人民日报
中国能源汽车传播集团
李传海:2028年全固态电池的技术趋于成熟
2017年09月10日 15:50 中国汽车报网 
   

  浙江吉利控股集团有限公司吉利品牌研究院院长李传海

  尊敬的韦处长、李处长、叶秘书长,各界同仁,大家上午好!我是来自吉利汽车研究院的李传海,非常荣幸能够在泰达论坛和大家一起探讨关于新能源汽车的三电技术。今天主要就三电技术吉利在这方面所做的一些工作进行介绍。

  我是星期五晚上到的天津,当时接车的司机跟我交流,说今年天津空气质量较往年还是有提升的。我们相信这和我们国家包括我们行业的各位同行一起在坚持节能减排,大力推进新能源汽车应该是有一定的关系的。当然在这个过程中吉利也在参与,并且比方说我们将吉利帝豪EV的车今年上半年也在天津推出了。这款车作为吉利推出的新能源领域的首款战略战略车,为吉利的新能源产品开创了一个新的历史。我们也给天津市民的绿色出行增添了一份贡献。

  接下来今天我介绍的内容主要是三个方面。介绍一下新能源汽车的规划方向。

  在2015年广州车展的时候吉利集团正式对外发布未来五年新能源产品战略,就是蓝色吉利行动,目标就是到2020年的时候吉利90%的汽车都是新能源汽车。以这个为目标的话,吉利主要技术路线EV、PHEV和HEV,这也是和国家大力推进的路线一致。我们依托吉利现有的3.0和接下来新推出的4.0整车模块化架构,在大力推进新能源战略的实施过程当中,我们的规划就是插电和油电混合销量占比到65%,纯电占到35%。吉利汽车希望能够让消费者以传统车的价格或接近传统车价格买到混合动力或插电式混合动力,并且实现销量占比的目标。

  接下来主要分三电技术方面,首先是电池。新能源汽车尤其是纯电动汽车的普及,大家都很清楚首先肯定是以电池能量密度和成本的突破为前提。在今后相当长一段时间里更高的单次续航里程是我们新能源产品开发过程中追求的一个很重要的指标。通过对电池材料体系的升级换代,不断地提升更新的能量密度,以在不增加电池包的体积以及重量的前提下能够使我们整车具有更高的续驶里程。与传统的锂电池相比,固态电池具有能量密度过、安全性好的特点,我们预计到2028年的时候全固态电池的技术能够趋于成熟,能够在整车上面得到搭载应用。

  (PPT)下面这张图主要是我们从以现在我们的应用软包电池为基础预估的今后十年电池发展的规划路线,假设以A和B级的纯电动车为例,我们预计到2021年的时候能够达到六百公里的续驶里程,到2028年预计能够达到八百公里的续驶里程。在电池的模块化和平台化方面,吉利新能源汽车的产品规划就是以模块化和平台化为布局的,大中小车采用不同的架构方案,例如我们和沃尔沃联合开发的CMA平台架构,将会全系搭载新能源平台化方案。不同的车型尺寸,不同的车体结构,包括对于续驶里程的需求差异,平台化的方案将会大大缩短开发周期,节约开发成本。

  例如我们在电池包平台化方面,里面的模组和高压的电气组件以及电池管理系统是完全可以做平台化的。用一个形状相同的电池包我们可以达到不同的续驶里程以及能量管理的方法,可以保证相同架构下整车平台的改动是最小的,而且也可以大大节约电池包本身的开发成本。当然这个对于下游供应商来说应该也是一个比较经济的方案。

  下面左边这张图展示的是吉利的PHEV电池系统模块化和通用化方案,正在实施。针对电池包的轻量化方面,我们针对电池包的上盖采用了非金属材料,下托盘采用了铸铝以及铝型材的材质,以帝豪华为例,我们下箱体改成铝型材以后箱体重量减轻了47%,重量从76降到了40,在AEDC的工况下帝豪EV纯电动续驶里程可以达到三百公里,电池包减重有效提升了新一代帝豪EV续驾里程,后续我们还会陆续推出更高的续史里程的纯电动汽车。

  在右侧主要体现了电池包和车身的集成方案,左边是电池包直接安装在门槛上,电池包对车身进行有效的支撑,能够提升它的防侧碰的性能。电池包中间还有很多和座椅相连接,电池包和车身相连接提高整车的强度和刚度。

  右边这张图,车身和底盘设计的时候充分考虑到电池包和电池能量的需求,电池包完全铺满整个地板做到能量最大化。对于气动系统来说,电机、减速器、逆变器的集成技术是当前主流的开发方向,预计到2021年电机与点减速器、逆变器的发展能够使我们的产品更加节能环保,并且随着轮毂变电机的输出,减速技术的成熟可以使气动部分的尺寸进一步缩小,从而提升整车动力性和续驶里程在电机控制器方面,应用宽禁带材料的新型逆变器将会成为下一步的开发重点方向。

  新材料新技术的应用能力提升电机的峰值以及持续的性能,它采用的未来路线我们预计是绕组的扁铜线技术,降低噪音提升低速低扭区效率的铁芯叠压技术,将会在未来的产品大规模应用。并且随着硅钢片材料进一步生产应用,电机的功率密度将会得到进一步提升。比如现在同步电机效率做到99%,我们的目标就是98%。

  同时随着新的冷却材料进一步应用,电机电转子的效果也会进一步改善,提高电机持续运行能力增加可持续运行时间,加上新材料新技术应用,电机功率密度我们预计可以从3.2千瓦/公斤提升到5.5千瓦/公斤。

  下面介绍一下控制系统,得益于当前高度集成化的结构设计进一步提高功率密度进一步小型化,与此同时各个模块厂家大力推进新型材质的碳化硅功率模块的研制与验证,由该才智构成的功率器件可以支持更高的开关频率,进一步优化电机控制性能,并且相比目前的普通的硅功率模块前碳化硅的材件可以大大抑制模块损耗,大概在30%因此新材质的材料应用将会使其产生质的飞跃,同时带来安装更加简便,产品更加可靠,系统安全也会进一步提高。

  另外我们也在关注自主封装的功率模块,现在有些厂家也在应用,一些相关性能也得到了初步的认可,我们预计到2028年至2030年的时候,80%应该都是会用自主的封装模块。接下来介绍一下充电机相关的,充电时间短,性价比高,将会成为各大车企及市场追逐的目标。车载充电机也将为此逐步规划高压分线盒,CDC模块的充电和集成,并且未来将会逐步转成深度集成,从功率、元器件等各个方面都会大大降低成本。今年我们在帝豪EV上实现了6.6千瓦的高压充电机,未来两年充电系统将实现更大功率车载重点机以高压分线盒DCDC物理集成,采用功能化集成以及功率模块复用的方案,整体效率和性能能够得到提升,进一步降低开发成本和产品的直接成本。

  我们预计在2020年到2025年将实现车载充电机、PDU、DCDC深度集成充电功率可以达到40千瓦时甚至更高。

  在无线充电技术方面我们也做了一些工作,无线充电技术应该很快能够面向市场,这个技术与自动驾驶的结合能够解决自动泊车的充电问题,为用户展现更好的便利性,无线充电的高压交流电完全包裹在充电装置内,无裸露的高压隐角,并且从根本上解决了传导式充电的人为安全隐患。无线充电系统与发射端和吸收端的物理连接恰到好处地规避了充电插拔的使用寿命问题,吉利在2016年9月份第一次调试成功第一代无线充电功能,功率达到6.6千瓦,目前我们在跟行业里知名的充电服务供应商洽谈相关产业化技术方案,并在探讨产业化技术标准。预计到2020年可以实现无线充电的批产,到2025年实现无线充电技术与车载充电机一体式方案,并投入量产,届时无线充电技术将趋于成熟,无线充电的功率变换模块将与车载充电机实现复用提高利用率。

  在此我也承诺吉利汽车将很快为用户提供充电时间更短更便捷的充电方式更长续驶里程的新能源汽车,但是在无线充电领域有三个比较需要关注的问题。

  一个是能量发射设备与接收设备之间的精准定位问题,这是我们在结合泊车技术解决,还有就是电池骚扰的抑制与防范,尤其是对于类似于心脏起搏器的骚扰问题。另外就是收和传递的效率,目前效率相对于我们传导式充电机效率还是差很远。

  简单做个总结在电池方面,从能量密度提升,续航里程提高,模块化、通用化、轻量化、集成化是我们的技术路线。在电机方面是提高电机功率密度,提高整

  车控制效率,充电机是多功能控制器集成化提高无线充电技术,以此提升三电系统的性能。吉利也在产业化的角度在全球引进高精尖技术人才,致力于打造我们自主的新能源研发团队,塑造全面专业的三电技术人才梯队,推动核心三电系统的制造方案,大力发展三电技术水平的提升,并且始终坚定地带着打造卓越的中国品牌的理念,坚定不移地实现2020蓝色行动目标,履行我们的社会责任和使命。通过我们研发人员的奋斗和创新,我们也希望能够在社会各界同仁的监督下实现我们90%的新能源目标。让我们拭目以待。谢谢大家!

责任编辑:王琨
版权声明:凡本网注明“来源:《中国汽车报》网”或“汽车网”的文字、图片和视频作品,版权均属汽车网-《中国汽车报》网所有,任何媒体、网站或个人未经书面授权不得转载、链接、转帖或以其他方式使用;已经书面授权的,在使用时必须注明“来源:《中国汽车报》网”
友情链接