汽车尾气是雾霾的重要成因之一,发展新能源汽车成为治理雾霾的主要抓手。17日召开的“治霾在行动高峰论坛”,汇聚了众多新能源汽车产业的精英,与会专家和企业代表认为,未来新能源汽车产业的革命与突破应出现在电池领域。电池、配套设施、商业化,被称为拉动新能源客车发展的“三驾马车”。电池技术更是有着决定性的作用。当前,世界各国均在大力研发电池技术,而单体大容量电池便是一个热门方向。

单体大容量电池是趋势

2014年11月12日,在第十二届米其林必比登挑战赛上,单体超大容量500AH锂电池纯电动大巴的全球首发,得到了客车和创新两项大奖,引起广泛关注。

通常单体小容量电池需要通过电池组并联来获得容量,因而电池内阻加大,发热现象普遍,需要使用通风甚至液体冷却。单体大容量电池极大改变了电池性能,使得内阻更小,使用过程发热量少,电池箱甚至不需要通风降温设计,而其独特固态形式,可以避免意外漏液及由此引起的安全事故。

可以说,随着现代工业发展,越来越多的重型装置需要更大容量的电源模块,能否将单体大容量电池做好,成为我国新能源汽车,尤其是客车品类的重要任务之一。而国内企业在这方面,已经率先取得了突破性的长足进步。

创新锂电池:安全又省钱

“我们的单体大容量固态聚合物动力锂电池,与通常的小容量电池相比,解决了电池组发热、电池组实时监测等问题。”北京神州巨电新能源技术开发有限公司(以下简称“北京神州巨电”)总裁王晓功说。

2014年1月,北京神州巨电顺利完成北京市科委科技计划项目——单体大容量、固态聚合物、动力锂电池的开发与应用项目,并通过了国家客车质量监督检验中心检测。在此期间,公司开发的ABMS电源管理系统已经能够实时监测每片电池的运营情况。

王晓功介绍,他带头进行自主研发的ABMS电源管理系统和运营系统能够监测电池的亚健康状态。其研发生产的智能单体大容量、固态聚合物、动力锂电池能做到对每片电池从出生、应用到回收,对其电流、电压、电阻等若干参数进行实时监测,确保智能电芯在过充放情况下不被损坏。

在下次充电时,短板电池会在其他电池超载的情况下获得额外的电流补充,智能电芯会在电池亚健康的状态下发出警告,避免恶性事故发生,能有效解决整车因电池损坏而中途停止工作这一问题。

数据显示,搭载北京神州巨电单体大容量、固态聚合物、动力锂电池的新能源12米长公交大巴,每吨/公里消耗0.042度电。

“抱团取暖”共建研发基地

“从2007年投产神州巨电项目的时候,我就决心一定要做单体大电池。”王晓功认为,单体大容量锂电池在新能源汽车领域是突破安全性、经济性瓶颈的关键技术。

如今,王晓功来到中国新能源汽车试点城市合肥,他有了自己的中国“芯”愿。

2015年10月30日,合肥博澳新能源科技发展有限公司(以下简称“合肥博澳”)“年产20亿安时固态动力锂电池生产中心及中德新能源汽车设计、生产基地项目”签约落户合肥市。

“自2009年以来,合肥在纯电动的客车和轿车领域推广总量排名中国试点城市第一。这让我坚定与合肥博澳公司合作。”王晓功说。

该项目总投资额120亿元,设计年产能40亿安时,一期计划建成年生产20亿安时,产值200亿元,主要产品为具有自主知识产权的神州超大容量单体500安时固态聚合物动力锂电池。

据了解,这种电池采用世界领先的绿色环保生产工艺流程设计,工业生产无固体、气体、液体排放,噪音小,用于纯电动汽车上具有安全性好、故障率低、电源管理系统可控等技术性和安全性优势,在公交大巴车上的实测单次充电可行驶350公里,可在零下20℃到70℃条件下运营。

强强联合后,又吸引来德国著名工业设计大师、有当代达·芬奇之称的路易吉·克拉尼先生。中德新能源汽车设计研究院项目因此诞生。根据我国自主研发的500安时单体大容量、固态聚合物、动力锂电池生产工艺技术及ABMS电源管理技术,结合欧美工业设计领域最新的新能源汽车设计理念,中德共建新能源汽车整车生产厂。

“锂电池革命”是必然趋势

为了证实单体500安时大容量、固态聚合物、动力锂电池已突破纯电动汽车市场化在安全性和经济性两方面掣肘,王晓功将这款新能源纯电动12米公交大巴样车开到合肥,同高新区公交公司联合进行了为期一个月除周日每天200公里以上公交路线运营测试。运营5014公里,取得了每吨/公里用电0.042度的成果。

“新能源电动汽车的核心是电池,如何生产出既安全又经济的新能源锂电池是个世界性的难题,我们不仅解决了,关键是投入了实际应用。”王晓功表示,他所掌握的具有中国首创、世界先进的单体大容量固态聚合物动力锂电池已在合肥应用,并规划批量生产。

目前,纯电动汽车能否市场化已成为国际上综合评价国家实力的新焦点。王晓功认为,发展纯电动汽车在中国至少有以下优势:一、以电代油,减少石油进口;二、降低有害气体排放;三、综合利用浪费的夜间低谷电(其能量可供3000万辆汽车驱动)。

而作为纯电动汽车的核心部件,在目前及今后较长的一段时期内,锂电池有着其他电池不可替代的优势,而单体大容量、固态聚合物、动力锂电池在我国研发和产业化的成功,对新能源纯电动汽车发展有着重要意义。

如今,传统车发动机的核心技术,仍被外国垄断,而电池技术配合发动机的混合动力模式仍有污染气体排放,并且关键技术也要受制于人。王晓功认为,要想在技术上不受制于人,完全独立自主,就必须绕开被垄断的传统汽车发动机技术,发挥自身优势,直接发展纯电动汽车。纯电动汽车产业化将是我国在激烈的国际汽车工业竞争中难得的一次历史机遇,中国已掌握了新能源纯电动汽车动力单体大容量模块核心技术,需要使之迅速市场化。