磷酸铁锂动力电池及其在电动汽车上的应用1

WANXIANGEVCO.,LTD磷酸铁锂动力电池及其在电动汽车上的应用万向电动汽车邓龙征2008-12WANXIANGEVCO.,LTD2提纲介绍概要•公司概况•磷酸铁锂电池性能•电源模块•电动汽车•存在的问题WANXIANGEVCO.,LTD3公司概况汽车工程集成技术以及试验试制平台等方面取得了显著的成果。万向电动汽车有限公司成立于2002年，是万向集团全资子公司，公司致力于掌握清洁能源技术，发展节能环保汽车。按照“电池－电机－电控－电动汽车”的发展战略，公司在大功率、高能量聚合物锂离子动力电池、一体化电机及其驱动控制系统、整车电子控制系统、承担了5项863项目“十一五”纯电动平台牵头单位动力电池产业化制造和销售具备汽车工程和汽车设计能力整车电控实现产品化开发WANXIANGEVCO.,LTD4人员结构：公司现有员工300余名，研发技术人员148名，其中博士8人，高级工程师15人，硕士40多人，高级技工20余人。电池电机电控汽车电子电器产业整车数字化通讯网络汽车工程技术集成开发平台汽车工程设计开发集成高性能聚合物锂离子动力电池动力电池产业电传动动力总成系统模块动力系统总成电动汽车示范运行电动汽车市场推广平台组织结构：公司实行以项目管理为基础的事业部运行机制，设立4个事业部、2个产业化项目办公室，3个职能部门，并与杭州公交集团公司合资成立杭州电动汽车运营有限公司。WANXIANGEVCO.,LTD52000年收购锂离子电池业务2003年2005年2008年100Ah锰酸锂电池装车试验通过安全测试启动示范运行磷酸铁锂电池规模化生产电池销售突破3000万2007年¾万向集团“电池－电机－电控－电动汽车”战略的核心是动力电池；¾自2000年收购电池业务以来，万向集团专注投入动力电池研发和产业化资金超过2亿元，建立了200余人的技术研发团队；¾2006年启动磷酸铁锂电池研发，2007年开始批量生产以来，万向磷酸铁锂电池已经累计装备30多辆公交车和国家电网专用车，累计里程超过10万公里。¾在动力电池领域，万向累计申请（已公开）的专利30项，其中发明专利11项，磷酸铁锂电池领域专利3项。WANXIANGEVCO.,LTD6电池性能电芯基本参数额定容量(Ah)额定电压(V)内阻（mΩ）体积比能量（Wh/L）质量比能量（Wh/Kg）体积比功率（W/L）质量比功率（W/Kg）153.21.721011021001200WANXIANGEVCO.,LTD7040080012001600200024000200040006000800010000120001400016000Capacity/mAhCycle/N15AhLFP常温循环寿命25℃，1C充放电循环2200次容量保持率≥80%WANXIANGEVCO.,LTD80200400600800100012000200040006000800010000120001400016000Capacity/mAhCycle/N15AhLFP45℃循环寿命45℃下，1C充放电循环1100次容量保持80%以上。WANXIANGEVCO.,LTD90102030405060701.61.82.02.22.42.62.83.03.2Potential/VRatio/%0.3C-20oC63%0.5C-20oC56%1.0C-20oC55%低温放电性能-20℃条件下，不同电流的放电曲线。WANXIANGEVCO.,LTD1001020304050607080901001101.82.02.22.42.62.83.03.23.4Potential/VRatio/%-20oC63.9%0oC84.3%20oC93.2%40oC100%60oC100%高温放电性能高温放电性能优异。WANXIANGEVCO.,LTD11恒流阶段倍率充电性能10分钟可充满额定容量的90%以上。020004000600080001000012000140002600280030003200340036003800400042004400potential/VCapacity/mAh1C94%2C92.3%3C91.8%4C91.8%5C91.8%6C95.8%7C80.5%8C56%9C34.3%10C23.7%WANXIANGEVCO.,LTD02000400060008000100001200014000160001800200022002400260028003000320034003600380015AhLFPPotential/VCapacity/mAh1C97.4%2C96.5%3C95.8%4C95.2%5C94.4%6C90.7%7C80.3%8C59.49C43.1%10C33.4%倍率放电性能100A放电可放出额定容量的80%以上。WANXIANGEVCO.,LTD13针刺不发热、不冒烟、不起火。安全测试：针刺WANXIANGEVCO.,LTD14挤压实验不冒烟、不起火，断口处温度45℃。安全测试：挤压WANXIANGEVCO.,LTD15安全测试：过充3C，10V过充不爆炸、不起火。WANXIANGEVCO.,LTD16电源模块根据不同车型、续驶里程等要求根据不同车型、续驶里程等要求,,EVEV对蓄电池组系统对蓄电池组系统的电压及容量要求不同的电压及容量要求不同,,大体放电电流为大体放电电流为0.5C0.5C--1C,1C,最最大放电电流为大放电电流为2C(2C(小于小于30S),30S),容量从容量从40Ah40Ah到到300Ah300Ah不等。不等。WANXIANGEVCO.,LTDNO.1项目参数1额定容量/Ah402额定电压/V643充电截止电压/V≤76.04放电截止电压/V≥50.05充电电流/A≤0.5C6工作电流/A0.5C7最大放电电流/A2C8重量/kg389内阻/mΩ≤5010外观尺寸/mm540×160×32011应用领域电动汽车电源模块AWANXIANGEVCO.,LTD18NO.2项目参数1额定容量/Ah1002额定电压/V38.43充电截止电压/V≤45.64放电截止电压/V≥30.05充电电流/A≤0.5C6工作电流/A0.5C7最大放电电流/A2C8重量/kg549内阻/mΩ≤5010外观尺寸/mm295×160×84011应用领域电动汽车电源模块BWANXIANGEVCO.,LTD19NO.3项目参数1额定容量/Ah3002额定电压/V38.43充电截止电压/V≤45.54放电截止电压/V≥30.05充电电流/A≤0.5C6工作电流/A0.5C7最大放电电流/A2C8重量/kg1959内阻/mΩ≤5010外观尺寸/mm705×975×33511应用领域电动汽车电源模块CWANXIANGEVCO.,LTD20NO.4项目参数1额定容量/Ah3002额定电压/V483充电截止电压/V≤57.04放电截止电压/V≥37.55充电电流/A≤0.5C6工作电流/A0.5C7最大放电电流/A2C8重量/kg2359内阻/mΩ≤5010外观尺寸/mm825×975×33511应用领域电动汽车电源模块DWANXIANGEVCO.,LTD21NO.5项目参数1额定容量/Ah2002额定电压/V57.63充电截止电压/V≤68.44放电截止电压/V≥45.05充电电流/A≤0.5C6工作电流/A0.5C7最大放电电流/A2C8重量/kg2109内阻/mΩ≤5010外观尺寸/mm960×720×34011应用领域电动汽车电源模块EWANXIANGEVCO.,LTD22NO.6项目参数1额定容量/Ah2002额定电压/V51.23充电截止电压/V≤60.84放电截止电压/V≥40.05充电电流/A≤0.5C6工作电流/A0.5C7最大放电电流/A2C8重量/kg1859内阻/mΩ≤5010外观尺寸/mm1200×550×34011应用领域电动汽车电源模块FWANXIANGEVCO.,LTD某汽车公司PHEV电源要求WANXIANGEVCO.,LTDNO.7项目参数1额定容量/Ah302额定电压/V345.63充电截止电压/V≤453.64放电截止电压/V≥270.05充电电流/A≤5C(10s)6工作电流/A4C7最大放电电流/A10C(10s)8重量/kg1509内阻/mΩ≤10010应用领域电动汽车我公司PHEV电源模块WANXIANGEVCO.,LTD纯电动电力服务车纯电动公交车杭州示范40余万公里电电混合无轨电车纯电动城市客车气电混合公交车纯电动电力工程车纯电动轿车电动汽车WANXIANGEVCO.,LTD26世博会用电动大巴车和电池电动汽车WANXIANGEVCO.,LTD27广州混合动力电动大巴车和电池WANXIANGEVCO.,LTD28为国家电网流动服务车和工程车配套，电池租赁合作启动WANXIANGEVCO.,LTD29公司拥有自己的电动汽车示范运行子公司，目前公司拥有自主知识产权的电动大巴车在杭州西湖Y9线路累计运行超过30万公里，累计载客人达20万人次。在2007年上海“必比登”挑战赛上,万向电动车有限公司夺得了16块单项奖牌。.万向电动大巴车万向电动汽车WANXIANGEVCO.,LTD30存在的问题1.电池一致性问题电池组循环寿命曲线05010015020025030035040045050040006000800010000120001400016000180002000015Ah,Capacity/mAhCycleNumber/N13S15Ah500Cycle88.0%磷酸铁锂电池虽然解决了单体电池寿命的问题，但仍未解决电池组的寿命问题。目前的条件下，制作出来的电池一致性不佳，于是出现了单体电池寿命超过2000次而电池组寿命只有500次的情况。WANXIANGEVCO.,LTD15020025030035040045050050607080901001)(21−−−−=∑=NoffVcutoffVcutNnnδVoltageStandardDeviationCyclenumber/N单体电池放电截止电压标准差与循环次数的关系曲线1502002503003504004505005506001900195020002050210021502200225023002350cell1cell2cell3cell4cell5cell6cell7cell8cell9cell10cell11cell12cell13CellVcut-off/mVCyclenumber/N单体电池放电截止电压与循环次数的关系曲线图放电截止电压与循环次数关系WANXIANGEVCO.,LTD解决电池一致性问题可从以下三方面入手：1.磷酸铁锂材料的批次稳定性2.电池生产环境的稳定性3.提高生产自动化程度WANXIANGEVCO.,LTD332.电池组热管理问题3.SOC、SOH模型的建立监测电池不同工况下的发热量以及发热部位，合理管理电池散发的热量，合理加以利用，是一个比较困难的问题。建立SOC和SOH模型，预测电池的荷电状态和健康状况，从而预测电池的续驶里程和使用寿命，存在的问题WANXIANGEVCO.,LTD34欢迎大家交流提问！