新能源汽车电池关键技术_新能源汽车电池关键技术有哪些

新能源汽车电池关键技术_新能源汽车电池关键技术有哪些

       我很荣幸能够为大家解答关于新能源汽车电池关键技术的问题。这个问题集合囊括了新能源汽车电池关键技术的各个方面，我将从多个角度给出答案，以期能够满足您的需求。

1.新能源汽车的电池方面有哪些高精尖科技的应用？

2.新能源汽车的关键技术是什么

3.新能源汽车动力转型，电池技术创新是关键

4.新能源汽车中电池故障或者启动故障的维修有什么关键技术呢？

5.新能源汽车对于电池和驱动系统维修的关键技术是什么呢？

新能源汽车的电池方面有哪些高精尖科技的应用？

       新能源汽车发展的核心是储能电池，电池的好坏直接影响到汽车的性能，接下来带大家了解一下新能源汽车在电池方面应用的高科技。

       一、高集成刀片动力电池。该技术突破传统拉深和挤出工艺制约，并攻克超薄铝壳焊接技术，成功开发长宽比为10:1、厚度为0.3mm的超长超薄铝壳刀片电池，打破传统电池系统的模组概念，利用刀片电池独特长宽比特征，实现超长尺寸电芯的紧密排列，获得超过60%的体积集成效率。

       二、动力电池高效成组CTP技术。该技术打破了行业固有的“单体成组模组再成组电池包”成组设计思维，从电池包结构高度集成、新工艺研发以及热管理优化等方面开发了全新的动力电池高效成组CTP技术，实现两级成组一“单体直接成组电池包”。

       三、高电压镍锰酸锂正极材料及电池。高电压镍锰酸锂材料具有高电压、高能量密度、低成本、高安全和快锂离子传导特性，是下一代动力电池的主流正极材料之一。在高电压下，电极材料与电解液之间剧烈的副反应是限制镍锰酸锂材料商业化的最大障碍，解决该问题的关键就是构造稳定的正极材料与电解液界面和耐高电压的材料体系，具体包含高电压正极材料表面改性技术，高电压镍锰酸锂材料电解液开发匹配技术，高电压配套材料的匹配改性技术，这些技术也将推动电池行业向高电压、高能量密度和高安全的目标前进。

       四、聚合物复合固态电解质。固态锂电池以其高比能、高安全等显著优势，成为未来新能源汽车发展的核心动力，设计和制备物理与电化学性能优异的固态电解质迫在眉睫。“刚柔并济”的聚合物复合固态电解质设计理念，是以尺寸热稳定性好的“刚”性材料为骨架支撑，复合电化学窗口宽、室温离子传输性能优异的“柔”性聚合物材料和高离子迁移数锂盐，有效解决了单一聚合物电解质尺寸热稳定性差和力学强度低，以及单一无机固态电解质界面传输和加工性能差的瓶颈问题，利用该聚合物复合电解质研制的固态锂电池具有高安全、高比能、高耐压、长寿命等突出特点，是未来新能源汽车动力电池技术的重要选择。

       五、一体化大功率燃料电池系统。一体化大功率燃料电池系统技术通过用超薄金属双极板、低Pt催化剂、空气侧无外增湿及智能控制策略，有效缩小了燃料电池系统体积，降低成本。

       新能源汽车正是通过应用这些高端科技，才让电车的续航里程不断刷新记录。

新能源汽车的关键技术是什么

       大约在2014年前后，国内逐渐涌现出一批新兴的新能源造车企业，如今几年时间过去，能存活下来的似乎也不剩几家，还有很多仅是只闻其“声”，不见其“车”。纵观原因，除资金不足等因素的影响外，还有一个关键点，当然就是技术的研发不到位?，而对于新能源车来说，动力电池研究则是逃不过的一项大关。

       动力电池系统作为新能源汽车的“心脏”，其不仅决定了一辆车的性能如何，还代表着车企对于电池生产制造技术的研究成果。通用这一老牌车企，在新能源领域也早已摸爬滚打了数十年，究竟研究进度如何？有哪些核心成果？安全性是否得到保障？这些都是消费者关注的。口说无凭，直接进厂参观方可探知一二。

       湃客此次前去“探厂”，主要针对别克微蓝7与微蓝6?PHEV动力电池系统的研发、实验以及生产制造过程进行了实地参观。先来简单回顾下两款车型，两车均于今年7月上市销售，其中微蓝7纯电动SUV搭载55.6kWh的电池组，续航里程为500公里；微蓝6插电式混合动力车型则用1.5L自然吸气发动机+双电机的动力组合，电机总功率达131kW。

       两车搭载的模块化高性能三元锂电芯，是上汽通用汽车在LG化学技术方案的基础上进一步优化专属配方和设计得来，其能量密度更高，寿命也更长，同时具有更好的温度适应性。

       通用汽车在美国和中国都有独立的电池实验室，当中设立了自己的电池试制生产线，用于电池原型开发和各类型的试验认证。上汽通用汽车动力电池系统发展中心于2015年在上海浦东金桥成立，是通用汽车全球第二家及北美之外第一家电池装配中心，与通用全球同步专攻电池系统的设计、研发、测试、生产等，规划产品线覆盖轻混、全混动、插电混动（含增程式）、纯电动等全系新能源车电池组。

       在上汽通用电池实验室，湃客看到了电池模组的具体构造，从一块小小的MINI堆垛单元到一整块动力电池模组，都需要经过研究人员无数次的测试。据悉，微蓝7和微蓝6?PHEV的电池通过挤压、碰撞、浸泡、火烧、过充、过放、短路、盐雾等10余类极限试验，并在温差范围-40℃~85℃的环境舱下，模拟极热、极寒、高海拔地区的使用工况，确保电池结构安全。电池组还会经历涵盖机械、热力学、电气、寿命、性能等各个方面百余项系统与整车测试，确保电池组在更长生命周期使用过程中的安全性。

       此外，别克微蓝7的电池组在电芯间使用泡棉隔绝散热，缓解电芯后期充电时的膨胀；在电芯框架与散热片使用长螺栓紧固，保证电芯的堆叠稳定性。?

       两款车的电池技术亮点在于通用汽车专属的电芯级智能温度管理系统以及安全系统上。由于两款车各自的结构、造型、性能和其他需求不同，在以上系统的设计中会有所调整，不过整体思路较为相似。

       微蓝7在每两片电芯间布置一块导热片，导热片直接与电池组底部的水冷结构相连，可根据电池工况实现主动冷却或加热，从而保证温度均一性和低温放电性能。同时，电池组底部的水冷结构的进出水管用双流道蛇行设计，电池组在-35℃~55℃的环境温度下可依然保持稳定的工作性能。

       微蓝6?PHEV电池组搭载通用汽车专利的片层液冷技术，每两个电芯之间都夹有带毛细液冷管道的导热片，厚度仅为0.2毫米，冷却液可在毛细管道里流动，更高效地加快热量的传导。另外，其环境温度适应范围也在-35℃到55℃之间。

       新能源车的防水、防火性能一直受到关注，尤其是入夏以来，不断有新能源车发生自燃事故，再加上今年的“水患”，让消费者更看重车辆的安全防护程度。微蓝7和微蓝6?PHEV的电池包达到IP67级的密封等级，可在水下1米浸泡30分钟，保障了车辆涉水时电池组的安全运转。

       值得一提的是，微蓝7电池包底部还用带加强筋的钢制托盘设计，在受到碰撞时能够保护内部电池组不受挤压，从而最大程度上减小了自燃的风险。除电池托盘外，微蓝7车身还用高性能BFI一体化车身结构，高强度钢材应用比例高达78%，在A柱、B柱、铰链柱内板、雪橇板、前后纵梁等地方都使用了抗拉强度达到1500Mpa的超高强度热成型钢（PHS）。

       别克微蓝6?PHEV前舱中的高压线束均用横向出线，保证在碰撞中高压线束的完整，同时，高压线束的连接部分用二次锁结构，避免高压线的松脱及误触碰。此外，其双重冗余的主动断电功能，能在碰撞后1秒内断开继电器、5秒内完成主动放电电压降低到60V以下（国标要求为60s），并可在车外强制关闭高压系统和气囊系统。

       整个电池组生产车间的总员工人数相对来说并不多，这也是得益于自动化操作的引入。电芯和模组的上料、装配、运输和电池模组测试的全线工艺操作全部由机器人或机械手智能完成，自动化率达到100%，可靠性大幅提升。

       当然，车间数字化率也较高，每一个关键零部件在装配过程中实现数据实时集、监控和预警，在确保生产有序进行的同时，还能完整追溯产品信息，这些“”将保留2年以上。

       在生产线当中，湃客还注意到一处不同于普通熔焊的机械场地，询问得知这是超声波极耳焊接装置，其较熔焊来说，不会对半导体等材料引起高温污染及损伤，减弱了极耳撕裂风险。该项技术由工业机器人在视觉系统引导下准确定位，自动操纵超声波焊接头，完成电芯正负极极耳的焊接，使电池模组形成通路。

       在电池装配环节，将分电芯、模组和电池组三个级别，都需要分别进行功能性、电性能和电气绝缘等安全检测和评估。为确保别克微蓝6?PHEV的片层液冷导热片和微蓝7的液冷回路系统中没有漏点，在模组装配线还会用质量流量法进行泄露测试。至此，一套完整的动力电池模组即装配完成。

       本次“探厂”的过程较为急促，只用一天时间没有办法深入了解上汽通用的动力电池技术研究成果，不过湃客通过实地进厂参观，能够感受出微蓝7和微蓝6?PHEV这两款车在电池研发方面确实投入颇多。同时，湃客认为也有一些不足之处，比如现场工作人员透露两车的电池组每日产量仅在30-60台左右，这一生产能力在未来销量提升的情况下仍需进一步提高。

       本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

新能源汽车动力转型，电池技术创新是关键

       新能源汽车的关键技术：电机、电池、电控系统。

       1、电机

       如果有稍微了解新能源汽车的朋友应该对电机是比较熟悉的，其实它可以相当于我们燃油车上的发动机，它是我们汽车前进的动力来源。

       并且它除了为我们汽车提供前进的动力以外，还可以像发电机一般为我们的汽车将车辆前行的动能转化为电能逆向的储存会电池组中，也就是新能源车最常见的“动能回收”。

       2、电池

       电池同样很好理解，其实它的作用就相当于传统燃油车的油箱，同样是为汽车储存能量的装置，但是新能源车的电池组相比传统燃油车的油箱在重量上已经超过许多。

       并且电池组没有传统油箱那么好“照顾”，新能源汽车的电池组一直都是被人广为诟病的地方，它需要保持有效率的工作同时也需要保证好自身的使用寿命，所以这就要看每家车企对电池组的技术手段了。

       3、电控系统

       电控系统有人会将其当做传统燃油车上的ECU，其实这种说法是不完全正确的。在新能源汽车上电控系统起到一个“管家”的作用，它结合了传统燃油车ECU上绝大部分的功能。几乎整个车辆的电子控制系统都是由电控系统来管理，所以在新能源汽车上电控系统起着一个十分重要的作用。

       目前国内新能源汽车的势头可谓是相当的猛，同时国内的消费者也开始慢慢的接受新能源汽车的出现。但是抛开新能源车的优点不说，像电机、电池、电控系统的三大技术才应该是各家车企应该时刻思考的问题。只要保证了这三大技术的稳定可靠，那新能源汽车其实超越传统燃油车的时间将会越来越短。

新能源汽车中电池故障或者启动故障的维修有什么关键技术呢？

       “动力电池是新能源 汽车 的核心部件，也是新能源 汽车 动力转型的关键支撑。”近日，在2020世界新能源 汽车 大会的“先进动力电池技术创新”主题峰会上，中国电子 科技 集团公司第十八研究所研究员肖成伟说。

        他强调，新能源 汽车 要求动力电池具有高能量密度、高功率密度、高安全等特性，先进动力电池技术的创新对新能源 汽车 的发展至关重要。

        肖成伟表示，“未来，刀片电池技术、CTP（Cell To Pack）和大模组技术、无钴电池技术、锂离子电池干法工艺技术是当前的几个技术创新热点。”在这场精彩纷呈的主题峰会上，来自学界和业界的专家对这些技术创新点进行了细致、深入的分享，为线上线下的观众奉上了一场动力电池新技术的思想盛宴。

        2019年，全球主要国家新能源 汽车 销量超过210万辆，中国销量达到120.6万辆，占中国新车销售比例达4.68%。截至2019年底，全球新能源 汽车 累计销量突破720万辆，中国占比50%以上。

        中国新能源 汽车 的市场目标是：2020年销量达到500万车辆，2025年达到3000万辆，2030年达到7500万辆，2035年达到12000一14000万辆。

        新能源 汽车 蓬勃的市场发展也对动力电池提出了更高的要求，如何实现高能量密度、高功率密度和高安全性是学界和业界着力 探索 的方向。

        “在国家的支持下，动力电池能量密度的指标逐年提升。高比动力电池是国家支持研究的重点方向，技术与产业化进展都很快，已经实现产业化电池的体系。”肖成伟说。

        谈及动力电池技术的进展与趋势，他介绍，中国锂离子动力电池技术路线的变化趋势呈现混合动力和纯电动 汽车 领域应用并重，纯电驱动 汽车 领域应用为主，兼顾混合动力 汽车 领域。300Wh/kg高比能锂离子电池成为当前产业化热点。

        “未来，需要重视能量密度、功率密度、安全、循环耐久和成本之间的平衡，智能制造和数字化工厂设计，动力电池系统的设计开发及产业化水平，标准化（单体、模块及系统）及全生命周期的测试验证（尤其是安全可靠性），新材料及新体系电池前瞻技术的研发（固态电池、锂硫、锂空气电池盒锂离子电池等）等五大方面的问题。”肖成伟说。

        上海大学教授张久俊介绍，目前锂离子电池的应用广泛，主要有车用锂离子电池、锂硫电池、锂空气电池三种类型。“就锂离子电池在 汽车 领域的应用来说，目前我们强调续航里程要达到400公里，到2030年就要达到700公里。未来还需要进一步的增加能量密度、功率密度和寿命，提高安全性。”张久俊说。

        中科院物理研究所研究员黄学杰就动力电池无钴正极材料的技术研究做了分享，他介绍，第一代无钴材料是锰酸锂，第二代无钴材料是碳酸铁锂，目前主要是锂、镍、钴三元电池。随着材料技术进步，大家正在不断努力降低钴的含量，目前可以做到钴占10%，今后可能降至5%，接着降至3%。

        厦门大学特聘教授董全峰认为，未来 社会 能源支持系统需要可再生能源和高效电化学储能的结合。先进动力电池的发展目标是构建高比能量和高比功率的新型电化学储能系统。

        “电化学储能途径一般有两种，一类是典型的氧化还原反应（传统电池），再一类是界面上的电荷的存储和释放的过程（超级电容器）。我们团队提出了一个新的模型，经过对材料的表面调控，能够实现既具有高的表面面积，表面上又具有和大量离子电化学吸附的能力，填补前两类的空白。”董全峰说。

        宁德时代新能源 科技 股份有限公司研发联席总裁梁成都认为，以CTP为代表的动力电池系统高效成组技术是未来创新趋势。其优点众多，零件数量降低40%，能量密度增加10%-15%，同时，寿命延长10%，成本降低10%，产品系统也可靠安全。

        比亚迪股份有限公司深圳开发中心副总监鲁志佩介绍了比亚迪在高集成刀片动力电池方面的技术创新。他提到，刀片电池可使零部件数量减少40%，VCTP增加50%，整个电池系统成本下降30%。“我们在刀片电池上投入了大量的研发，期望实现更高的集成效率、更高能量密度，让刀片电池具有更大的竞争力。2025年预期可以达到73%的集成效率，体积能量密度达到300Wh/kg。”他说。

新能源汽车对于电池和驱动系统维修的关键技术是什么呢？

       如果要对动力电池进行维修，检修人员要先把它从汽车上摘取下来，而后对电池的使用情况、可能发生的问题进行排除。在对电池检查结束之后，要对其进行规范的存储，避免发生其他问题。结合检查的结果，维修人员可以判定电池出现问题的症结所在，如果发现电池长期亏电，可以着重分析电池储电是否正常。

       若是新能源汽车的电池储电能力正常，可以按照相应标准对电池进行充电，确保电池能处在一个正常状态。由于电池问题是新能源汽车最常见的问题之一，因此要定期对汽车电池进行详细检查，并结合电池的检查结果用合适、科学的电池养护手段，这样能延长电池的寿命，让汽车运行更加稳定。

       如果汽车发生了启动不了的情况，维修人员可以先对汽车内部容易损坏的部件进行排查，比如各类保险丝以及接口等。若是问题还没有得到解决，则需要结合汽车的熄火情况，对问题进行精准定位。在维修的时候，一定要保证找对故障位置，这样方可用更加具有针对性的手段。

       维修员在发现电瓶出现问题的时候，可结合新能源汽车检修流程对容易出现问题的各个接头进行检查，判断其是否出现了氧化或者松动等问题。面对松动的问题，维修人员可将其进行夹紧处理，若是氧化问题，可进行必要的去氧化处理，借此确保新能源汽车的电瓶能够正常工作。

       新能源汽车的电瓶使用时间若是太长，会在一定程度上对汽车电瓶储存电量的水平产生影响。在对汽车电瓶进行储电量检查的时，可以结合具体情况打开内车灯，而后进行检查，如果发现储电量过低，要及时更换，避免出现问题。

       以上就是小编的全部介绍，希望可以帮助到大家。

       新型能源汽车的“新”还体现在动力来源方面，摒弃了以往汽油等污染较重的发电动力来源，应用较为清洁的可再生能源，如将太阳能、氢气能等新型能源在汽车内部进行转化，最终形成动能以推动汽车进行运转。作为将内部能源进行存储以及动能内部转化，为汽车提供动力的动力电池，是整辆汽车的关键组成部分。

       因此，动力电池的状态正常与否，对汽车能否正常运转形式起到了决定性作用。在实际车辆运载使用过程中，作为承受压力较多的动力电池部件，故障发生率较高。经过调查分析发现，发生动力电池故障主要集中在以下方面。

       首先是通过电子系统对汽车进行控制的新能源汽车，工作量较为烦琐复杂，导致电子部件相对其他机械部件，不仅出现故障的概率偏高，而且由于是较为新型科技技术零部件，若发生损坏，在进行检修时所需花费的人力、物力以及财力都较常规部件多。

       其次是汽车长时间高强度运转行驶，不良工作环境因素以及过量消耗极易造成动力电池形成损伤，缩短电池使用寿命，出现劳力性故障。然后是部件在运转工作过程中，经过反复摩擦而引起的高温，致使汽车内部系统中启动装置部件点火线圈外的绝缘层极易发生高温下老化、摩擦损坏以及软化等问题，从而导致高压下电流泄漏或短路的情况发生。

       最后是在汽车使用过程中，电力进冲以及释放使用较为频繁，极易导致管理系统的运行紊乱，严重影响了电池使用寿命。此外，由于电池使用寿命与新能源汽车航行路程设计之间不相符合，不能满足实行过程中所需要求，高负荷运转会使电池发生故障。

       驱动系统主要使用的是开关磁阻电动机和永磁同步电机。永磁电机因其无传感控制技术和新替代材料的出现，运行效率更高，矢量控制方法也更加丰富，被广泛应用到新能源电动汽车中。此外，在新能源汽车发生故障需检修时，由于工作开展较为复杂烦琐，难度较大，需花费较长时间进行分析判断及操作。

       因此，为缩短检修操作时间，应选择较为合理的电子诊断技术进行维修，可在满足检修的基础上，将检修的前后顺序进行优化，促使工作效率能得以提高。

       此外，还可将客观电子检修数据进行集，有助于在不拆卸汽车的前提下进行及时有效维修，以便更快地发现故障，应用先进的仪器和设备可以为诊断故障提供良好的帮助，如计算机测试设备、专用仪器等。

       好了，今天关于“新能源汽车电池关键技术”的话题就讲到这里了。希望大家能够通过我的讲解对“新能源汽车电池关键技术”有更全面、深入的了解，并且能够在今后的学习中更好地运用所学知识。