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新能源汽車黃板車結構及成組技術動力電池作為新能源汽車黃板車的核心部件,不僅直接影響整車的續航里程、安全性、動力性、環境適應性 和長期可靠性等方面性能,同時也決定了整車成本的高低。近年來,雖然新能源汽車滲透率快速提升, 但動力電池在材料體系方面的突破仍然有限,因此結構和成組技術創新的重要性就愈加凸顯。本文主 要從新能源汽車電池結構集成的角度,分析和論述動力電池成組技術的發展方向和面臨的挑戰。 據中國汽車工業協會統計數據,2023年我國新能源汽車產銷分別完成 958.7 萬輛和949.5 萬輛,同比分別增長 35.8%、37.9%,實現產銷兩旺。 根據中國汽車動力電池產業創新聯盟統計數據,2023 年我國動力電池裝車量達到 387.7GWh,同比增長 31.6%。 雖然近幾年新能源汽車產銷量和動力電池裝機量都實現了較大幅度的增長,但是以三元鋰和磷酸鐵鋰為主體的鋰電池材料體系性能并沒有實現突破,而是步入相對穩定的發展階段。 相反,Pack 層級結構和成組技術的創新成果豐碩,有力的推動了行業的快速發展和進步。 新能源汽車動力電池是機械、電氣、電化學和熱力學等多學科交匯耦合的部件,在整車上應用面臨著來自內部和外部多重因素的疊加影響,因此其具有較為復雜的結構來 確保自身的強度、安全性、可靠性、熱適應性和效率。 1.電芯結構 電芯作為動力電池的核心部件,是電池系統存儲能量的基本單元,決定著能量密度、功率性能、安全性和壽命等核心性能。電芯從結構形式上劃分,主要有圓柱、方殼和軟包三種
圓柱電芯一般采用鋼殼,尺寸小巧、布置靈活,生產工藝成熟,一致性較高,但存在成組效率低、單體容量小、BMS 管理復雜度高和壽命差的問題。圓柱電芯的主要生產企業有 LG 化學、松下、三星 SDI 等,主要應用車企為特斯拉、現代、保時捷等。 方殼電芯具有易成組、效率高、單體容量大、高安全性等優點,但需要開模,成本高,且工藝設備兼容難度大。方殼電芯的主要生產企業為寧德時代、比亞迪、國軒高科等,主要應用車企有特斯拉、比亞迪、吉利、北汽、蔚小理等。 軟包電芯采用疊片工藝進行裸電芯制作,鋁塑膜熱封裝,尺寸變化靈活,但殼體機械強度低,成組效率低,成本相對較高。軟包電芯的主要生產企業有 AESC、LG 化學、孚能科技等,主要應用車企有雷諾、日產等。 根據乘聯會數據,2022 年國內方殼電池市場占比達到 93.2%,占據絕對優勢。相比之下,圓柱和軟包的市場份額分別為 4.5%和 2.3%。 |