日前,全中国各地夏季来得,电动车也随着天气变热渐渐“躁动”起来。自2020年5月起,新燃料车子国度看管平台共发觉79起平安车祸。在已查明起火机动车状况中,58%的机动车起火由于电池难题,19%的机动车起火由于磕碰难题。这使人们不得不从新审视新燃料车子的品质和平安难题。为什么新燃料车子老是自己燃烧?背后全部的“罪”都得让电池来背吗? 《孙子?兵势》:“故善战者,求之于势,不责之于人,故能择人而任势。”意思是治军不严、教育不明而致败局,这皆是将领的过错。电池包中的每个电芯皆是为电动车子增添能量的小兵,如何统领这点小兵,不让它们“热失控”而自己燃烧,并能在极其天气下对它们“嘘寒问暖”,让其得到更强的续航能力,背后须要一名出色的“将领”——热治理体系。 ■夏天,如何遏制自己燃烧这一凶手? 从2020年纯电动车型申报概况来看,有部分车型所装载的三元锂电池体系能量密度多达180Wh/千克甚而190Wh/千克。假如机动车在热治理体系上不达标,这类高能量密度的电池就很简单埋下平安祸患。 “工信部的这一准则没有疑设计了新燃料车子范畴电池平安性的一种新门槛。”法雷奥华夏首席技艺官顾剑民博士在与车子之家沟通时显示。但在他看来,这项准则有些“治标不治本”,由于电动车子平安的终归指标非是5分钟提前警告,却是不停提高设置和生产水准,终归达到单个电芯不失控,或许是单个电芯失控后不会引起全个电池包起火爆炸。 实是上,作为能量载体,本质十足平安的电池是无的。每种电芯和电池体系在热失控的进程中存留相当大差异,非是每全家车企都有能力筑起这5分钟的“寿命墙”。单单把负担转移到能源电池上其实不适合,电动车能否平安也与车企本身的技艺实力相关,电池热治理体系则是要紧的一种步骤。 为防止电池自己燃烧,热治理体系这一“将领”的首要职责便是“控温”,不让底下的小兵(电芯)因热失控而自己燃烧。电池的习性与人类似,既受不了太热,还不喜爱太冷,最适宜的事业温度在10-30℃之中。当温度过高时,电池热治理体系平常有两种形式给电池降温,即风冷和液冷。 『特斯拉采纳液冷式电池热治理体系』 风冷,一句话解释即“走路带风”,其技艺容易、本钱低(约为1200元)且便于维护,但它不容易达到散热均衡,电池里面的全个温度很简单发生差异。在电动车进行初期,源于占主导的磷酸铁锂电池热稳固性较好,对散热请求相对较轻,因而热治理体系没有需太繁杂,运用风冷技艺即可,早期代表车型有日产聆风、北汽新燃料EC、丰田普锐斯等。 然则,日前电池的能量密度越来越高,不论是主流的高镍三元电池,仍是对构造大改装的磷酸铁锂电池,都对电池热治理体系提议了更高的请求,当前电池散热体系正由风冷向液冷倾斜。液冷最重要的经过电池管道内的液体来操控电池的温度,降温成果较好,使全个电池的温度达到均衡,但缺点也很显著,其技艺难度要大于风冷,本钱高(约为3500元),以及空间大,假如车厂在热治理体系设置上布置不佳,全个电池的能量密度就会下调。据统算,高尔夫GTE、蔚来ES6、比亚迪唐新燃料、特斯拉ModeModel 3等车型都采纳了液冷形式,估计液冷技艺的市场渗透率已超60%。 俗话说,一颗老鼠屎坏了一锅粥。假如说某个电池单体产生了热失控,相邻单体电池也会接踵热失控并蔓延。有甚么法子可行早期预防?或许在发觉一种电池单体热失控时就尽早“掐断”它? 顾剑民叮嘱车子之家,“电池平安非是某个技艺点的难题,却是全个体系难题。电池热治理体系的基本效用是让电池事业在必定的适宜温度范畴内,保持最好的运用状况和效能,用以确保电池体系的功能和生命,而非是在电芯热失控后再阻止。” 之前相关电动车子自己燃烧的案例都活生生地表达,电动车子一朝自己燃烧,唯有用大批的水降温,单单用少许小型干粉灭火器基本没有办法遏制,多数概况是眼睁睁地看着它悉数烧光为止。“可视,电池热治理须要在设置早期就干预,应用一种集成的改良平台来实现构造、热量、疲劳和生命等耦合来防止热失控。一朝产生热失控要马上能监测出并提早报警,让驾驭员有充足时间逃离至平安位置。”顾剑民说道。 自然,为了终极指标,业内在电池热治理技艺上仍不停探寻。获悉,美国Allcell Technology企业曾开发出一款鉴于相变资料(可行在液态和固态之中变换的一个资料)的电池热失控隔离资料PCC。在针刺实验中,一种由18650电池构成的4并10串的电池组,在无运用PCC资料时,一种电芯热失控终归激发了电池组中20个电芯产生热失控,而采纳PCC资料的电池组中,一种电芯热失控并没有激发其余电池组热失控。该方法被以为是最有潜力的电池热治理进行方向,但日前仍处于实验室阶段。 ■冬天,被冻的电池如何“续命”? 除了从新审视电动车子的平安,续航也是客户购置电动车子的一大焦虑难题。日前有不少新款汽车型在申报时称其续航能达到600km,甚而700km以上,但真实的实质成果如何?“电动车申报的续航,实质运用打个8折,开空调再打个6折。”一位业内人员对此调侃道。源于电池不受热,还不耐寒,要确保电池在最适应的温度下事业,就要耗损众多电量。 比较夏季,极寒天气下愈是对电池是一个杀伤力。例如此刻的少许电话,在寒冷的大东北,假如不在电话背后贴暖宝宝,没几分钟就只剩下60%的电量,再一会干脆给你关机了。电话变“砖头”曾经苦不堪言,如这类概况换成在行进的电动车子上,俨然便是一场噩梦。 关于惯例车子来讲,启动机自身会携带大批热量,冬天暖风能源消耗很少,但关于电动车子来讲,少了启动机这一热源,能源电池除了要给驱动车子提供能量,还要再分出一部分精力在暖风耗电上,损失极大。因而,一套完整的电池热治理体系还须要在冬季这一要害时候,为电池预热,并协同空调热治理体系,让电池发挥出第一大的续航能力。 现阶段,电动车子的暖风空调大都会格外安装一种PTC加热器作为补充。它的事业原理和咱们运用的“热得快”类似,能使管道里的冷却液快速升温,给电池包供暖,其结构容易、本钱便宜,但它的电能消耗庞大。 以上仍是保守的算法,冬季运用PTC方案采暖对电池还是极大压力。假如加热效能达不上,电动车子冬季续航减半也绝非是很夸张的说法。 莫非就无一种更没有问题方法能给续航“保鲜”吗?谜底是有的,新的热泵空调能有用缓释电动车采暖带来的续航难题。比较PTC的“电能转化热量”,热泵体系是“电能搬运热量”,无能量损耗,制热效能愈加高效。据Hanon探讨,相同的环境下,热泵采暖的制热效能是PTC的1.8-2.4倍,且节能成果明显,能将取暖形成的损耗路程降低至一半。 热泵空调有这样的优势,惯例车企们当然不会冷眼旁观,包括奥迪R8 e-tron、宝马i3(参数|询价)、日产聆风、起亚Soul以及捷豹I-PACE等已采纳热泵体系。在国家内部,华域三电是最先实现热泵空调量产的零部件公司,其热泵空调配套了上汽乘用车麾下的荣威Marvel X和Ei5两款电动车。 『荣威Marvel X热泵空调体系』 然则,热泵体系仍处于进行阶段初期,搭载渗透率仍不足10%,技艺上还存留低温发动难、本钱高等难题。“在低温概况下(-10℃至0℃区间),比较惯例的PTC加热技艺,法雷奥的热泵技艺可行将能耗第一大下降30%左右,可是在极寒概况下(低于-10℃),通常提议用热泵和PTC一同来提供热量,这也是日前产业内的共识。”顾剑民对此显示。 最近有一个经典案例,特斯拉一会儿前宣告了一项对于热泵体系的新专利,估计将起首利用于Modle Y。该技艺在设置中撤消了惯例PTC,却是将一种低压PTC(起协助效用)集成在热泵空调里,再联合电池体系、功率电子驱动体系和全车的体系回路整合在一同,构建了一套模块化体系。“特斯拉的这一‘打法’改变了软件和硬件的关连,也改变了车企里面不同体系设置的协同概念,而这类新的组织形式短期内惯例车企不容易跟上。”一位车子电子工程师对此点评。 『来自:Model Y汽车主人手册』 ■电动车热治理,国家内部厂家的新奶酪? 与惯例汽油车比较,电动车子的热治理体系新加了电动紧缩机、电子膨胀阀、电池冷却器、PTC加热器等部件,体系集成度及繁杂度更高,本钱由惯例车的1910元左右上升至电动车的5280-9920元(2020年预测数据)。关于零部件公司而言,电动车热治理体系是一块新奶酪。 追溯往日,在惯例的车子热治理范畴中,国外零部件巨头电装、翰昂、法雷奥、马勒四家公司合计占据全世界车子热治理市场54%的份额(2017年数据)。正由于此,这点公司在变换至电动车热治理范畴得心应手,有先发制人的优势。 『法雷奥新燃料车子热体系(包括热泵和电池热治理体系)示意图』 如法雷奥日前占据全世界电池热治理体系15%的份额,为诸如特斯拉Model 3等车型提供冷却板,并在2019年拿下大众ID.3、标致e-208等电池热治理及热泵定单,共实现营收362亿元,占企业总营收23.7%;电装在2017年研发的新款热泵装载于丰田普锐斯Prime PHEV上,事业范畴可扩展至-10℃,比原来版本节能63%,让得机动车的续航路程提升21%;马勒以热泵为根基,开发了一套集成式热治理体系可提高电动车冬季续航路程最多达20%,日前正好样车测试中。 这样来看,电动车子热治理这一焦点技艺又被国外公司掐住了“命门”?不十足是,空调体系由于技艺革新不多,惯例热治理巨头能把本人的优势顺利平移,但电池热治理体系是一种十足新生的范畴,还无公司能够搭起技艺壁垒。 国家内部热治理公司如银轮股份、三花智控、奥特佳、松芝股份等近年也在踊跃拓展电动车热治理范畴。虽说国家内部公司有机会动了电动车热治理这一奶酪,但他们更多是切入热治理Tier2范畴,在体系集成能力上与世界热治理巨头比较仍有欠缺,如腾龙股份尽管向特斯拉提供热治理零部件,但当中还须要经过翰昂美国企业发展集成。 从趋向上看,国家内部惯例车子热治理厂家从单个部件向体系集成化拓展已成势必,如银轮股份在2020年3月与特斯拉签定合同,为其提供车子换热模块产物;企业热泵体系将至今年下半年批量供货于江铃新燃料;2021年最初将向吉利PMA纯电动平台配套热交换总成产物。可视,新燃料车子所带来的机缘有可能将热治理市场的座次从新排位,而国家内部厂家的竞争优势来自于两点:贴近市场和低本钱,未来还须要由Tier2上升到Tier1,绑定全车厂开发更精细的热治理体系,以提高本人的话语权。 ■写在最终: 现在,新燃料车子补助新政延伸,同一时间还重申了“技艺目标稳固”,这都给了车企更长的缓冲期。期望车企没再盲目追求“能量密度”,还不要由于下降本钱而偷工减料,让客户陷入续航减半、平安等多重焦虑中。电动车子想要“浪”,热治理得先跟上。 关于未来新燃料车子热治理的进行,顾剑民提议了两点趋向:一是智能化热治理,热治理体系未来必定会联合智能座舱,为使用者带来更舒适的体会,如自动调节最适宜的座舱环境温度;二是扶持快充和超充,充电难和充电慢是日前作用电动车子使用者体会的两大痛点,缩小充电时间,例如以特斯拉V3超充桩,须要快速带走热量,这也须要电池热治理体系来辅助达成。 |
当前,已有不少中国车企累积了充足的技术与能
作为一个新能源汽车车主,这些年来一直在使用
12月24日,CNMO注意到,有报道称,英国政府宣
在这个瞬息万变的全球汽车市场中,每一次巨头
随着国内汽车行业研发制造技术的不断革新和全