汽車電池技術(shù)深度解析演講人：日期:目錄02核心材料技術(shù)01基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與原理03關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)04安全防護體系05應(yīng)用場景拓展06行業(yè)發(fā)展趨勢01基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與原理Chapter動力電池系統(tǒng)組成電芯儲存和放出電能的化學裝置，是電池的核心部分。電池管理系統(tǒng)（BMS）監(jiān)控電池狀態(tài)、控制充放電過程、保證電池安全穩(wěn)定運行的控制單元。熱管理系統(tǒng)控制電池溫度，防止過熱或過冷影響電池性能和壽命。殼體保護電池內(nèi)部組件，防止外部機械沖擊和惡劣環(huán)境侵害。電芯化學體系分類鋰離子電池鎳氫電池鉛酸電池鈉離子電池具有高能量密度、長循環(huán)壽命和較低的自放電率，是目前應(yīng)用最廣泛的電芯類型。成本低、可靠性高，但能量密度低、體積大，主要用于啟動和照明等領(lǐng)域。具有較高的能量密度和功率密度，但價格較高，主要應(yīng)用于混合動力汽車等領(lǐng)域。新興的電芯技術(shù)，具有高能量密度和豐富的鈉資源，但技術(shù)成熟度較低。能量密度與功率特性電池在單位時間內(nèi)能放出多少電能，影響電動汽車的加速性能和爬坡能力。功率密度充放電倍率循環(huán)壽命單位重量或單位體積內(nèi)電池所能儲存的電能多少，決定了電動汽車的續(xù)航里程。電池充放電的速度快慢，高充放電倍率可以提高電動汽車的充電速度和運行效率。電池在正常充放電過程中能夠保持的充放電次數(shù)，決定了電動汽車的使用壽命和更換成本。能量密度02核心材料技術(shù)Chapter鋰鈷氧化物是第一代商業(yè)化鋰離子電池正極材料，具有高能量密度和穩(wěn)定的循環(huán)性能。鎳鈷錳酸鋰是當前主流的三元正極材料之一，具有高能量密度和較好的熱穩(wěn)定性。磷酸鐵鋰具有高安全性、長壽命和低成本等特點，但能量密度較低，主要用于動力電池。硅基負極材料具有高比容量和較低的嵌鋰電位，是下一代負極材料的重要研究方向。正負極材料演進鋰鈷氧化物鎳鈷錳酸鋰磷酸鐵鋰硅基負極材料電解質(zhì)技術(shù)路線液態(tài)電解質(zhì)液態(tài)電解質(zhì)具有較高的離子導電性和較好的浸潤性，但存在泄漏、易燃等安全隱患。01固態(tài)電解質(zhì)固態(tài)電解質(zhì)具有安全性高、機械強度高、熱穩(wěn)定性好等特點，但其離子電導率較低，需進一步研究。02凝膠聚合物電解質(zhì)凝膠聚合物電解質(zhì)介于液態(tài)和固態(tài)之間，兼具兩者的優(yōu)點，是目前研究的熱點之一。03隔膜工藝突破涂覆工藝涂覆工藝通過在隔膜表面涂覆一層功能性材料，可以提高隔膜的熱穩(wěn)定性、浸潤性和離子傳導性。03干法工藝生產(chǎn)的隔膜具有較高的拉伸強度和穿刺強度，但孔隙率和厚度均勻性較難控制。02干法工藝濕法工藝濕法工藝生產(chǎn)的隔膜孔徑小、孔隙率高、厚度均勻，有助于提高電池的能量密度和循環(huán)穩(wěn)定性。0103關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)Chapter循環(huán)壽命測算標準深度循環(huán)壽命衡量電池在多次充放電循環(huán)后，能保持初始性能的能力。充放電效率電池放電后，再充電到滿電狀態(tài)所需要的電量與放電電量的比值。淺循環(huán)壽命電池在淺充淺放情況下，能達到的循環(huán)次數(shù)。充放電倍率控制充放電倍率影響充放電倍率過大，會影響電池的循環(huán)壽命和安全性。充電倍率單位時間內(nèi)，電池充入的電流大小，也通常用C表示。放電倍率單位時間內(nèi)，電池放出的電流大小，通常用C表示。熱管理性能指標熱失控溫度電池在高溫下發(fā)生熱失控的臨界溫度。01熱擴散性電池內(nèi)部溫度分布的均勻性，避免局部過熱。02冷卻系統(tǒng)效率電池在不同工況下，散熱系統(tǒng)對電池的冷卻效果。0304安全防護體系Chapter熱失控防護機制通過合理的散熱結(jié)構(gòu)和材料，將電池內(nèi)部的熱量及時傳遞到外部，避免熱失控。散熱設(shè)計采用耐高溫、隔熱的材料將電池與外界隔離，防止外界溫度對電池的影響。隔熱措施實時監(jiān)測電池溫度，當溫度超過預(yù)設(shè)值時，及時報警并采取措施。熱失控檢測實時監(jiān)測每個電池單體的電壓，確保電池在安全范圍內(nèi)工作。BMS監(jiān)控層級電池管理系統(tǒng)（BMS）的電壓監(jiān)控實時監(jiān)測電池的充放電電流，防止電池過充或過放。BMS的電流監(jiān)控精確估算電池的剩余電量，避免電池過度放電或過度充電。BMS的SOC估算碰撞安全設(shè)計碰撞預(yù)警與車輛碰撞預(yù)警系統(tǒng)聯(lián)動，提前采取措施減少碰撞對電池的影響。碰撞后安全電池內(nèi)部設(shè)計有防短路、防電解液泄漏等措施，即使發(fā)生碰撞也能保證安全。碰撞防護采用堅固的外殼和防撞設(shè)計，保護電池在碰撞時不受損壞。05應(yīng)用場景拓展Chapter乘用車適配方案鋰離子電池應(yīng)用鋰離子電池具有高能量密度、長壽命和低溫性能好的特點，是乘用車動力電池的首選。01車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化為更好地搭載電池，乘用車車身需進行輕量化、緊湊化設(shè)計，以提高整車的能效和安全性。02充電設(shè)施配套乘用車充電需求高，需建設(shè)完善的充電設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，包括充電樁、充電站等，以提高充電便捷性。03商用車特殊需求定制化設(shè)計商用車種類繁多，用途各異，需根據(jù)不同車型和使用場景進行定制化設(shè)計，以滿足其特殊需求。03商用車需要快速更換電池，以保證運營的連續(xù)性和高效性，因此需要設(shè)計快速更換系統(tǒng)和設(shè)備。02快速更換高可靠性商用車對電池的可靠性和穩(wěn)定性要求更高，需采用更為成熟和可靠的技術(shù)方案。01儲能系統(tǒng)集成集中式儲能將多個電池模塊集成在一起，形成大規(guī)模儲能系統(tǒng)，可提高能效和降低成本。分布式儲能將儲能系統(tǒng)分布在電網(wǎng)的各個節(jié)點，可緩解電網(wǎng)壓力，提高供電可靠性和靈活性。智能儲能管理通過智能化管理系統(tǒng)，對儲能系統(tǒng)進行實時監(jiān)控和控制，可實現(xiàn)高效、安全的儲能和放電。06行業(yè)發(fā)展趨勢Chapter固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進程固態(tài)電池技術(shù)突破固態(tài)電池具有高能量密度、長壽命和低安全風險等優(yōu)勢，但其技術(shù)瓶頸如固態(tài)電解質(zhì)導電性能、成本及規(guī)模化生產(chǎn)等仍有待突破。產(chǎn)業(yè)化進程加速隨著新能源汽車市場的不斷擴大，固態(tài)電池作為下一代動力電池備受關(guān)注，各國政府和企業(yè)都在加大投入，加速固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化進程。產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化需要上下游產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展，包括材料、設(shè)備、電池制造等環(huán)節(jié)，預(yù)計未來將形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)?？斐浼夹g(shù)演進方向當前快充技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了在短時間內(nèi)為電動汽車充滿電的目標，但充電效率、電池壽命和安全性等方面仍有提升空間?？斐浼夹g(shù)現(xiàn)狀快充技術(shù)升級標準化與兼容性未來快充技術(shù)將向更高功率、更智能化、更便捷的方向發(fā)展，如無線充電、換電技術(shù)等，以滿足不同用戶的需求。隨著快充技術(shù)的不斷升級，如何實現(xiàn)不同品牌、不同型號電動汽車之間的快速充電成為關(guān)鍵問題，未來快充技術(shù)的標準化和兼容性將更加重要?；厥赵倮皿w系構(gòu)建電池回收價值技術(shù)創(chuàng)新與政策支持回收體系建設(shè)汽車電池含有大量有價金屬和稀有元素，具有極高的回收價值，可以有效降低