新能源汽車(chē)成為國(guó)家戰(zhàn)略，新能源客車(chē)首當(dāng)其沖，運(yùn)營(yíng)容量大，專(zhuān)業(yè)化管理，都使得新能源汽車(chē)在新能源客車(chē)上突破成為可能，新能源客車(chē)將是破解決新能源汽車(chē)發(fā)展迷局的最重要的窗口。克服困難的過(guò)程，即是行業(yè)發(fā)展的過(guò)程;面臨挑戰(zhàn)的過(guò)程即是突破的過(guò)程。中國(guó)新能源汽車(chē)前瞻前沿技術(shù)工作者，遇強(qiáng)則強(qiáng)，解決問(wèn)題。電池、電機(jī)、電控被認(rèn)為是新能源客車(chē)發(fā)展的三大核心技術(shù)，其中，最大的瓶頸在電池。多年新能源客車(chē)的實(shí)踐應(yīng)用，積累的豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，也積累了豐富的前沿研發(fā)成果。2015年5月20日，北京市政協(xié)會(huì)議中心會(huì)議室，會(huì)議以自由討論的方式進(jìn)行，允許插話，允許討論，允許反駁，一場(chǎng)頂級(jí)專(zhuān)家自由座談會(huì)(陳立泉院士，吳峰、歐陽(yáng)明高、來(lái)小康、邱新平、夏定國(guó)、肖成偉、王兆翔)，談出了前沿專(zhuān)家們的所思所想。

動(dòng)力電池

電池安全管理是電池系統(tǒng)管理的重中之重。以TESLA為例，TESLA在電動(dòng)汽車(chē)電池成組系統(tǒng)管理方面有一定的經(jīng)驗(yàn)可循，盡管TESLA采用的電池是松下瀕臨倒閉電池單體，TESLA在電池成組與系統(tǒng)方面申請(qǐng)了大量專(zhuān)利，公開(kāi)專(zhuān)利分析顯示，TESLA的電池系統(tǒng)由單體電池，冷卻管道，滅火劑管道，傳感通信，電線管道，隔熱層等組成，16個(gè)模塊組成電池系統(tǒng)，底部防彈鋼板，上面加隔熱防火層。熱失控是動(dòng)力電池最常見(jiàn)電池故障，熱失控通常是由單體電池引起的。首先熱失控首先是通過(guò)冷卻管道預(yù)防的，這是電動(dòng)汽車(chē)正常行駛的必要條件。熱失控的第一階段是由單體電池?zé)嵋鸬?，失控產(chǎn)生煙火，第一時(shí)間通過(guò)光纖傳輸?shù)今{駛區(qū)，第一時(shí)間通過(guò)滅火劑管道自動(dòng)噴出滅火劑，消除。熱失控的第二階段是由第一階段熱失控?cái)U(kuò)展造成的，第一階段滅火效果不好，可能激發(fā)整個(gè)電池組單元的滅火劑噴發(fā)，發(fā)揮放大強(qiáng)度的滅火降溫能力。如果第二階段仍然無(wú)法壓制熱失控問(wèn)題，上下隔熱層與安全鋼板的防護(hù)下，讓煙火從旁路噴出，普通外界才會(huì)看到明煙明火。這種多級(jí)熱失控防護(hù)專(zhuān)利設(shè)計(jì)從分層次進(jìn)行安全管理，確保將安全隱患消滅到萌芽階段，讓乘客有足夠的時(shí)間來(lái)應(yīng)對(duì)和撤離。大客車(chē)乘載人數(shù)多，人員撤離慢，電池系統(tǒng)防護(hù)設(shè)計(jì)上更需要考慮傳感器先知，有序撤離，以及充分的撤離時(shí)間。TESLA層層專(zhuān)利，是電池的成組技術(shù)與系統(tǒng)技術(shù)，是值得大客車(chē)電池成組與系統(tǒng)借鑒。當(dāng)然電池組隱患還可能來(lái)自?xún)?nèi)短路與外短路，內(nèi)短路需要通過(guò)儀器進(jìn)行一致性辨識(shí)，提前發(fā)現(xiàn);外短路要精細(xì)化電池外聯(lián)接與外包裝。

成本第一，還是安全第一?兩者都很重要。專(zhuān)家代表說(shuō)，車(chē)載動(dòng)力電池對(duì)商用客車(chē)來(lái)說(shuō)，客車(chē)是大眾公共交通工具，人員裝載容量大，一旦出現(xiàn)問(wèn)題，逃生撤離需要的時(shí)間長(zhǎng);因此，動(dòng)力電池系統(tǒng)管理應(yīng)該首要考慮安全要素，一方面，電池所用材料質(zhì)量要求高，另一方面，電池成組技術(shù)要求高。

安全是底線，可接受的成本才是起跑線。只有在成本符合公交企業(yè)經(jīng)濟(jì)規(guī)則，才可能被接受。因此，在現(xiàn)階段，電動(dòng)汽車(chē)的電池補(bǔ)貼政策是必須的和必要的。電池成本高，電池容量有限，充電時(shí)間長(zhǎng)，是當(dāng)前動(dòng)力電池的固有問(wèn)題，在政府大規(guī)模倡導(dǎo)下得到一定的緩解，全國(guó)各地紛紛制訂純電動(dòng)客車(chē)推廣使用的具體措施。電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展伴隨著基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)進(jìn)步，座談會(huì)中部分專(zhuān)家，直接影響著國(guó)家對(duì)新能源汽車(chē)發(fā)展政策扶持的力度。專(zhuān)家表示，要充分了解公共交通運(yùn)輸?shù)馁?gòu)置成本、使用成本等客觀狀況，制訂出貼合企業(yè)需求，國(guó)家戰(zhàn)略的扶持鼓勵(lì)政策來(lái)。國(guó)家制定了2015-2020年的純電動(dòng)客車(chē)運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼計(jì)劃，就是補(bǔ)貼電動(dòng)客車(chē)采購(gòu)過(guò)程中電池價(jià)格過(guò)高的問(wèn)題，這是以政府力量支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展的鮮明案例。專(zhuān)家表示，有理由相信，未來(lái)幾年電池將取得突破性進(jìn)步，隨著能量密度提升與單位存儲(chǔ)成本的降低，將逐步擺脫補(bǔ)貼困局。

材料學(xué)的專(zhuān)家表示，動(dòng)力電池技術(shù)，其實(shí)主要是電化學(xué)與材料科學(xué)，動(dòng)力電池的開(kāi)發(fā)的難度在于綜合性能的提升比比能量提升更難。專(zhuān)家認(rèn)為，1、按功率設(shè)計(jì)的磷酸鐵鋰電池也是可以快充的，2、在現(xiàn)階段，磷酸鐵鋰的量產(chǎn)成熟度要比三元材料、多元復(fù)合材料更高的;3、從材料層面講，磷酸鐵鋰比三元材料、多元復(fù)合材料具有更高的安全性，但三元材料、多元復(fù)合材料在能量密度方面比磷酸鐵鋰有優(yōu)勢(shì);4、使用相同體系材料的電芯在安全性和其它性能方面是有優(yōu)劣勢(shì)之分的，這種差距有時(shí)還會(huì)很大。電芯研發(fā)和制造在化學(xué)體系選擇、電芯材料研發(fā)、電芯設(shè)計(jì)、測(cè)試驗(yàn)證、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)環(huán)境等方面，都有極為嚴(yán)格的要求;要做好電池，對(duì)電池廠設(shè)計(jì)制造的整體實(shí)力要求很高，投資很大、技術(shù)積累時(shí)間長(zhǎng);6、按照用途不同，電池設(shè)計(jì)有功率型和能量型之分，只有在同類(lèi)型的電池之間比較功率或能量密度才是有意義的。

動(dòng)力電池最普遍的是鋰離子電池，鋰離子電池與鉛酸、鎳氫等電池相比，具有電池電壓高、比容量高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率低、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。鋰離子電池構(gòu)成包含正極材料、負(fù)極材料、電解液、隔離膜和電池外殼(含電極)等幾部分，充放電通過(guò)鋰離子在正負(fù)極之間嵌入和脫出實(shí)現(xiàn)。主流的鋰離子電池主要按照正極材料來(lái)分類(lèi)，有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元(鎳鈷錳混合)、磷酸錳鐵鋰而電池。其正極材料一般是錳酸鋰(東芝)或三元(CATL)。

純電動(dòng)客車(chē)在動(dòng)力電池選擇方面都考慮些什么?事關(guān)公共交通安全，在新能源客車(chē)電池選擇方面應(yīng)有著苛刻的要求，如對(duì)電池供貨前進(jìn)行嚴(yán)格的充放電性能測(cè)試、熱衰退測(cè)試、破壞性測(cè)試等，以盡可能保證電池使用過(guò)程中安全無(wú)憂。從客車(chē)行業(yè)運(yùn)營(yíng)實(shí)踐及大量客戶案例來(lái)看，動(dòng)力電池選擇磷酸鐵鋰體系反復(fù)考量了以下要素，第一、動(dòng)力電池安全特性，選用磷酸鐵鋰安全性能良好，未發(fā)生過(guò)起火、冒煙等安全問(wèn)題。其二，從使用壽命角度，可達(dá)到與車(chē)輛運(yùn)營(yíng)生命周期相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)壽命;其三，在能量密度方面，開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、集成化的電池系統(tǒng)，在保證安全的前提下，可降低系統(tǒng)重量，提高電池系統(tǒng)的能量密度;第四，在充電速度方面，可兼顧速度、效率和安全;其五，環(huán)境適應(yīng)性，系統(tǒng)溫度適應(yīng)性寬，可適應(yīng)高寒高熱地區(qū)，防護(hù)等級(jí)高(IP67)，可在高海拔地區(qū)正常運(yùn)行。

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