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张建华:电动汽车脱保后的价值再挖掘

2020-07-13 浏览次数:1,982 次 电车资源

7月4日上午,2020年第三届中国(成都)新能源汽车产业大会在成都星宸航都国际酒店正式举行。电车资源高级技术顾问张建华在下午的中国新能源汽车产业技术大会上,发表了名为《电动汽车脱保后价值再挖掘》的主题演讲。演讲从目前市面上新能源车辆出现的问题入手,围绕动力电池系统问题,讨论如何对电动汽车动力电池PACK系统价值进行再挖掘。

张建华:电动汽车脱保后的价值再挖掘

演讲内容来自张建华,由电车资源编辑整理:

一、推广电动汽车是国家战略

推广电动汽车是国家战略,中国作为用油大国,对石油有着非常高的依赖性,一旦出现石油危机,会给国内化工、运输等行业造成影响。而我国电力资源又非常丰富,为发展电动汽车发展奠定了基础。

同时,通过对百公里油耗和电耗的费用的粗略估算,电动汽车运营成本与燃油车相比,更为便宜,优势明显。所以对于运营和使用者来讲,肯定愿意用电动车,因为明摆着使用费用最低。近些年,国家为了鼓励电动汽车发展,推出了多种利好政策,整个电动汽车产业链被拉动起来了,但是电动汽车的售后出现了短板。

二、质保期电动汽车规定

目前电动物流车、电动乘用车、电动公交、电动特种车这四类车型,分别拥有3年10万公里的品质保证和5年20万的品质保证。

电动汽车续驶里程受电池PACK影响,电池PACK优劣直接影响电动汽车的续航里程。电量kWh(度)和容量SOC是衡量电池PACK优劣的2个指标,电量是跟里程挂钩的,容量是电池本身的指标。目前国内很多企业都不能保证电池PACK的品质;这2个指标是很理想化的,真实操作很有困难。

三、电动汽车质保期期前存在的问题

电动汽车高压电器三大核心总成包括电源系统总成、驱动系统总成、动力电池PACK系统总成。其中动力电池系统暴露的问题最多,续驶里程衰减,维修成本高,是目前电动汽车使用和维护的最大痛点。动力电池系统问题的关键点在于故障电芯或模块、BMS故障。

当动力电池系统在保质期内出现故障,动力电池PACK企业要承担相关的责任和费用,存在维修不及时、解决问题不到位等诸多问题。

过保修期前后动力电池修复存在的三个难题:

1、电池PACK系统更换,费用高昂,用户难以接受。

2、电芯替换,替换后的电芯如何做品质保证,通过什么技术来做品质保证,是难点。

3、维修后的电池安全怎么保障,主体责任不明确。

四、价值再挖掘方略

通过“技术支撑三剑客”对动力电池系统精心维护,在保证产品质量的同时,价格也能被用户所接受。

“技术支撑三剑客”包含以下三个方面:

1、均衡修复

均衡修复即动力电池系统的保养与维护,在电池系统的维护和修复过程中起到很关键的作用。均衡修复可应用于动力电池梯次利用的各个阶段,包括一次利用、二次利用、三次利用等。此技术的介入越早,维修财务成本会越低。

其主要功能包括:1、用于电池系统常规维护和保养,对电池系统中的每一单体电池做电量补充;2、用于电池系统维修后的容量SOC一致性补偿和修复,使每一单体电池电压VDC、容量SOC、电量VAh保持在规定的差值范围内;3、对被替换后的电池PACK内的每个单体电池做SOC容量一致性维护和SOC状态刷新。

2、动力电池一致性测评

动力电池一致性测评是针对电池系统内的每一节电池做评估,测评内容包括:电池系统的容量SOC和每节电池电压V状况等,进而评估出动力电池系统的电量VAh状况、直流内阻DCR一致性差异等。

具体操作:通过测量每一节电池的电压、温度、电流等技术参数,做出电压和直流内阻排序,确定可维修电池的数量。

主要作用:

(1)通过一致性测评以后,可对容量偏低的单体电池做一致性均衡补电,同时对已经确定的单体故障电池,提供拆解和替换建议。

(2)对已过3年10万公里和5年20万公里的动力电池,或拟淘汰的电池而言,动力电池一致性测评可以提供很好的评估支持。通过动力电池一致性测评可以明确:动力电池系统中有多少故障电池需要剔除;剩余电池容量还剩多少,能否满足后续梯次利用的要求,此外还能为重新配组电池电量、直流内阻等提供参数。

(3)在提供技术支持解决方案的同时,为梯次利用的财务提供有利的支撑。

3、动力电池的拆解与替代

当对动力电池系统的单体电池做深层次维护时,需要对已确定的故障电池做拆卸与替换(包括激光切割与焊接)。目前动力电池系统内的电池有两种连接形态,包括螺栓连接和激光焊连接,大部分电池系统均为激光焊接。

张建华表示,对激光焊接的电池模组进行修复,有两个困难点需要克服:

(1)通过专门的激光切割工具切除故障电芯,必须保障拆解安全,对周边部件无任何破环。

(2)通过专门的激光焊接工具对替换的电芯做焊接装配,要保障焊接安全,对周边无任何破环。

五、“三剑客”促进动力电池梯级利用

1、第一次梯次利用主要用于电动汽车,目前主推磷酸铁锂电池,次推三元锂电池。

关于电动汽车的售后问题,国家规定需要有五年时间保障或二十万公里里程保障,从价格和循环次数等角度考虑,磷酸铁锂电池优势明显。“技术支撑三剑客”可对电池进行保期内的保养、维护、维修,过质保期的剩余价值测评以及梯次利用电池模组的再评价和维护保养,保证电池在梯级利用中发挥最大效果。

2、第二次梯次利用用于低速电动车,低速电动车包括四轮、三轮、两轮电动汽车。目前阶段,大部分低速电动车都在使用铅酸电池,部分已经开始使用锂电池。梯次利用可选择磷酸铁锂电池,“技术支撑三剑客”可最大程度保留磷酸铁锂电池电量,价格实惠且拥有三年使用期限的品质保证。

3、第三次梯次利用可用于路灯系统,目前阶段大部分路灯系统使用铅酸电池,小部分已开始使用锂电池。梯次利用可采用磷酸铁锂电池,价格实惠且拥有二年使用期限的品质保证。

4、第四次梯次利用用于应急照明系统,应急照明系统可以采用锂电池,其价格便宜、电量充足且拥有一年使用期限的品质保证。

5、终极拆解回收是最为简单粗暴的环节,当废旧电池达到一定量回收后可拆解为壳体、正负极耳、电解液、隔膜等。

五、目前锂电池存在三个硬伤

硬伤一,电芯充放电特性不佳,1C充电时间过长,与汽油车相比有时间短板,温度特性不良,0度以下不能充电,低温使用环境受限。

硬伤二,电芯循环寿命是3400次,模组和PACK系统循环寿命的理想值应该大于90%,但实际状况是到300次以后就开始衰减了,所以PACK或者模组跟电芯之间不对等。

硬伤三,关于售后,目前市面上有3年10万公里或5年20万公里的品质保证,理论值成立,但实践证明有缺陷。

六、两个弥补措施

1、3-6个月的定期维护和保养:通过“技术支撑三剑客”,对电池系统进行维护和保养,目前推荐无激光焊接,对后市场维护来说是一个好方法。

2、电动汽车采用充换电一体化模式:即能充又能换,充电桩得到普及后,满足快充同时也要求能换电,将充换电结合起来!

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