钜大LARGE | 点击量:987次 | 2019年11月22日
当远景AESC遇上NCM811是挑战还是机遇?
软包电池,在新能源汽车市场的渗透率不断提升。特别是远景将AESC收入麾下,中资软包电池企业再添一将。
日产Leaf用全球累计48万辆的销量坐实软包电池“不烧车”的好口碑,也让外界对AESC充满好奇。
借着2019中日韩电池大会的契机,NE时代记者对远景AESC研发中心中国区负责人林玉春博士进行了专访,一探远景AESC究竟。
过往,是序章,也是储备
向前追溯12年,日产与NEC联手成立合资电池企业AESC,为其混动车和纯电动汽车用动力电池的开发和制造做准备。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
“2010年AESC就开始量产用于hybrid体系的动力电池。2010年12月份日产开始销售第一辆搭载AESC动力电池的电动汽车——聆风。2012年10月份,AESC美国工厂开始量产,同年12月份英国工厂开始量产。”这是远景林玉春列出的AESC关键节点。
这些节点反映出的是,AESC研、制的动力电池已经接受了九年的市场考验。市场结果显示,它是全球鲜有的极致安全的动力电池。
当电动汽车因自燃事故的频发被消费者质疑、排斥,一款安全的动力电池对于电动汽车发展的意义就突显了出来。AESC的动力电池由此成为研究的重点对象。为何它在九年的时间里没有发生任何一起严重事故呢,尤其在日产Leaf是自然风冷的情况下?
结合NE时代查找到的日产Leaf拆解资料和林玉春的解释,我们认为可以概括为三个原因:1、不易爆炸的软包电池;2、材料工艺设计和产品出厂测试以安全为目标;3、BMS管控更严格。
软包电池,有别于圆柱和方形电池的硬壳,采用铝塑膜包装。这一结构决定了它的高安全性,“软包只会鼓气、破裂,不会发生爆炸。”另外,软包电池普遍采用叠片工艺,发热量较少,散热性能较好。即使Leaf采用的电池从30kWh升级到40kWh,再到62kWh,仍然采用的是自然风冷系统。
优点明显的软包电池缺陷也比较明显:一致性差。电池包往往由数百个电芯组成,例如Leafe+版采用的62kWh电池共由288个电芯组成。若一致性区间变大,对电池包的性能和安全性将带来考验。
此时,严格的测试验证体系,是产品开发和下线后确保质量的关键。以老化测试为例,远景AESC测试时间长,“它必然导致库存压力,但更有利于识别跟剔除瑕疵品,从而保证出厂产品的一致性区间变小。我们内部评估大概超过1000多项的验证项目,整个验证周期大概会在2年左右的产品。”
出厂之后,电池的安全性则由BMS接手。被当做标本反复提及的Leaf在大量测试结果的支持下,从行车的限制、充电的限制和故障显示三个方面对故障进行分类。根据监测到的不同情况,它会以不同的形式对电池系统进行防护,如从动力源头切断充放电、充电模式下充电停止。
所有的过往,皆成为远景AESC的储备。这是它走进中国市场,升级电池技术的根基。
NCM811与AloT
现在的远景AESC面向的是更加广阔的市场,以及对能量密度、安全、充电倍率要求更高的动力电池需求。
新一轮电池技术中,远景AESC将重心放在NCM811电池上。今年4月份它发布新一代Gen5-811AIoT动力电池。远景AESC规划,新NCM811电池将于2020年在无锡工厂正式量产,总年产能可达20GWh,预计每年可为全球超过40万辆新能源汽车供货。
8系电池是高镍电池的典型代表。高达80%以上的镍含量提高着能量密度,但钴和锰的含量降低,影响电池稳定性。在NCM90或更高镍含量电池到来之前,NCM811被视为电池稳定性和安全性的一大挑战。
而远景AESC是以“极致安全”著称。如何保证当它遇上811时依旧保持其稳定性,林玉春解释道,“在Gen5-811体系里,我们对正负极材料都做了一些加工处理,加强化学结构的稳定性和产气稳定性。我们是在保证安全的同时再提高能量密度。”
远景AESC的NCM811散热系统将于此前不同。它考虑引入液冷热管理系统,尤其是在大功率充电的未来。
出于成本的考虑,Leaf即使升级到了e+,仍然采用的是风冷系统。风冷是一种被动的冷却系统,速度慢,效率低,内部均温性不佳,对电池的寿命有着较大的影响。日产是风冷的坚持爱好者,历代Leaf一直沿用着这种冷却系统。
林玉春表示,如果整车设计需要大功率充电,远景AESC将与整车配合,增加散热片,实现高效散热。“除了安全和能量密度,远景AESC最关注的即是充电倍率。未来,待续航里程的问题解决后,消费者更关心的也是充电速度。”
若单单是液冷散热或者高能量密度,均没有跳脱出NCM811电池的范畴,远景AESC自然不必将电池定义为AIoT动力电池。
远景CEO张雷认为,“今天中国有数百家做电动汽车的公司,不缺一家造电动车的,但是,缺一家真正能够解决电动汽车行业最大挑战、尤其是动力电池革命的公司。”
AloT才是AESC加入远景后被赋予的新属性,是远景EnOS™物联操作系统的一部分。
收购AESC前,远景通过EnOS™将已有的如风力发电、太阳能、储能和智能楼宇业务打通,以实现智能化控制和协同。AESC是它将该智能系统扩至动力电池端的重要一环。从而它初步搭建起从能源的生产(发电)、能源的载体(动力电池和储能)、能源的供需分配(通过大数据云端匹配电网需求的动态平衡)到能源的消费(用户侧)的生态闭环。
它能带来的最直观的效应体现在安全和成本上。安全层面,AloT通过实时监控大数据模型判断电池的状态,实现电池的主动安全。成本层面,贯穿发电、储能、能源分配和消费的EnOS可降低物料、运营、人力、研发成本,提高电池良率,最终到2025年将电池成本降到50美元/千瓦时。
至此,远景AESC不再是一家单纯的电池供应商,电池也不止是电池,而是成为能源物联网的组成部分,发挥用能,储能,发电的的多元价值属性,同清洁能源系统有机融合,为碎片化的可再生能源网络提供动态平衡。
安全和智能加身,它能够拿下国内多大的市场,正在随着时间显现出答案。投产在即的NCM811电池,将率先揭开远景AESC的神秘面纱。