比亞迪未來在動(dòng)力電池方面的研究與思考
比亞迪的新能源汽車從客車到純電動(dòng)車、到混合動(dòng)力車一直在做，目前應(yīng)用到的系統(tǒng)是磷酸鐵鋰體系，明年將會(huì)在一些PHEV，如秦、唐、元這些車型上使用三元電池，2018年將在一部分純電動(dòng)汽車上使用三元電池。客車方面，使用磷酸鐵鋰電池。
在技術(shù)路線上，三元電池方面希望在2018年做到500瓦時(shí)/升，重量能量密度大概達(dá)到240瓦時(shí)/公斤。磷酸鐵鋰方面希望做到150—160瓦時(shí)/公斤，到2020年希望達(dá)到600瓦時(shí)/升，大概是300瓦時(shí)/公斤這樣的水平。
為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，在材料方面，我們選用的正極材料是高鎳三元材料。高鎳體系首先要解決的是安全問題。控制熱失控是我們現(xiàn)在主要做的工作。負(fù)極材料上我們?cè)谧龉柝?fù)極，主要有兩個(gè)路線：一個(gè)是氧化亞硅，一個(gè)是納米硅。用這個(gè)材料需要解決兩個(gè)前提，即首次效率、循環(huán)壽命。
從目前的研究結(jié)果看，氧化亞硅應(yīng)該比較好解決。用硅材料體系和石墨這個(gè)體系相差比較遠(yuǎn)，對(duì)于電池設(shè)計(jì)體系也要發(fā)生變化，在導(dǎo)電劑、連接劑、制備工藝、電解液體系等方面可能都要做大的調(diào)整，目前我們做了一些工作，基本上做到500的循環(huán)大概90的水平，我們還在繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步提高性能。
在隔膜質(zhì)方面，很多安全隔膜質(zhì)是至關(guān)重要的，目前常規(guī)的是PP、PE這種涂氧化鋁的材料，現(xiàn)在日本已經(jīng)有人開始在用包括纖維的材料。
電解液方面，目前體系逐漸采用一些高電壓電解液或者高純度電解液，來提高耐高壓性能。固體電解液方面，我個(gè)人覺得短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)固態(tài)電解質(zhì)難度比較大。
在單體電池方面，現(xiàn)在國家在主導(dǎo)電池尺寸的標(biāo)準(zhǔn)，我們現(xiàn)在也在往這方面靠。比亞迪生產(chǎn)自動(dòng)化很高，基本上一個(gè)型號(hào)一條線，如果批量生產(chǎn)，同時(shí)要做好幾條線，尺寸一旦變更的話，整個(gè)工藝從頭到尾都要改變。
現(xiàn)在我們基本上只有4個(gè)型號(hào)在做：大巴E6、E5是一個(gè)型號(hào)，秦EV一個(gè)型號(hào)，秦唐一個(gè)型號(hào)，單獨(dú)給騰勢(shì)開發(fā)了一個(gè)型號(hào)。后續(xù)騰勢(shì)這個(gè)型號(hào)可能跟E5、E6取代掉，所以在整個(gè)電池尺寸標(biāo)準(zhǔn)化方面，我們做了一些整合，比亞迪的電池尺寸往歐洲的尺寸靠，PHEV跟EV的尺寸基本是往這個(gè)方向來走。
單體方面，電池的能量密度、安全、壽命、成本是應(yīng)該從設(shè)計(jì)端考慮的方向，我們接觸很多供應(yīng)商材料很好，或者材料很不錯(cuò)，實(shí)際上成本下不來，做到電池里頭整個(gè)車子，做電池成本比車還高，我覺得是沒法接受的，所以我們考慮到整個(gè)能量密度提升，同時(shí)帶來安全、成本的一些方面考慮。
在模組方面，我們把大巴車上的電池模組結(jié)構(gòu)都進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化操作，可以拼裝式結(jié)構(gòu)，要多大就可以多大。因?yàn)楸葋喌系能嚭芏啵嚨男吞?hào)也很多，所以我們盡量實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化操作，盡量把差異化縮小，盡量做到每臺(tái)車想用什么樣的模組，就有直接模組供以選擇。
模組標(biāo)準(zhǔn)化的好處在于，后期電池的維護(hù)、返修等等成本會(huì)很低，而且可以替代。在進(jìn)行電池回收的時(shí)候，對(duì)電池的梯次利用也是有好處的。電池單體是通過激光焊接的，一旦拆了不能保證電池的連接，而模組則可以給儲(chǔ)能電站去用，不用做太大變更。
在系統(tǒng)層面，我們也做了不少工作，一是熱管理，比亞迪的車不止在中國銷售，在全球都在賣，經(jīng)常遇到的問題在于，有的地區(qū)如北歐、新加坡、印度等地，冷熱交替很大，要保證電池整個(gè)壽命周期能滿足質(zhì)保要求，就需要電池本身能量密度高、安全性能好、壽命周期要長。
目前要完全做到這三點(diǎn)是比較難的，所以需要把熱管理這塊做起來。熱管理需要跟整車策略和控制策略結(jié)合起來。需要通過去控制好電池。現(xiàn)在比亞迪有很多車在運(yùn)行，很多時(shí)候電池出現(xiàn)問題了，反過去推70%是在BMS上出現(xiàn)問題了，沒控制好給他設(shè)置的界限，導(dǎo)致他本身有問題，導(dǎo)致電池發(fā)生失效。所以我們覺得BMS的標(biāo)準(zhǔn)還需要做一些調(diào)整。
還有一個(gè)是設(shè)備層面的因素。比亞迪基本上都是自動(dòng)化的設(shè)備，這些關(guān)鍵的設(shè)備現(xiàn)在基本上都是進(jìn)口的，我們希望國內(nèi)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈也能夠做一些支持或者提升。
在回收利用方面，比亞迪從2012年開始陸續(xù)投放車輛，到現(xiàn)在已經(jīng)有4年多了，電池的回收利用問題會(huì)慢慢呈現(xiàn)出來。我個(gè)人覺得，回收利用最大的問題是在電池判定標(biāo)準(zhǔn)上。電池的價(jià)值判定需要有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)和客觀中立的第三方來判定。
車廠來判定價(jià)值，肯定希望賣的越貴越好，儲(chǔ)能電站或者其他的回收企業(yè)來判定，肯定希望賣的越便宜越好，因此判定的標(biāo)準(zhǔn)需要各方都覺得有一定利潤可賺，才能有效推動(dòng)這個(gè)事情。相關(guān)部門可以把電池回收利用的標(biāo)準(zhǔn)制定下來，如可以做儲(chǔ)能電站應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)、給移動(dòng)基站、通訊基站應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)、報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)等，為電池的回收利用提供指導(dǎo)方向。
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