周贵树:《比亚迪刀片电池开发进展》

发布日期:2020-07-20

核心提示:新基建、新机遇、新发展,7月9日,由中国充电桩网主办的2020第六届中国国际电动汽车充换电产业大会(简称:金砖充电论坛)在上海

新基建、新机遇、新发展,7月9日,由中国充电桩网主办的“2020第六届中国国际电动汽车充换电产业大会”(简称:金砖充电论坛)在上海大华虹桥假日酒店隆重开幕。来自政府、院校、协会、企业、采购商、金融、媒体等850位代表出席本次大会,大会以“洞见当下、预见未来、聚力发展、合作共赢”为主题,推动产业交流发展。

 
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新基建引领发展新浪潮

弗迪电池上海动力电池研发中心副总监周贵树发表了《比亚迪刀片电池开发进展》的主题演讲,以下是演讲嘉宾未删减实录:

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弗迪电池上海动力电池研发中心 副总监 周贵树
 

很荣幸今天站在这里跟大家分享比亚迪弗迪电池的刀片电池,这次我们的会议是充换电大会,在昨天和今天大家听了很多关于充电桩或者换电的报告,充电或者换电都是讲的关于电动车、动力电池,关于动力电池是什么样,或者它有应该有什么样的要求,我希望今天的交流和分享让大家有一个大概的印象。

我的报告三个部分:公司介绍,介绍一下比亚迪刀片电池,这是最近比较热的,后面有时间的话介绍一下HEV电池。

大家对比亚迪都很了解,换段时间我们可能换个名字跟大家见面了,2018年比亚迪电池事业部拆分上市,2019年我们成立了弗迪电池,主要是电池事业部和比亚迪中央研究院、若干个工厂(14个),35000+员工,电池涵盖大电池和小电池。

比亚迪有非常完善的产业链,我们会跟很多材料厂商有密切的一些合作。

说到动力电池这块,可能大家不是特别清楚,大家印象里是觉得深圳动力电池。

实际上我们有四大研发基地,深圳坑梓,纯粹的动力电池,包括动力电池BEV研发,BMS研发;深圳宝龙涵盖先进电池研发、3C电池研发、装备研发,有500多名工程师;上海涵盖大电池xHEV研发,3C电池研发,有200多名工程师;惠州涵盖完整的电解液、隔膜研发、正负极材料研发、结构件研发、元器件研发。
目前来说,我们已经主产四大生产基地,在深圳、西安、青海和重庆,长沙和贵阳在建中。

接下来进入今天的主题——刀片电池。像比亚迪动力研发的历程,比亚迪从1998年开始做锂电池的研究开笔,2002年开始进入动力电池,到现在来说是18年,2003年NCM电池启动基础研究,2005年首款动力LFP电池上市,2008年全球首创将动力电池在纯电动e6上应用,全球首创将动力电池在双模电动车F3DM应用。
什么是刀片电池?很长很薄。之前市面上最长的动力电池570毫米左右,再长就非常挑战生产和制造,570毫米已经够长了。你要做这么宽的,一米甚至两米的刀片电池,对制造这块是非常大的挑战,组织成电池的话,对结构设计也是非常大的挑战。

我们有18年的开发经验,应用也有很多积累,刀片核心的在于结构,两年多时间我们有370多项专利。
超级包是我们内部的称呼,像三元是EV电池包,很多模组。这个可以看见中间有很多缝,不管中间还是边上,体积利用率大概40%多一点,磷酸铁锂要用到极致,它的能量密度很难和三元比,刀片电池我们把空间利用到极致。

关于超级包的概念,我们提出来“6S”技术理念,超级安全;超级强度;超级续航;超级低温;超级寿命;超级功率。这六个方面基本上涵盖了不管是专业的还是普通用户对电动车的需求。

首先看超级安全这块,首先在材料自身这块,磷酸铁锂和三元材料它有本质上的区别,磷酸铁锂它是一个金属氧结合比较弱的结构,在高温或者什么情况的时候容易断裂,像大家关注的像起火爆炸。它基本在300度以前不会失氧,在极端的情况下,它很温和,从爆炸的角度,我的能量很少或者很缓慢就构不成爆炸了,这是它安全的本质。

这是一些典型的测试,以前在网上给大家公布过,大家很惊讶。这么一个电池针刺下去居然没有起火。这是我们刀片的现状,1.针刺:不冒烟、不起火;2.挤压:仅冒烟、无起火、无爆炸。

不管是针刺还是极端挤压等,都是不起火,甚至冒烟都很少,没有明显的黑烟。

热扩散是国家的强制标准,这应该是最严苛的。我们做实验的时候用针不管怎么扎都不会失控。

再看其他的五个方面,超级功率这块对应的是加速,可以说加速,可以说回馈,极端加速。我们应用的这款车,就是“汉”这款,瞬间最大功率363KW,约500马力,支持3.9秒百公里加速。

超级低温,有90%的能量放出,这个在业界里面属于非常高的水平。我们在做保温的时候,在整个超级包里面有很多复合功能的模组,这个既是保温材料也是高强度的材料,我们有很多集成。在保温这块突破以前,比如说这个振动一般像60赫兹。

超级强度,我们可以承受80赫兹,承受120万公里,比如说抗压这块,45吨的卡车上面碾压过去。

超级续航,续航这块是大家关心的,超级续航,这款“汉”可以实现600公里。

超级寿命,磷酸铁锂远远比三元电池要高。

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在刀片电池开发过程当中,在材料、设备结构这方面有很多独特的发明,我们分几个阶段做了专业布局,目前形成了三个阶段,367件专利。

这部分就是刀片电池,让大家再了解一下HEV电池,在很低的能量但是很高的功率,我们以后车的电动化有几个方向,一个是HEV,或者我提供几百公里的里程,在过程阶段里面对燃油车还是主流的时候,如何实现节能减排?48伏HEV是最好的,可以达到最高的节油比。

这是凯美瑞,这个已经有了上百万辆车了,也是在快速发展阶段。对于丰田来说,之前都是日本松下的HEV电池,现在像比亚迪已经进入它的供应商体系,已经成为它第二大电池供应商,马上量产的新车型就会用到我们的电池,把电池性能这块归为5S方面,相对于刀片电池少了一个S(超级里程),其他的多没变。因为电池包小,所以强度更多体现在可靠性这块。

超级功率这块可以看到一个概念,这是我们开发的一款HEV电池,电池包(1.1度电)大于70kw的功率能力,在低温的情况下也有加速的能力,对于功率来说,大功率能充电能放电。

低温这块我们做了很多系列,可以承受在零下35度,3C1000次的脉冲循环无锂技晶。

寿命是什么呢?一般的寿命是一万,使用模式也不一样,减充减放。在5C的话,50%减充减放,DOD循环寿命超过20000次容量恢复率在80%以上。

超级寿命,10年25万公里。我们做了很多验证,可以抗25年。

超级可靠性,电芯可靠性;模组可靠性。

超级安全,我们做了60度,30G的过充,不开阔,不冒烟,不起火。

这个是刀片电池生产基地,我们是在2020年3月份花了一年的时间把刀片工厂重建完成,现在在大规模高产的阶段。我们在7月12日,比亚迪首款搭载刀片电池的“汉”正式上市,期待各位的关注。

谢谢大家!



 
 
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