車載應用中大量使用電池(如下圖),隨著智慧出行概念的繼續(xù)發(fā)酵以及EV/EHV、ADAS市場的發(fā)展,汽車用電池場景還會繼續(xù)增加;另外,與EV市場同步發(fā)展的兩輪代步應用市場,規(guī)模絕對不容忽視,在車用電池市場中同樣舉足輕重。
汽車應用中的村田電池
由于使用環(huán)境嚴苛,穩(wěn)定、可靠和安全是汽車行業(yè)不變的追求,車用電池無疑逃不過這道緊箍咒;而面對快速發(fā)展的新興市場,電池產(chǎn)品和技術(shù)還常常處在被市場需求領跑的階段。滿足這兩方面需求足以讓電池廠商壓力山大。
個人代步應用中的村田電池
2020慕尼黑電子展期間,村田制作所就車用電池技術(shù)常見的3個痛點,介紹了村田的解決方案和技術(shù)市場布局。村田工程師還用實際案例介紹了村田在車用電池安全性方面的技術(shù)和市場策略。
●三個痛點 ● 痛點1:TPMS
胎壓監(jiān)測(TPMS)用電池,在輪胎內(nèi)部高溫和連續(xù)不規(guī)則振動的情況下,如何保持傳感器供電的穩(wěn)定?
痛點2:車載備用電源
車載備用電源需要經(jīng)久耐用,但卻普遍不具備溫控條件,如何在惡劣環(huán)境下(高溫)確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性?
痛點3:電動兩輪車型
高端和高性能電動兩輪車型的體積有限的小型電池包中,如何做到更多的體積能量密度或體積功率密度,同時提供很好的“電芯一致性”來確保電池包的性能表現(xiàn)。
TPMS(胎壓監(jiān)測系統(tǒng))通常使用紐扣電池,為系統(tǒng)使用的壓力傳感器提供電源。由于頻繁的剎車、制動、轉(zhuǎn)向操作,摩擦生熱,輪胎內(nèi)高溫考驗電池的耐熱性;另外,輪胎振動容易導致電池漏液。 在輪胎內(nèi)部高溫和連續(xù)不規(guī)則振動的情況下,如何保持傳感器供電的穩(wěn)定?解決這個痛點,村田給出了針對性的產(chǎn)品方案。 首先,村田耐熱性紐扣電池具有非常優(yōu)秀的溫度特性(下圖),有多個型號的、運行溫度范圍在-40℃至125℃的產(chǎn)品可供選擇。
村田耐熱型電池溫度范圍可以達到-40℃至125℃
另外,村田紐扣電池具有優(yōu)異的防漏液結(jié)構(gòu)設計,憑借40多年經(jīng)驗的結(jié)晶,電池邊緣特殊的J形防漏墊片,可以有效降低電池在振動時出現(xiàn)漏液情況的幾率。
電池邊緣特殊的J形防漏墊片可以有效降低電池在振動時出現(xiàn)漏液情況的幾率。
e-Call、T-box等車載設備逐漸成為現(xiàn)代汽車的標配,其備用電源需要經(jīng)久耐用,但設備中卻普遍不具備溫控條件,因此電池的高溫穩(wěn)定性和安全性顯得極為重要。 電池的高溫穩(wěn)定性,來源于電池制造中對原材料品質(zhì)的高要求,以及始終不懈對雜質(zhì)的控制。雜質(zhì)越少,電池性能才越能接近理論值,并滿足:
高溫放電穩(wěn)定
高溫循環(huán)壽命長
鋼針穿刺實驗不著火不冒煙,并能夠控制穿刺短路狀態(tài)的溫升,減少引燃其它物料的風險(比如線路板或機殼)
對電池來講,高溫越穩(wěn)定,安全性就越好,在惡劣環(huán)境下(高溫)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性也相應更高。據(jù)村田(中國)投資有限公司產(chǎn)品市場部能源產(chǎn)品企劃科高級工程師吳寅飛介紹,憑借優(yōu)異的技術(shù)性能和安全性,目前村田在歐洲市場車用T-Box電池中占據(jù)主導市場份額。
針對高端和高性能電動兩輪車型,村田也有針對市場痛點的解決方案。 兩輪代步應用本質(zhì)上需要小而輕的電池,此時(特別是在高端、高性能電動車型下)最需要解決的是續(xù)航能力.vs.速度的矛盾。 也就是說,體積有限的小型電池包中,如何做到更多的體積能量密度或體積功率密度,同時提供很好的“電芯一致性”來確保電池包的性能表現(xiàn)。
村田的兩款功率型電池,能夠兼顧輸出功率和能量密度,已經(jīng)為國際知名電動自行車廠商長期供應鋰電池,在運動越野型電摩托、混合動力摩托車中均有實際應用。
2020慕尼黑電子展期間,村田(中國)投資有限公司產(chǎn)品市場部能源產(chǎn)品企劃科高級工程師吳寅飛介紹了對電池行業(yè)發(fā)展的看法,并用實際案例介紹村田在電池安全性方面的產(chǎn)品和市場策略。
您怎么看待電池安全問題?A
鋰電池是1991年發(fā)明的,到現(xiàn)在有三十年的歷史,業(yè)內(nèi)對電池的安全也已經(jīng)有了一個完整的認知體系,并且積累了大量的解決方案和經(jīng)驗。但是,實際上很遺憾,我們還能在新聞中看到很多鋰電池自燃事故的報道,類似事故多次發(fā)生。
這樣的事故可能是因為廠家為了追求一些極致的性能而妥協(xié)某些安全相關(guān)的設計指標;也可能是成本導向的開發(fā)模式犧牲了部分安全性。這些情況都可能造成市場和消費者對電池技術(shù)的擔憂。
村田永遠會把電池的安全性放在第一位。我們新產(chǎn)品的開發(fā)模式總是在保證電池安全性的前提下提升其它方面的性能。村田甚至會幫助客戶完善電路保護設計,讓每一個消費者可以放心使用搭載村田電池的產(chǎn)品。
村田在電池安全方面做了哪些工作?A
以村田的磷酸鐵鋰電池為例。大家都知道磷酸鐵鋰比較安全,這是因為這種材料比較穩(wěn)定,在五六百度高溫下都不容易分解,而傳統(tǒng)的三元鋰電池在兩百度左右情況下就容易分解,產(chǎn)生氧氣。氧氣加上高溫和其它可燃物質(zhì),容易達成自燃的條件。磷酸鐵鋰高溫下不容易分解和產(chǎn)生氧氣。這是磷酸鐵鋰這種材料相比更安全的根本原因。
但是,實際情況是,許多電池廠家的磷酸鐵鋰材料,受制于成本制約,或者是工藝上的制約,或多或少都會含有雜質(zhì)。雜質(zhì)對電池性能帶來不好的影響,比如性能衰退,電阻過高,甚至會引發(fā)一些安全事故。所以我們在新聞中還是會看到搭載磷酸鐵鋰電池的電動大巴發(fā)生自燃事故。
村田的做法是,通過使用獨特的生產(chǎn)工藝,在原材料階段就保證很高的純度。村田在磷酸鐵鋰電池的一個重要指標“循環(huán)壽命”方面,目前是市場上主流產(chǎn)品的三到四倍,可以做到兩萬多次循環(huán);并且在高溫情況下循環(huán)壽命也是行業(yè)同類產(chǎn)品的六七倍。對于電池來說,高溫穩(wěn)定性、耐久性越好,安全性也就越高。
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原文標題:針對智慧出行應用電池三大痛點,村田給出了哪些解決方案?(附PPT分享)
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