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影響客車業|微宏何欣:從用戶角度思考動力電池系統設計

發布時間:2017年01月11日 16:57 作者:佳楠 來源:客車網
  2016年12月23日,在2016-2017年度中國客車行業發展高峰論壇上,微宏動力系統(湖州)有限公司高級銷售副總裁何欣以《從用戶角度思考動力電池系統設計》為題,發表了主旨演講。具體內容如下:

  我今天主要匯報四個維度的思考,第一電池行業的現狀和趨勢,第二微宏快充電池的一些基本特性和其他鋰電池的對比,第三快充電池目前產業化的情況和我們市場應用的情況,第四對微宏團隊的背景和我們未來的發展規劃做一個匯報。

  在我開始講之前,我想跟大家分享幾個小小的案例,今年在美國舉辦的世界創新論壇上,美國前能源部部長、諾貝爾獎獲得者朱棣文,他提出了對汽車動力電池的一些期望,未來的電池應該可以在滿電的狀態下讓車輛行駛200英里,通過二十分鐘快速充電,讓汽車再行駛100英里。大眾對電動汽車提出的技術要求是充電15分鐘續航300英里。

  實際上在我們現在動力電池的應用中,還是存在非常多的問題,第一個就是續航里程比較短,第一是電池的能量密度不夠高,第二充電速度比較慢,第三成本高,第四在嚴寒酷暑下,電池的性能表現會比較差。比如我在北京的一些朋友,他們在冬天開電動車碰到沒電的情況下,要開到充電站去加電,首先可能要在寒風瑟瑟中排上兩個小時的隊,另外把電池充到大概可以跑還要充半個小時,因此電動汽車在冬天的使用感受基本上是非常差的。我和朋友開玩笑說,買這些電動汽車的用戶可能都要買一個有加熱功能的羽絨服,因為冬天續航里程本來就就會降低,開空調能耗就更大,用戶基本上不敢開空調。

  今年我參加了夏季的百人會論壇,論壇上歐陽明高老師提到,國家制定的戰略就是到2020年我們要推出300瓦時每公斤的鋰電池,但是鋰電池真的做到這么高密度的時候,它的安全性挑戰就變得非常大。特斯拉作為電動車的一個先行者,在今年推出了一款P90D,這個車一次行駛的里程是三百英里。事實上這臺車上電池的壽命基本上只有八百次。這是基于用戶一個星期充一次,在八年的壽命周期里,一共是四百多次電池的需求壽命,這樣八年質保是可以做得到的。特斯拉在全球也做了很多超級充電站,主要是為了解決我們用戶里程的焦慮,就是我們開到外面的時候,這個車沒有電了,你可以給它快速充電,不過我們跟特斯拉工程師交流下來了解到,他們是非常不希望你去做快充的,因為快充的情況下這個電池壽命衰減特別快。這也說明在不同的材料體系下,電池能不能做快充,取決于它本身的材料體系能不能做到這么長的一個壽命。

  所以快充其實涉及到兩個非常重要的問題,第一就是在快充情況下,壽命到底能做到兩百次,一千次,還是一萬次?第二到底什么叫快,原來的六小時的充電,你把它做到一小時也叫快充嗎?

  微宏一直做得是十到十五分鐘快充,不改變大家在燃油車時代留下這么一個習慣,可以把車開到加油站,中間上個洗手間,這樣的模式我們認為是真正的快充。微宏公司在2008年通過從用戶的使用習慣來進行分析,制定了三大技術研發目標,第一點就十分鐘快速充電,第二點我們動力電池要做到長壽命,同步壽命是汽車工業設計里面的一個準則,我們動力電池的成本現在已經占到整車40%-50%這么一個成本,電池如果不能做到跟整車等壽命,那么這個車的使用成本就實在是太高了。過了三年,四年誰能換得起這個電池?第三點就是安全性的問題。鋰離子電池非常不安全,今年三星的Note7發生爆炸的事情大家都很清楚,那么大家一定很疑問,經過這么多年的發展,為什么像三星這樣的公司還會出現安全問題?就就是因為鋰離子電池本身的化學特性所帶來的,所以微宏在今年3月份,在北京水立方發布了不燃燒電池技術,這個也是我們解決電池安全問題的終極方案。

  這里是我們兩代的電池產品,2009年就推了第一代LpTO鈦酸鋰電池,5-10分鐘可以充滿電,它的壽命是非常優秀的,兩萬次的充放壽命,但它的缺點是能量密度低一些,剛才大家也都提到這個事情了,不過瑕不掩瑜,它應用的范圍還是非常廣的。右邊這一個是我們2013年問世的LpCO鋰電池,它在保留原來鈦酸鋰快充長壽命的優異性能上又做了一些升級,就是能量密度大幅度提升了。而我們將推出的第三代快充電池,能量密度達到了170瓦時每公斤。

  我們把目前世界上主流的一些電池性能做了一些簡單的對比,從這張表上我們可以清晰的看到,鈦酸鋰充電是非??斓模耆鉀Q用戶等候充電時間的問題。隨著大規模的應用,產業化,規?;?,鈦酸鋰的成本也得到了大幅的下調,整個來說產品的綜合性和競爭優勢大大提升了。鈦酸鋰最近很熱門,我這里簡單說明一下,微宏LpTO鈦酸鋰電池的優異性能是來自于哪里。從分子結構來說,左邊的是石墨的粉體,右邊是鈦酸鋰的結構,石墨簡單講就像是一堆撕碎的紙片,它是一層一層的,電池在充放電過程中的過程中,鋰離子在這些層狀結構中的穿梭會導致石墨層狀結構發生坍塌的問題;而鈦酸鋰最大的優秀之處就是它的結構非常穩定,在八年甚至十年的使用過程中,整個晶體結構都可以保持,屬于“零應變”材料。鈦酸鋰電池這么好,但經過這么多年,為什么它沒有得到大規模商業化?其中的原因在于鈦酸鋰電池脹氣的問題,一般的鈦酸鋰電池在前一兩百個循環的時候,就容易發生脹氣,脹氣以后電池就失效了。微宏通過大量的研究,找到了問題的根源,通過對鈦酸鋰粉體以及電解液的改性,把這個脹氣的難題徹底解決掉了。這是在實驗室做的一個微宏LpTO鈦酸鋰電池壽命的測試曲線,大家可以看到它在6C充放的情況下,可以達到兩萬五千次以上的壽命。

  我們的研發團隊有來自美國的,也有來自中國的,我們做的最主要的工作是基于鈦酸鋰材料進行了一系列的升級研發,我們這個團隊在鈦酸鋰電池之后,又推出了第二代,第三代的產品,大大降低了我們生產的成本,還有解決了很多應用上的,包括安全、能量密度以及產業化這幾大難題。所以目前我們在市場上應用已經超過了一萬五千臺,而且非常驕傲的是我們在歐洲的市場份額,占到了整個2015年歐洲的30%的市場份額。

  在中國,我們的應用范圍也是非常廣,搭載微宏電池的大巴車,每一天都在負責大量運營的工作,我們跟佛山聯合打造了華南快充的一個示范基地,這也是我們的客戶在使了快充的大把之后,發自內心地感覺到它確實非常能夠解決我們公交人運營的需求。所以走到今天,我們也非常感謝在座的很多客車行業的朋友,公交行業的朋友,很支持微宏的工作。我們現在一共有兩百零七家公交公司,33家整車廠,都已經跟微宏開展了合作。還有6家其他的,在重工的一些行業,包括港口的一些行業的客戶。

  這是我們2011年最早在重慶投放的一個快充充電站,這個充電站跟我們現在的加油站是一模一樣的款式,車輛在跑幾圈之后回來進行10分鐘的快速充電,完全不影響公交在發車班次,運營調配的習慣。這些車輛已經運行了超過五年,單車累積快充八千次,容量衰減小于7%,通過重慶這么一個項目,也確定了微宏的LpTO鈦酸鋰的地位?,F在我們重慶路上在跑的車輛已經超過了1,500臺。

  這是我們在德國明斯特參加歐洲的宙斯項目,一共是四臺純電動。微宏進入到汽車大國德國的市場,很不容易。明斯特這個項目從全球一共挑選了六家電池供應商,微宏成為了中國唯一的代表。當然,我們在重慶、深圳、蘇州各個地方都有很多的純電動大巴了。北京公交也是從2014年開始,從原來的慢充以及換電全面切換到了快充的模式。目前我們在北京已經交付和在路上運營的車輛已經超過一千臺,這兩年運營下來確實效果非常好,這里有一些公交,我們公交采訪他們的一些語錄,我就不一一去念了,總體來說使用過快充的公交客戶,它的客戶黏性是非常強的,用過了之后都說好。

  我把我們微宏公司的概況做一個介紹,微宏動力成立于2006年12月份,我們現在15,000余臺的電動巴士在線運營,到現在我們產品是零安全事故。

  微宏的前身是做海水淡化和污水處理的,核心技術是納米超濾膜,我們原來的這么一個搞化學、搞材料的團隊,延伸到了動力電池的行業。我們說微宏是為動力電池而生的,因為微宏原來沒有搞3C電池的背景,我們就是從客戶需要去做研發,目標就是快充,長壽命,高安全,讓用戶真正把這個車用得方便,用的省心,用的舒心。

  因為我們在英國有一千臺巴士的運營案例,在今年的6月9日微宏榮獲了英國的《金融時報》轉型創新商業獎,有來自全球140個國家參加了這個獎項的評選,我們是作為中國的唯一代表,這是中國人的驕傲。

  關于未來產業化的計劃,從2017年開始,我們有2GWh的投入,到2019年的8月份,我們會推出300瓦時每公斤的電池產品,這也是跟阿貢實驗室新合作的一款產品,屆時產能達到8G瓦時。

  最后我想跟各位分享一下,我們把動力電池比作一棵大樹,我們覺得它的根就是這三個要素,十分鐘快速充電,長壽命,不燃燒,我們真的把這個根牢牢扎在泥土里之后,我們的能量就可以像上面的枝一樣越長越茂密,但如果三個最根本的東西沒有搞好的話,所有的東西都是虛的。所以我們想跟大家一起來把這個新能源事業,基于把這個根做好。

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