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浅议纯电动物流车动力电池选配问题

发布时间:2017-03-28作者:沧海一土

  近日,笔者整理出了工信部286批《道路机动车辆生产企业及产品公告》公示名单,共有143款纯电动物流车进入新车公示,而搭载三元锂电池的车型有97款,搭载磷酸铁锂电池的车型有31款,其他类型的动力电池只有15款车型。

  另外,根据数据显示,今年前四月份,三元锂电池和磷酸铁锂电池出货量与去年同期相比,都有所增加。其中,磷酸铁锂电池出货量为2.6Gwh,三元锂电池出货量高达771.51Mwh。

  此外,2015年三元材料在专用车的渗透率为61%,需求达到1.1Gwh;2016年渗透率将会达到65%,需求为2.9Gwh;到2020年,渗透率将会达到80%,市场需求14.0Gwh。

  可以看出,三元材料和磷酸铁锂在纯电动物流车中应用中逐渐占主流,而且三元材料的比重将会越来越大。但是,未来纯电动物流车到底采用哪种动力电池技术路线,不仅仅看动力电池技术与质量,还要看市场需求,以及行政手段等等。

  一、为什么三元材料在纯电动物流车中占主流?

  在国内,在纯电动物流车方面,运用最多的是三元锂电池技术路线,其次是磷酸铁锂电池。自然同一技术路线,各类厂家研发的动力电池参数也不尽相同,比如特斯拉和LG采用三元材料,无论从电池质量、续航里程、循环寿命、电池组能量密度来讲,参数都有所差异。而有些参数,它是随着技术不断升级,也在不断变化。所以,很多参数,只是一个绝对值。

  下面我们来对比一下,各类动力电池正极材料优缺点,从而回答为什么三元材料在物流车中占主流的问题。

正极材料

  二、部分动力电池企业三元锂电池参数对比

  以上表格是第一批《汽车动力蓄电池行业规范条件》企业目录中生产三元锂电池的企业及其参数,这里面只有部分参数,还有许多参数没有,如比容量,能量密度、使用寿命、安全性如何、一致性怎样,都没有,因此很难评判谁的电池好,谁的电池不好。但从表格可以看出以下几点:

企业名称

产品类别

产品型号

外形及尺寸(mm)

质量(kg)

标称电压(V)

额定容量(Ah)

最大放电倍率(C)

循环寿命

宁德时代

三元

MOH385

43*173*91

0.75

3.6

265

4

101.5%/500次

三元

26650-4.2Ah

Ø 26* 65

0.095

3.65

4.2

12

>500次

光宇电源

三元

NCMP1690200A-24Ah

16*90*200

0.62

3.7

24

15

95.8%/500次

天津力神

三元

LR1865SZ

Ø18.5×65.2

0.046

3.6

2.2

3

94.5%/500次

三元

LR1865LA

Ø18×65

0.043

3.6

2

10

90.5%/500次

三元

LR1865SK

Ø18×65

0.045

3.6

2.6

2

88.9%/500次

力神动力

三元

LP2770120

(27±1)*(70±1)* (120±1)

0.505

3.7

22

4

90%/500次

三元

LP2714897

(27±1)*(148±1)* (97±1)

0.82

3.7

39

6

95.1%/500次

三元

SP80160251

(8±0.1)*(160±1)* (251±1)(软包)

0.56

3.7

28

6

95.4%/500次

三元

SP11150224

(11±1)*(150±1)* (224±1)(软包)

0.73

3.7

40

3

97.4%/500次

上海卡耐

三元

CEB-LM26

342*118*8(软包)

0.585

3.7

26

10

99%/500次


 

  (一)即使是同一家企业生产的三元锂电池,产品参数也不尽相同,包括型号、体积、比容量、能量密度。循环寿命、电压、电流大小等。

  (二)外形尺寸上,因为三元电芯类型的不同,有所差异,同一类型大小也不尽相同。三元电芯有三种类型,一个是软包电池,如A123、万象、多氟多。一个是圆柱电池,如特斯拉。还有一种是方形硬壳电池,如比亚迪、三星。这三类形态,硬壳的生产成本较高,其次是软包,最后是圆柱。一种说法认为,软包的安全性较圆柱高,圆柱的结构导致很难完全解决安全性问题。目前国内许多三元电芯软包技术应用在汽车上。但软包技术要求比较高,特别是封装技术,封装不好,会引起鼓起、漏液等问题,导致安全事故发生。另一种说法是,三元电芯应用以方形金属壳为主。方型金属壳的优点是标准化、成组简单、比能量较高,缺点也很明显就是散热效果差。

  (三)另外,动力电池的参数主要受到电芯数量多少影响,电芯数量的确定需要考虑动力系统匹配和汽车续航里程要求。

  (四)动力电池各项技术性能还有很大提高,除了安全性的改善,动力电池能量密度、功率密度、耐受性、循环充放电次数,使用寿命等性能上的改善。

  三、动力电池布置

  动力电池布置需要按照纯电动物流车车辆底盘情况来布置,需要考虑车身轻量化等,一般在车辆后备箱,根据纯电动物流车各种车型而定。比如,厢式物流车和皮卡车就布置就不会一样。魏小玲和胡军给出9点要求,归纳起来是:1.需要考虑动力电池布置空间。2.需要承载多少容量的承载体积。3.需要平衡整车载荷。4.要有一定的散热性能要求。5.需要满足最小离地间隙、纵向通过角等通过性要求。6.需要满足人机续求。7.必须满足国家碰撞法规需求。8.具备一定的密封等级要求。9.确保高压用电要求。

  另外,动力电池布置,还要考虑到驾驶员安全,如果布置在车座下方,一旦电池起火,最新受害的是驾驶员。如果布置在车厢底部,首先殃及的是货物,驾驶员逃生几率相对要大。

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