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目前是2017年年底了,大家都在分析2018年中国新能源汽车技术发展趋势。而科技部《新能源汽车2018年重点专项申报指南》已经发布,对企业而言很有指导意义。下面是笔者学习《申报指南》后,对2018 度年动力电池与电池管理系统关键技术发展趋势的分析。
一、中国新能源汽车关键技术主攻方向
《申报指南》列出2018年中国新能源汽车技术的主攻方向是:
动力电池与电池管理系统;电机驱动与电力;电子、电动汽车智能化;燃料电池动力系统;插电/增程式混合动力系统;纯电动力系统。
一共6个方向下,再细分24个研究任务。《新能源汽车2018 年重点专项申报指南》就是顶层设计的具体体现。
①企业与政府规划要保持一致,企业经营活动(含技术攻关)要在政府的顶层设计下开展。
②企业2018年具体的新能源汽车研究(开发)项目必须在6个方向下、24个研究任务之中;
③企业具体技术研究和开发项目,理应与中央政府年度计划技术攻关项目对应起来。
二、2018年动力电池与电池管理系统研究任务分为5个:
1. 高安全高比能乘用车动力电池系统技术(重大共性关键技术类)
①研究内容:
针对乘用车高集成度要求,开展基于整车一体化的电池系统的机-电-热设计;开发先进可靠的电池管理系统和紧凑、高效的热管理系统;开展模块、系统的电气构型与参数匹配、耐久性和可靠性的设计与验证;基于热仿真模型、热失控和热扩散致灾、分析模型,研究电池系统火灾蔓延及消防安全措施,开展电池系统的安全设计与防护系统的开发与验证;开展电池系统的轻量化、紧凑化技术以及制造工艺与装配技术研究,开发高安全、高比能乘用车动力电池系统;开展电池系统性能测试评价技术研究。
②考核指标:
电池系统的比能量≥210Wh/kg,循环寿命≥1200次(80%放电深度(DOD),模拟全年气温分布),全寿命周期、宽工作温度范围内荷电状态(SOC)、功率状态(SOP)和健康状态(SOH)的估计误差绝对值≤3%,单体电池之间的最大温差≤2℃,快速充电至 80%以上 SOC 状态所需时间≤1 小时,满足安全性等国标要求和宽温度使用范围要求,并符合 ISO 26262 ASIL-C 功能安全要求及行业标准要求,成本≤1.2 元/Wh,年生产能力≥1 万套,产品至少为 2 家整车企业配套,装车应用不低于 3000 套;提交热失控和热扩散事故致灾分析和危害评测报告;建立基于整车一体化的电池系统的设计、制造与测试规范。
③笔者解读:
乘用车动力电池系统技术主攻方向是:
i)是整车一体化的电池系统,而不是目前一些厂家积极倡导的换电模式技术;
ii)电池系统的比能量≥210Wh/kg,循环寿命≥1200次(80%放电深度(DOD),这个比能量≥210Wh/kg这个指标,说明这个电池一定指三元电池,磷酸铁锂电池在乘用车推广几乎没有可能。
iii)电池系统的成本≤1.2 元/Wh,说明目前电池系统的成本基本上高于它,是后续的补贴的门槛。
2.高安全长寿命客车动力电池系统技术
①研究内容:
针对客车超高安全等级和超长质保里程的实际应用需求,开展基于模块式、分散式布局的动力电池系统总体构型、功能和机-电-热一体化设计技术研究;开发先进可靠的电池管理系统和高效热管理系统;开展动力电池系统的电气构型与参数匹配,以及耐久性和可靠性的设计与验证;基于热仿真模型、热失控和热扩散致灾分析模型,研究电池系统火灾蔓延及消防安全措施,开展电池系统的安全设计以及防护系统、监控系统的开发与验证;突破电池系统的轻量化、紧凑化技术,建立电池系统的智能化制造工艺,开发高安全、长寿命客车动力电池系统;开展电池系统性能测试评价技术的研究。
②考核指标:
电池系统的比能量≥170Wh/kg,循环寿命≥3000次(80% DOD,模拟全年气温分布),全寿命周期、宽工作温度范围内 SOC、SOP 和 SOH 估计误差绝对值≤3%,单体电池之间的最大温差≤2℃,快速充电至 80%以上 SOC 状态所需时间≤15分钟,满足安全性等国标要求和宽温度使用范围要求,并符合 ISO 26262 ASIL-C 功能安全要求及行业标准要求,确保单体热失控后30 分钟内系统无起火爆炸,成本≤1.2 元/Wh,年生产能力≥3000套,产品至少为 3 家整车企业配套,装车应用不低于 1000 套;提交热失控和热扩散事故致灾分析和危害评测报告;建立电池系统设计、制造与测试的技术规范。
③笔者解读:
客车动力电池系统技术主攻方向是:
i)基于模块式、分散式布局的动力电池系统的研究,这个说明, 客车动力电池系统不同于乘用车要求,一个是一体化,一个是模块式、分散式。
ii)电池系统的比能量≥170Wh/kg,循环寿命≥3000次(80% DOD,这个说明,对客车而言磷酸铁锂依然是主推对象,寿命是主要指标;
iii)单体热失控后30 分钟内系统无起火爆炸,这个指标说明,安全时间不低于30分钟,是后续的主观方向。
iv)客车动力电池系统成本≤1.2 元/Wh,这个指标说明,整车企业关心是系统成本,而不电池单体价格。
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