上汽朱軍：811電池未來(lái)兩三年或?qū)⒋笠?guī)模應(yīng)用
近日，上汽集團(tuán)技術(shù)中心執(zhí)行總監(jiān)朱軍在某交流會(huì)議上從技術(shù)角度闡述了新能源汽車(chē)電驅(qū)動(dòng)、電池等領(lǐng)域未來(lái)的投資方向。
電驅(qū)
電驅(qū)由三部分構(gòu)成：傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電機(jī)、逆變器。朱軍表示，目前包括特斯拉在內(nèi)的國(guó)內(nèi)外多數(shù)電動(dòng)汽車(chē)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)都是單級(jí)減速，沒(méi)有離合、沒(méi)有變速。未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的趨勢(shì)將是增加傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜性，以降低對(duì)電機(jī)、電機(jī)變阻器的要求，從而降低成本，提升性能。
逆變器把電池里的直流電變成交電流輸送給電機(jī)，讓電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，負(fù)扭矩、正扭矩，以及實(shí)現(xiàn)速度控制等的關(guān)鍵零件，這也是電驅(qū)三部分中技術(shù)難度最高的模塊。逆變器不僅硬件研究難度高，軟件也同樣如此，這導(dǎo)致了逆變器的成本較高。
若一輛電動(dòng)汽車(chē)的逆變器能支持較高電壓，則對(duì)應(yīng)的電壓充電流較大，功率也較大，這意味著用同樣電流進(jìn)行充電，充電功率也就較大，充電時(shí)間將會(huì)縮短。但若提高逆變器的支持電壓，充電時(shí)逆變器會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，提高充電效率，就需要解決逆變器中IGBT的散熱問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)包括中科院在內(nèi)的眾多院校、科研機(jī)構(gòu)正嘗試解決IGBT的散熱問(wèn)題，日本、德國(guó)等國(guó)在這方面的研究已經(jīng)較為成熟。比如日本豐田采用的“加硅碳技術(shù)”已經(jīng)開(kāi)始在其電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)品上進(jìn)行初步應(yīng)用。對(duì)于國(guó)內(nèi)電動(dòng)車(chē)企業(yè)來(lái)說(shuō)，由于這部分研究成本較高，朱軍不建議在IGBT散熱問(wèn)題上做太多關(guān)注。
電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、殼體三部分組成，而電機(jī)技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)在定子和轉(zhuǎn)子。據(jù)朱軍介紹，轉(zhuǎn)子即新能源汽車(chē)的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)，它承擔(dān)了與新能源汽車(chē)運(yùn)動(dòng)相關(guān)的所有功能。電機(jī)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)即向前行駛，反轉(zhuǎn)即為倒車(chē)。正轉(zhuǎn)時(shí)電機(jī)為負(fù)扭矩，反轉(zhuǎn)為正扭矩。扭矩的精確與否意味著新能源汽車(chē)加速速度的快慢。當(dāng)扭矩產(chǎn)生誤差時(shí)，就需要消耗電池電量來(lái)彌補(bǔ)電機(jī)的不足。朱軍補(bǔ)充道，“要達(dá)到同等的加速效果，電池比電機(jī)的成本更高，且電池還會(huì)在做工時(shí)散發(fā)熱量，這就加重了新能源汽車(chē)?yán)鋮s系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。”由此看來(lái)，電機(jī)的扭矩精確度是新能源汽車(chē)發(fā)展的關(guān)鍵。電機(jī)中轉(zhuǎn)子的制造需要用到稀土材料，且從目前形勢(shì)看，新能源汽車(chē)對(duì)與稀土材料的需求量相當(dāng)大。目前世界上有很多科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)都在研究如何在電機(jī)中減少稀土用量，朱軍認(rèn)為，這也是國(guó)內(nèi)企業(yè)研究、應(yīng)用或投資的一個(gè)關(guān)注點(diǎn)。
電池
朱軍表示，電池行業(yè)集納了化學(xué)、機(jī)械工業(yè)、電子控制等相關(guān)行業(yè)的技術(shù)，其中的關(guān)鍵技術(shù)在電芯，而電芯的關(guān)鍵便是正負(fù)極、隔膜、電解液等四大材料。正極材料廣為熟知的有磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料等，其中，鈷的主要產(chǎn)地在剛果，但剛果地區(qū)政局動(dòng)蕩不安，且當(dāng)?shù)乇Ｗo(hù)政策限制鈷礦石出口，因此鈷的市場(chǎng)價(jià)格較高。為了擺脫鈷礦對(duì)正極材料行業(yè)的負(fù)面影響，業(yè)內(nèi)對(duì)正極材料的研究開(kāi)始向低鈷方向發(fā)展，從333到523，到622，再到811。811的電池正極材料配方中，鈷含量不到10%，這類(lèi)電池未來(lái)兩、三年內(nèi)可能會(huì)大規(guī)模應(yīng)用，因此投資鈷材料的人士需關(guān)注此類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)。
在動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)中，電池安全不容忽視。電池安全性很大程度上取決于電池管理系統(tǒng)軟件的成熟度和全面性。大功率、大電流的動(dòng)力電池要保證長(zhǎng)期安全比較困難，對(duì)電池管理系統(tǒng)的要求也就更高。朱軍認(rèn)為，考慮到軟件匹配程度和成本等問(wèn)題，新能源汽車(chē)整車(chē)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)多在自主研發(fā)領(lǐng)域下功夫，生產(chǎn)出適合企業(yè)產(chǎn)品的電池軟件系統(tǒng)，使產(chǎn)品具有長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)力。
朱軍還談到了電池中的電阻熱量問(wèn)題。電流越大產(chǎn)生的熱量越大，對(duì)散熱的要求也就越高。他舉例表示，0.1歐姆的電阻通過(guò)200安培的電流時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生4000瓦的發(fā)熱量。所以在高壓電流、大功率下更需要保持電池散熱安全，因此對(duì)電動(dòng)汽車(chē)高壓線束接插電安全的研究也極其必要。朱軍認(rèn)為，目前業(yè)內(nèi)對(duì)這一方面的研究較少，競(jìng)爭(zhēng)不激烈，投資人士可以適當(dāng)關(guān)注這一領(lǐng)域。
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