于我们一体化的上下箱结构以及高防护等级的防水防尘的设计,动力电池系统防护等级达到IP67。

同时,还开发了有保温、散热以及防潮功能的这样一个结构,以及综合的热管理系统,可以解决涉水安全以及高寒区适应性的行业难题。

右边的照片是我们的客车在黑龙江漠河进行高寒实验时的一个图片,当时的环境温度已经在零下34度,客车也可以正常的运行。这使得我们的客车产品目前已经覆盖了中国所有的省市。

在电池管理方面,我们目前的管理系统主要是采用主从式的框架结构,这样也是适合于我们客车模块化设计的一个思想。

在管理方面我们重点是研究电池的一个状态估算的算法。我们开发了一种融合多温度符合工况的一种算法,目前最好可以做到SOC估计误差降到4%以内,SOC估算算法,同时设计了功率限制、电压、温度保护等功能,都是基于这样一个数据来进行的。有了这样一个精准的数据我们可以实现对电源系统的安全有效、精确的一个管理。

在整车设计方面,我们采用了全承载整体式的框架车身,这样形成一个非常安全的封闭式的车身结构,对电池可以形成有效的一个保护,在电池仓和乘客仓的隔离方面,我们主要是处于防止电池发生安全问题的时候对乘客造成一些安全的威胁。目前,我们做的是在电池仓的内壁加隔热防火的一个材料,对空间形成隔离,即使是电池起火了,也不会对乘客仓杂用威胁。

远程监控是我们整车方面做得一个非常重要的工作。目前的车辆都是在远程监控系统上面,每一辆车都可以做到全天候的监控,包括充电过程中、运营过程中都是是一样的。

基于这个远程监控,我们做了一个深入数据的挖掘,在加速寿命研究的一个基础上,我们针对远程监控数据进行分析,目前可以做到实时跟踪,我们电源系统的容量衰减的一个情况。PPT上这些图,这些点就代表了了容量衰减的情况,基本上也是在我们的预期之上的。

3、简单说一下我们对电动客车电池技术发展趋势一个判断。我们认为电动客车目前在长续时里程的要求下,对于电池来说需要提升密度,保证安全性的情况下也要降低成本。

目前,在18年、20年我们认为单体能量密度应该达到200,20年要到300,这种才有可能在这种补贴下降以及客户不断市场竞争的情况下保持这样一个产品的竞争力。不然很难满足市场以及大家使用的这样一个需求。

2020年之后,我们认为全固态的电池以及锂硫电池会成为一个新的应用体系。

昨天,宇通在北京的车展上发布了一个燃料电池的一个车型,我们认为燃料电池作为一种新兴的能量储存的状态,对锂电也会有一些影响。

电动客车对动力电池产业发展的拉动作用是非常明显的,宇通在电池技术研发方面围绕电池的特性评测,系统集成与管理,以及整车设计与控制做了很多研发的工作,也取得了良好的一个推广应用的效果。

另外,对动力电池技术我们认为能量密度更高,安全性更高,成本更低的动力电池才会有一个更好的突破。

主持人:谢谢尹利超博士德介绍,下面还有时间问两个快的问题。

尹博士我问您一个问题,您刚才说的电缆、插头这些都过了,标准化这一块现在怎么样?就是高压线、高压的插头这些,这一块有标准吗?

尹利超:目前这个标准对于性能方面,我们要达到IP67,怎么去实现,目前还没有一个详细的标准去做要求。

提问:我想问一下现在电池的寿命问题,我们宇通对我们电池的寿命,现在是一个什么样的水平?

尹利超:我们报告里也提到了,我们也做了很多的工作,包括加速寿命的预测,以及基于监控系统对实际使用的过程中的电池寿命也进行了实际的监控。我们认为目前的应用满足8年应该还是没有太多问题的。衰减可能要到70%或者是75%左右,如果衰减80%的话,可能也就是5年左右的一个时间。

返回 国际充换电网 首页

能源资讯一手掌握,关注 "国际能源网" 微信公众号

看资讯 / 读政策 / 找项目 / 推品牌 / 卖产品 / 招投标 / 招代理 / 发文章

扫码关注

0条 [查看全部]   相关评论

国际能源网站群

国际能源网 国际新能源网 国际太阳能光伏网 国际电力网 国际风电网 国际储能网 国际氢能网 国际充换电网 国际节能环保网 国际煤炭网 国际石油网 国际燃气网
×

购买阅读券

×

20张阅读券

20条信息永久阅读权限

19.9

  • ¥40.0
  • 60张阅读券

    60条信息永久阅读权限

    49.9

  • ¥120.0
  • 150张阅读券

    150条信息永久阅读权限

    99.9

  • ¥300.0
  • 350张阅读券

    350条信息永久阅读权限

    199.9

  • ¥700.0
  • 请输入手机号:
  • 注:请仔细核对手机号以便购买成功!

    应付金额:¥19.9

  • 使用微信扫码支付
  • 同意并接受 个人订阅服务协议

    退款类型:

      01.支付成功截图 *

    • 上传截图,有助于商家更好的处理售后问题(请上传jpg格式截图)

      02.付款后文章内容截图 *

    • 上传截图,有助于商家更好的处理售后问题(请上传jpg格式截图)

      03.商户单号 *

      04.问题描述