《申報指南》列出2018年中國新能源汽車技術(shù)的主攻方向是：

 

動力電池與電池管理系統(tǒng);電機(jī)驅(qū)動與電力;電子、電動汽車智能化;燃料電池動力系統(tǒng);插電/增程式混合動力系統(tǒng);純電動力系統(tǒng)。

 

一共6個方向下，再細(xì)分24個研究任務(wù)。《新能源汽車2018 年重點專項申報指南》就是頂層設(shè)計的具體體現(xiàn)。

 

①企業(yè)與政府規(guī)劃要保持一致，企業(yè)經(jīng)營活動(含技術(shù)攻關(guān))要在政府的頂層設(shè)計下開展。

 

②企業(yè)2018年具體的新能源汽車研究(開發(fā))項目必須在6個方向下、24個研究任務(wù)之中;

 

③企業(yè)具體技術(shù)研究和開發(fā)項目，理應(yīng)與中央政府年度計劃技術(shù)攻關(guān)項目對應(yīng)起來。

 

 

1. 高安全高比能乘用車動力電池系統(tǒng)技術(shù)(重大共性關(guān)鍵技術(shù)類)

 

①研究內(nèi)容：

 

針對乘用車高集成度要求，開展基于整車一體化的電池系統(tǒng)的機(jī)-電-熱設(shè)計;開發(fā)先進(jìn)可靠的電池管理系統(tǒng)和緊湊、高效的熱管理系統(tǒng);開展模塊、系統(tǒng)的電氣構(gòu)型與參數(shù)匹配、耐久性和可靠性的設(shè)計與驗證;基于熱仿真模型、熱失控和熱擴(kuò)散致災(zāi)、分析模型，研究電池系統(tǒng)火災(zāi)蔓延及消防安全措施，開展電池系統(tǒng)的安全設(shè)計與防護(hù)系統(tǒng)的開發(fā)與驗證;開展電池系統(tǒng)的輕量化、緊湊化技術(shù)以及制造工藝與裝配技術(shù)研究，開發(fā)高安全、高比能乘用車動力電池系統(tǒng);開展電池系統(tǒng)性能測試評價技術(shù)研究。

 

②考核指標(biāo)：

 

電池系統(tǒng)的比能量≥210Wh/kg，循環(huán)壽命≥1200次(80%放電深度(DOD)，模擬全年氣溫分布)，全壽命周期、寬工作溫度范圍內(nèi)荷電狀態(tài)(SOC)、功率狀態(tài)(SOP)和健康狀態(tài)(SOH)的估計誤差絕對值≤3%，單體電池之間的最大溫差≤2℃，快速充電至 80%以上 SOC 狀態(tài)所需時間≤1 小時，滿足安全性等國標(biāo)要求和寬溫度使用范圍要求，并符合 ISO 26262 ASIL-C 功能安全要求及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，成本≤1.2 元/Wh，年生產(chǎn)能力≥1 萬套，產(chǎn)品至少為 2 家整車企業(yè)配套，裝車應(yīng)用不低于 3000 套;提交熱失控和熱擴(kuò)散事故致災(zāi)分析和危害評測報告;建立基于整車一體化的電池系統(tǒng)的設(shè)計、制造與測試規(guī)范。

 

③筆者解讀：

 

乘用車動力電池系統(tǒng)技術(shù)主攻方向是：

 

i)是整車一體化的電池系統(tǒng)，而不是目前一些廠家積極倡導(dǎo)的換電模式技術(shù);

 

ii)電池系統(tǒng)的比能量≥210Wh/kg，循環(huán)壽命≥1200次(80%放電深度(DOD)，這個比能量≥210Wh/kg這個指標(biāo)，說明這個電池一定指三元電池，磷酸鐵鋰電池在乘用車推廣幾乎沒有可能。

 

iii)電池系統(tǒng)的成本≤1.2 元/Wh，說明目前電池系統(tǒng)的成本基本上高于它，是后續(xù)的補(bǔ)貼的門檻。

 

2.高安全長壽命客車動力電池系統(tǒng)技術(shù)

 

①研究內(nèi)容：

 

針對客車超高安全等級和超長質(zhì)保里程的實際應(yīng)用需求，開展基于模塊式、分散式布局的動力電池系統(tǒng)總體構(gòu)型、功能和機(jī)-電-熱一體化設(shè)計技術(shù)研究;開發(fā)先進(jìn)可靠的電池管理系統(tǒng)和高效熱管理系統(tǒng);開展動力電池系統(tǒng)的電氣構(gòu)型與參數(shù)匹配，以及耐久性和可靠性的設(shè)計與驗證;基于熱仿真模型、熱失控和熱擴(kuò)散致災(zāi)分析模型，研究電池系統(tǒng)火災(zāi)蔓延及消防安全措施，開展電池系統(tǒng)的安全設(shè)計以及防護(hù)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)與驗證;突破電池系統(tǒng)的輕量化、緊湊化技術(shù)，建立電池系統(tǒng)的智能化制造工藝，開發(fā)高安全、長壽命客車動力電池系統(tǒng);開展電池系統(tǒng)性能測試評價技術(shù)的研究。

 

②考核指標(biāo)：

 

電池系統(tǒng)的比能量≥170Wh/kg，循環(huán)壽命≥3000次(80% DOD，模擬全年氣溫分布)，全壽命周期、寬工作溫度范圍內(nèi) SOC、SOP 和 SOH 估計誤差絕對值≤3%，單體電池之間的最大溫差≤2℃，快速充電至 80%以上 SOC 狀態(tài)所需時間≤15分鐘，滿足安全性等國標(biāo)要求和寬溫度使用范圍要求，并符合 ISO 26262 ASIL-C 功能安全要求及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，確保單體熱失控后30 分鐘內(nèi)系統(tǒng)無起火爆炸，成本≤1.2 元/Wh，年生產(chǎn)能力≥3000套，產(chǎn)品至少為 3 家整車企業(yè)配套，裝車應(yīng)用不低于 1000 套;提交熱失控和熱擴(kuò)散事故致災(zāi)分析和危害評測報告;建立電池系統(tǒng)設(shè)計、制造與測試的技術(shù)規(guī)范。

 

③筆者解讀：

 

客車動力電池系統(tǒng)技術(shù)主攻方向是：

 

i)基于模塊式、分散式布局的動力電池系統(tǒng)的研究，這個說明， 客車動力電池系統(tǒng)不同于乘用車要求，一個是一體化，一個是模塊式、分散式。

 

ii)電池系統(tǒng)的比能量≥170Wh/kg，循環(huán)壽命≥3000次(80% DOD，這個說明，對客車而言磷酸鐵鋰依然是主推對象，壽命是主要指標(biāo);

 

iii)單體熱失控后30 分鐘內(nèi)系統(tǒng)無起火爆炸，這個指標(biāo)說明，安全時間不低于30分鐘，是后續(xù)的主觀方向。

 

iv)客車動力電池系統(tǒng)成本≤1.2 元/Wh，這個指標(biāo)說明，整車企業(yè)關(guān)心是系統(tǒng)成本，而不電池單體價格。

 

 

①研究內(nèi)容：

 

探索硫電極反應(yīng)新機(jī)制，開發(fā)高比容量、長壽命的硫電極材料及適配電解液體系;研究鋰枝晶的生長機(jī)制及抑制措施，開發(fā)兼具高循環(huán)庫倫效率和良好循環(huán)穩(wěn)定性的鋰負(fù)極;開展高強(qiáng)度、高安全性功能隔膜的研究;掌握高負(fù)載硫電極以及鋰/硫電池的設(shè)計與制備技術(shù);開展鋰/硫電池安全性改善技術(shù)的研究，開發(fā)高安全、長壽命的鋰/硫動力電池，實現(xiàn)裝車考核。

 

②考核指標(biāo)：

 

單體電池比能量≥400Wh/kg，循環(huán)壽命≥500 次(100% DOD)，安全性達(dá)到國標(biāo)要求。

 

③筆者解讀：

 

i)鋰/硫電池是新型電池，是要準(zhǔn)備實現(xiàn)裝車要求，目前上車條件不成熟。

 

ii)單體電池比能量≥400Wh/kg，循環(huán)壽命≥500 次(100% DOD)，這個指標(biāo)對乘用車和客車而言，不符合其壽命要求。

 

 

①研究內(nèi)容：

 

開展固態(tài)聚合物電解質(zhì)、無機(jī)固體電解質(zhì)的設(shè)計及制備技術(shù)的研究，開發(fā)寬電化學(xué)窗口、高室溫離子電導(dǎo)率的固態(tài)電解質(zhì)體系;研究活性顆粒與電解質(zhì)、電極與電解質(zhì)層的固/固界面構(gòu)筑技術(shù)和穩(wěn)定化技術(shù)，開發(fā)固態(tài)電極和固態(tài)電池的制備技術(shù);開展固態(tài)電池的生產(chǎn)工藝及專用裝備的研究，開發(fā)高安全、長壽命的固態(tài)鋰電池，實現(xiàn)裝車示范。

 

②考核指標(biāo)：

 

室溫下，單體電池比能量≥300Wh/kg，循環(huán)壽命≥2000 次(0.3C 以上倍率充放電，100% DOD)，安全性達(dá)到國標(biāo)要求，實現(xiàn)裝車考核。

 

③筆者解讀：

 

i)鋰/硫電池技術(shù)、固態(tài)鋰電池技術(shù)，是下一代的要實現(xiàn)裝車要求的電池。

 

ii)目前市場流行說法的新型電池，離實現(xiàn)裝車要求會更遠(yuǎn)。

 

iii)其他實現(xiàn)過裝車的老電池，無論如何改進(jìn)，沒有可能再推薦上車了。

 

 

①研究內(nèi)容：

 

研究動力電池關(guān)鍵材料和單體的性能評測方法，構(gòu)建“材料-電池-性能”閉環(huán)聯(lián)動評價機(jī)制;研究電池在全生命周期內(nèi)電性能、安全性能的演化規(guī)律，建立仿真分析技術(shù);開展管理系統(tǒng)的功能評價和性能表征方法的研究，開發(fā)軟硬件測試設(shè)備或裝置;研究電池系統(tǒng)的性能評測方法及面向?qū)嶋H工況的可靠性、熱安全和功能安全等評價方法，開展電池?zé)崾Э睾蜔釘U(kuò)散的致災(zāi)分析，研究動力電池安全等級分類標(biāo)準(zhǔn);開展國內(nèi)外動力電池系統(tǒng)的對標(biāo)分析，建立動力電池權(quán)威測試評價平臺和數(shù)據(jù)庫。

 

②考核指標(biāo)：

 

建立動力電池的全面評價體系，包括從材料到系統(tǒng)的電性能測試方法，單體電池在全生命周期的安全性表征方法，管理系統(tǒng)的功能與性能評測方法，動力電池系統(tǒng)面向?qū)嶋H工況的可靠性、熱安全與功能安全等評估方法;建立具有國際先進(jìn)水平的動力電池測試評價平臺;在測試評價和動力電池安全等級分類方面形成10項以上標(biāo)準(zhǔn)提案;建立產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫，其中電池系統(tǒng)樣本數(shù)不少于200個。

 

③筆者解讀：

 

i)研究動力電池關(guān)鍵材料和單體的性能評測方法意義重大，這是電池廠家必須要解決參與的;

 

ii)整車廠家對這些動力電池關(guān)鍵材料和單體的性能評測方法，主要是了解而已。

 

三、電池系統(tǒng)技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢總結(jié)

 

①乘用車動力電池系統(tǒng)技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)主攻方向，具體是指一體化設(shè)計為重心的高安全高比能，關(guān)鍵指標(biāo)指標(biāo)為：電池系統(tǒng)的比能量≥210Wh/kg，循環(huán)壽命≥1200次(80%放電深度(DOD)。

 

②客車動力電池系統(tǒng)技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)主攻方向，具體是指分布式化設(shè)計為重心的高安全長壽命，關(guān)鍵指標(biāo)指標(biāo)為：電池系統(tǒng)的比能量≥170Wh/kg，循環(huán)壽命≥3000次(80% DOD)。

 

③乘用車動力電池系統(tǒng)、客車動力電池系統(tǒng)成本指標(biāo)是成本≤1.2 元/Wh。這個結(jié)論是補(bǔ)貼政策再退坡的重要依據(jù)。

 

④乘用車用三元電池，客車主推鐵鋰電池，是基本態(tài)勢，客車要求快充，快充時間為：15分鐘以下。

 

⑤高比能鋰/硫電池、高比能固態(tài)鋰電池是下一代電池，目前還沒有強(qiáng)調(diào)其壽命要求，2018年上規(guī)模裝車，可能性不大。

 

⑥電動客車安全是關(guān)鍵指標(biāo)是：單體熱失控后30 分鐘內(nèi)系統(tǒng)無起火爆炸。

 

①關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢是由有時間節(jié)點指標(biāo)來體現(xiàn)的。一些形容詞，可以多次用，但是指標(biāo)值才是理解和掌握關(guān)鍵技術(shù)的核心。

 

②科技部《新能源汽車2018 年重點專項申報指南》是國家級的，其指標(biāo)值最具有權(quán)威性，其他專家(學(xué)者)的信息，不代表頂層設(shè)計。