电池技术制约新能源汽车普及 充电技术如何突破?
来源:中国电池杂志-中国电池网 作者:亚松新能源 时间:2017-08-10 16:51 点击:次
电动汽车 中国电池网资料图
新能源行业发展进入了快车道的今天,不论是工业储能还是新能源车辆,以电池为核心的储能技术发展成为了行业发展的重要方向之一。因此,绝大部分的相关企业均将电池材料研究与开发作为最主要的发展方向。诚然,不论是工业储能还是新能源车辆等行业的发展,要想解决储能实用核心问题,必须从电池方向入手才能从根本上解决技术限制,实现行业真正意义上的发展。
就以新能源车辆为例,影响其发展的几大技术壁垒有:恶劣环境工作能力差(实用性差)、产品价格昂贵(应用成本高)、能量密度低(续航短)、放电能力差(大功率驱动不足)、充电速度慢(使用不方便)、电池安全性不足(应用可靠性)、使用寿命短(使用成本高)等一系列的问题。然而要想从根本上解决这些问题,只有从电池技术入手实现技术的革命性突破,才能实现一劳永逸。然而除了电池系统外就没有其他技术手段可以降低或者破除行业技术瓶颈,助力行业发展吗?
在此之前想先说一个题外话,对于汽车系统有所了得的人大都知道一个词汇叫“动力总成(Powertrain)”,百度解释是“车辆上产生动力,并将动力传递到路面的一系列零部件组件。广义上包括发动机,变速箱,驱动轴,差速器,离合器等等,但通常情况下,动力总成,一般仅指发动机,变速器,以及集成到变速器上面的其余零件,如离合器/前差速器等”。所以专业的汽车行业人士考察汽车动力的时候不单了解发动机动力性能,更重要的是尝试了解整套动力总成的情况。也就是说考察一辆车动力性能优劣,发动机参数只是一方面,整套“动力总成”才是其动力性能的真正体现。
对于新能源汽车来说,想要解决以上问题,电池技术是根本。然而站在大系统的层面上看,解决方案并非只有这一种。充电技术就是被人遗忘在角落的领域之一。
充电系统是电源系统在储能领域的应用。自从有了充电应用至今,充电基技术(即充电方式)没有重大改变,该领域也一直被稳压直流和小部分交流所垄断。大多数人认为,充电技术不可能有什么重要的技术发展性,包括几乎所有的充电设备研发生产厂商也只是在现有的电源模块上做一些二次开发,能修改一下BMS已经是很有技术研究的了。再者就是结合一些其他技术,使其变得更多样化一些,比如风力充电、光能充电、无线充电等等。但归根结底仍然沿用的是稳压直流,不论是电池还是其他的相关技术的品评则依旧沿用稳压直流的标准来评判。与此同时也就出现了很多固有思维,比如“充电速度快电池寿命一定下降”,“某型电池只能以某种方式以某速率充电,否则安全性、可靠性就得不到保证”等。
不同的分系统在总系统中发挥着不同的作用,同时也是上述不同问题的参与者。就充电技术而言,在充电速度、快速充电安全性、电池使用寿命等方面起到重要作用。那么,如何在充电技术领域进行突破,使得在现有储能分系统——电池的技术水平现状下,实现总系统的技术水平跨越,则成为充电技术领域的最重要目标和责任。在现有充电基技术(稳压直流)的条件下,可结合现有先进技术对其他充电配套技术,如电池管理系统、充电控制技术等方面进行升级,从而实现充电系统技术的总体升级,最终达到新能源大系统的升级。如果充电基技术的潜力已经开发殆尽,则应将技术研发重点向新型充电基技术方向转移。
以“亚松新能源”为例,经过多年的攻关,不仅研发实现了全新的充电基技术,并且以电池安全理论为依据结合现代测量技术与伺服控制技术,实现并完成了与之配套的全新电池管理与充电控制系统。如此一来则实现了充电系统的全面升级换代,充电技术迈上了新的台阶。全新的充电系统实现了就同样的储能电池,在充电速率、安全性、电池寿命延长等各方向取得重大突破性进展,各项指标是稳压直流充电技术的数倍。单就充电速率而言,现已定型的第一代技术已实现锂电池2C、铅酸电池1C的充电速率进行安全充电,分别约为稳压直流的4倍和9倍。与此同时该新型充电基技术可支持实现32C甚至更高的充电速率,拥有巨大的开发潜力。“亚松新能源”以充电技术为方向,以充电系统的进步实现新能源大系统的进步,从而使得新能源系统向着实用化的进一步实现与发展。此外,也意味着针对电池以及新能源领域将出现一套新的技术评估体系和标准,不论是在充电技术领域还是新能源领域的发展道路上,均实现了里程碑式的跨越。
众所周知,电池技术的研究是世界公认的困难技术领域之一,预实现单项或者几项难点突破已非易事,想要实现全方位的革命性进步更非朝夕之功可达,可能需要几代人的不懈努力才能得以实现。然而,新能源发展之刚需则切实摆在行业各单位与团队的面前,如何从各自专业方向突破行业技术瓶颈,切实实现行业进一步实用化,则将拥有助力行业发展进步的战略主导权。而且我国新能源技术领域能否引领全球,以及满足国家战略规划之所需,更需要行业内各单位、机构、团体协力同心,在各自专业领域做出突出成绩,并将各自系统融入行业大系统标准中,以“小步快走、百花齐放”的方式实现行业的快速发展。