El desarrollo de celdas de energía enfrenta seis desafíos

Wangzidong, director del laboratorio de baterías de potencia del Instituto de Investigación de Vehículos del Norte de China, expresó su preocupación por el reciente incendio en los automóviles de pasajeros de nueva energía de China y la muerte de una persona. En la actualidad, hay entre 2000 y 3000 fabricantes de baterías de litio en China. Bajo la falta de tecnología central, En escasez de baterías de energía, muchas empresas comenzaron a producir baterías de energía. Pero las pilas de energía y las baterías de litio convencionales son dos cosas diferentes en la tecnología de fabricación.

La seguridad de los vehículos eléctricos se convierte en el foco del desarrollo de baterías eléctricas frente a seis grandes desafíos

La siguiente es una transcripción de la declaración de Wangzidong:

La celda de energía se ha convertido en la tecnología de cuello de botella para el nuevo desarrollo industrial de vehículos eléctricos en China. En la actualidad, hay muchas empresas de investigación y producción de baterías en China, pero la fortaleza general no es fuerte, la cadena industrial está incompleta y todavía enfrentamos la presión causada por la entrada de empresas extranjeras en China. En tal estado, ¿cómo lo afrontamos?

Necesitamos llevar a cabo una investigación en profundidad y un pensamiento sistemático sobre los problemas más profundos que se avecinan, y lograr avances y avances constantes.

La fuerza de investigación científica de todas las partes de la sociedad debe trabajar en conjunto para apoyar el desarrollo sostenible de la industria de las baterías eléctricas en China y crear oportunidades.

El ganador a menudo no se debe a la capacidad, sino a las ideas. La presión sobre toda nuestra industria:

Las cuatro principales empresas mundiales de baterías de iones de litio son Samsung SDI, Panasonic, LG Chemical y Sony. Samsung SDI ha superado a Panasonic para convertirse en el primero del mundo. Las estadísticas muestran que Samsung SDI es una empresa que produce y vende casi tanto como las 10 principales de China juntas.

Las 10 principales empresas representan alrededor del 78 por ciento de la producción y las ventas, lo que representa una gran diferencia con el desempeño mundial. No hay duda sobre el hecho de que las empresas chinas generalmente carecen de la ventaja del tamaño, y esta situación puede ser difícil de cambiar durante algún tiempo. Cómo mantener su existencia y desarrollo en ausencia de economías de escala es una tarea urgente ante las empresas chinas.

Una de las razones de esta situación es que las empresas nacionales de baterías de energía son demasiado flexibles y carecen de lealtad mutua. Las empresas de automóviles eléctricos tratan a las empresas de baterías eléctricas solo como proveedores de piezas y creen que hay muchas opciones. En este caso, las empresas de baterías de energía se muestran reacias a desarrollar baterías de energía adecuadas para las empresas de automóviles eléctricos.

Las empresas de baterías de energía necesitan crecer y desarrollarse simultáneamente con las empresas de automóviles eléctricos. Esto se puede ver en la formación de una comunidad de I + D cercana entre empresas extranjeras y empresas de baterías. Estas empresas no son simples relaciones comerciales en baterías de energía, sino relaciones estratégicas de investigación y desarrollo de alianzas. Y en nuestro país, ahora la fábrica de vehículos también considera a la empresa de baterías como proveedor.

Desafío 1. El futuro de los coches eléctricos no está determinado por el coste, sino por la eficiencia.

El cuello de botella más importante que restringe la popularidad de los vehículos eléctricos puros no es el kilometraje, porque se instalan más baterías y el kilometraje es alto, como Tesla; Tampoco tiene costo. Con el aumento de la popularidad, los costos eventualmente bajarán, al igual que la línea de ensamblaje de Henry Ford para automóviles; Es la eficiencia lo que determina si una nueva tecnología puede eventualmente popularizarse.

Esto se refiere no solo a la eficiencia de conversión de energía, sino también a la energía eléctrica pura, que es mucho más alta que la de los motores de combustión interna tradicionales. Es un uso eficiente. En la actualidad, el nivel de carga relativamente bueno de los vehículos eléctricos puros solo se puede cargar en un 80% en 20 minutos (alrededor de 100-120 kilómetros); ¡Suponga que la velocidad promedio es de 60 km / h, es decir, cada 2 horas de conducción debe detenerse durante 20 minutos! De hecho, incluso si hay pilas de carga en todas partes, es poco probable que siga la carga y es inevitable que tenga que hacer cola. Suponiendo que hay dos autos frente a usted, tendrá que esperar una hora. ¡Tal eficiencia no se puede utilizar como medio de transporte diario!

Por lo tanto, si un vehículo eléctrico con un kilometraje de carga de menos de 200 km no puede resolver el problema de la reposición rápida de la energía del vehículo eléctrico, incluso si las pilas de carga son populares, los vehículos eléctricos puros no pueden reemplazar por completo a los automóviles tradicionales. Solo se puede utilizar como complemento, aplicable a distancias cortas.

Formas de solucionar el problema: reducir el peso y el consumo de energía; Aumente la energía de la batería; Instale extensores; Instale paneles solares de alta eficiencia para complementar parte de la energía; Reemplazo de baterías.

Desafío 2, la batería de energía del vehículo eléctrico encontró dificultades de carga a baja temperatura

La mayoría de los vehículos eléctricos actuales, especialmente los autobuses eléctricos, los taxis eléctricos y los vehículos eléctricos privados, utilizan baterías de litio. El trabajo de demostración de vehículos de nueva energía en Beijing, Qingdao, Changchun, Tangshan y Baotou encontró dificultades en la carga en invierno en diversos grados, lo que redujo la capacidad de los autobuses eléctricos en invierno y dificultó el funcionamiento normal. El problema es doble:

El primero es la disminución del rendimiento de la batería en un entorno de baja temperatura, una mejor caída del 10-15% y una caída de casi el 35%, que está relacionada con el estado del material, la estructura de la batería, el proceso de producción, la estructura de la carcasa y la temperatura. función del sistema de gestión;

La segunda es que la carga a baja temperatura produce fácilmente litio y se producen reacciones irreversibles, lo que hace que la capacidad y la energía de la batería disminuyan significativamente. Los cristales de ramificación de litio severos perforarán el diafragma, provocarán un cortocircuito en la batería y provocarán un accidente de seguridad.

Desafío 3. Costo: costo de las baterías eléctricas

Para la tecnología actual de producción de baterías, lleve a cabo un análisis de costos centrales:

1, costo del material de la batería de fosfato de hierro y litio de 100 Ah:

Material positivo 0,8 kg-100 yuanes, material negativo 0,4 kg-25 yuanes, diafragma 5m2 -40 yuanes, electrolito 0,5 kg-40 yuanes, cáscara 40 yuanes / juego, tarifa de procesamiento 55 yuanes, total 300 yuanes, equivalente a: 0,938 yuanes / Wh;

Costo de material de 2.100 Ah de la batería de litio:

Material positivo 0,7 kg-100 yuanes, material negativo 0,4 kg-25 yuanes, diafragma 5m2 -40 yuanes, electrolito 0,5 kg-40 yuanes, cáscara 40 yuanes / juego, tarifa de procesamiento 55 yuanes, total 300 yuanes, equivalente a: 0,834 yuanes / Wh;

3, costo del material de la batería del material ácido de manganeso de litio de 100 Ah:

Material positivo 0,95 kg-88 yuanes, material negativo 0,4 kg-25 yuanes, diafragma 5m2 -40 yuanes, electrolito 0,5 kg-40 yuanes, cáscara 40 kg / manga, tarifa de procesamiento 55 yuanes, total 288 yuanes, equivalente a: 0,78 yuanes / Wh.

Otras connotaciones de costos del núcleo:

Tarifa de diseño, tarifa de prueba, tarifa de troquel, tarifa de desarrollo;

Tasa de utilización de material, costo de compra de materia prima, tasa de conformidad del producto;

Depreciación de equipos, costos financieros, costos de ventas, honorarios de gestión, honorarios de capacitación del personal;

Impuestos y tarifas, beneficios a los empleados, primas de seguros, beneficios empresariales.

En la actualidad, debido al pequeño volumen, el costo básico se convierte en 2 yuanes o más después de la amortización de varios gastos.

Costo de las baterías:

Costos de desarrollo tecnológico.

El paquete de baterías tiene un sistema de carga y calefacción en invierno, un sistema de enfriamiento durante el trabajo de verano, una estructura anti-vibración en uso, una estructura impermeable en días de lluvia, una estructura anti-impacto en accidentes, un diseño de confiabilidad para las conexiones y un Diseño de confiabilidad BMS.

El sistema aumenta el costo de los componentes.

El paquete de baterías es conveniente para la instalación y tiene una estructura conveniente para la inspección de mantenimiento.

Tasa de prueba de rendimiento, tasa de evaluación de confiabilidad;

Tarifa de depreciación del equipo, tarifa de capacitación del personal, tarifa de transporte del producto;

Gastos financieros, gastos de ventas, honorarios de administración, impuestos, gastos de bienestar, primas de seguros y ganancias corporativas.

El costo del sigilo.

El costo de la batería combinada supera los 3 yuanes / Wh.

Desafío 4. Seguridad

La seguridad de las baterías eléctricas es fundamental para el desarrollo de la industria del automóvil eléctrico. En los últimos años, con el aumento en el número de pruebas y operaciones de varios vehículos de ahorro de energía y nuevas energías, los accidentes de seguridad se han producido de vez en cuando, y la distribución de los accidentes se ha visto verticalmente: en procesamiento, fabricación, conversión. en estanterías, transporte, pruebas, uso, carga y mantenimiento, y reciclaje. Ha habido problemas.

Desde el punto de vista horizontal: nacionales y extranjeros en teléfonos móviles, computadoras, bicicletas eléctricas, motocicletas eléctricas, autos eléctricos, autobuses eléctricos, autos híbridos y otros campos de aplicación, también ha habido problemas. La mayoría de los problemas actuales de las celdas de potencia ocurren durante la carga, y la carga a baja temperatura aumenta la probabilidad de problemas. Cómo mejorar la confiabilidad y seguridad de las celdas de energía se ha convertido en el foco de atención de la industria.

Desafío 5, uso de larga duración. Consistencia de la batería, confiabilidad

1) La capacidad de controlar la consistencia de la batería durante la producción, que se puede controlar mediante equipos de producción automatizados y "procesos de producción correctos" (es importante encontrar un proceso que pueda controlar la calidad del producto). Además, el diseño de la estructura de la batería debe cumplir con los requisitos de los equipos de producción mecanizados a gran escala.

2) La capacidad de controlar la consistencia de la batería durante el uso también es importante.

A. La estructura razonable de la batería reduce el desequilibrio de temperatura de la propia batería a bajas temperaturas;

B. Mejorar el rendimiento de la energía de la batería minimizando la resistencia de contacto de la celda y reduciendo el aumento de temperatura local;

C.Preste atención al efecto de enfriamiento de la superficie de cada celda, seleccione una estructura de ventilación científica y razonable, de modo que el campo de temperatura de toda la batería pueda ser uniforme, a fin de garantizar la consistencia ambiental de la batería durante el uso de la baja ambiente de temperatura. En cuanto al problema de la coherencia del sistema de batería, existen evidentes malentendidos:

Se cree que los fabricantes de baterías deberían lograr un rango de consistencia de batería de ± 1%. De hecho, las empresas de baterías proporcionan baterías eléctricas para las empresas de vehículos. La consistencia se puede controlar dentro de este rango, pero ¿por qué es diferente la consistencia del grupo? 10%?

El problema es que en el proceso de formación e integración de grupos, la temperatura es inconsistente, lo que resulta en diferentes eficiencias en el trabajo de la batería, lo que resulta en baterías inconsistentes.

Además, el método de carga irrazonable del paquete de baterías también tiene un impacto relativamente grande.

Desafío 6. ¿Modelos de negocio para el desarrollo, uso y promoción de vehículos eléctricos?

Los vehículos eléctricos no ofrecen a los usuarios la misma relación calidad-precio que las bicicletas eléctricas o los teléfonos móviles, ni resuelven problemas a los usuarios. Es decir, no reflejan el valor añadido de los usuarios. Los usuarios están más preocupados por las características que necesitan para utilizar vehículos eléctricos.

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