针对智慧出行应用电池三大痛点,村田给出了哪些解决方案?

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车载应用中大量使用电池(如下图),随着智慧出行概念的继续发酵以及EV/EHV、ADAS市场的发展,汽车用电池场景还会继续增加;另外,与EV市场同步发展的两轮代步应用市场,规模绝对不容忽视,在车用电池市场中同样举足轻重。

图1:汽车应用中的村田电池

汽车应用中的村田电池

由于使用环境严苛,稳定、可靠和安全是汽车行业不变的追求,车用电池无疑逃不过这道紧箍咒;而面对快速发展的新兴市场,电池产品和技术还常常处在被市场需求领跑的阶段。满足这两方面需求足以让电池厂商压力山大。

个人代步应用中的村田电池

个人代步应用中的村田电池

2020慕尼黑电子展期间,村田制作所就车用电池技术常见的3个痛点,介绍了村田的解决方案和技术市场布局。 村田工程师还用实际案例介绍了村田在车用电池安全性方面的技术和市场策略。

三个痛点

痛点1:TPMS

胎压监测(TPMS)用电池,在轮胎内部高温和连续不规则振动的情况下,如何保持传感器供电的稳定?

痛点2:车载备用电源

车载备用电源需要经久耐用,但却普遍不具备温控条件,如何在恶劣环境下(高温)确保系统的稳定性和安全性?

痛点3:电动两轮车型

高端和高性能电动两轮车型的体积有限的小型电池包中,如何做到更多的体积能量密度或体积功率密度,同时提供很好的“电芯一致性”来确保电池包的性能表现。

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村田耐热型电池温度范围可以达到-40℃至125℃

TPMS(胎压监测系统)通常使用纽扣电池,为系统使用的压力传感器提供电源。由于频繁的刹车、制动、转向操作,摩擦生热,轮胎内高温考验电池的耐热性;另外,轮胎振动容易导致电池漏液。

在轮胎内部高温和连续不规则振动的情况下,如何保持传感器供电的稳定?解决这个痛点,村田给出了针对性的产品方案。

首先,村田耐热性纽扣电池具有非常优秀的温度特性(下图),有多个型号的、运行温度范围在-40℃至125℃的产品可供选择。

村田耐热型电池温度范围可以达到-40℃至125℃

村田耐热型电池温度范围可以达到-40℃至125℃

另外,村田纽扣电池具有优异的防漏液结构设计,凭借40多年经验的结晶,电池边缘特殊的J形防漏垫片,可以有效降低电池在振动时出现漏液情况的几率。

电池边缘特殊的J形防漏垫片可以有效降低电池在振动时出现漏液情况的几率。

电池边缘特殊的J形防漏垫片可以有效降低电池在振动时出现漏液情况的几率。

图7

e-Call、T-box等车载设备逐渐成为现代汽车的标配,其备用电源需要经久耐用,但设备中却普遍不具备温控条件,因此电池的高温稳定性和安全性显得极为重要。

电池的高温稳定性,来源于电池制造中对原材料品质的高要求,以及始终不懈对杂质的控制。杂质越少,电池性能才越能接近理论值,并满足:

  • 高温放电稳定
  • 高温循环寿命长
  • 钢针穿刺实验不着火不冒烟,并能够控制穿刺短路状态的温升,减少引燃其它物料的风险(比如线路板或机壳)

对电池来讲,高温越稳定,安全性就越好,在恶劣环境下(高温)系统的稳定性和安全性也相应更高。据村田(中国)投资有限公司产品市场部能源产品企划科高级工程师吴寅飞介绍,凭借优异的技术性能和安全性,目前村田在欧洲市场车用T-Box电池中占据主导市场份额。

图8

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针对高端和高性能电动两轮车型,村田也有针对市场痛点的解决方案。

两轮代步应用本质上需要小而轻的电池,此时(特别是在高端、高性能电动车型下)最需要解决的是续航能力.vs.速度的矛盾。

也就是说,体积有限的小型电池包中,如何做到更多的体积能量密度或体积功率密度,同时提供很好的“电芯一致性”来确保电池包的性能表现。

图10

村田的两款功率型电池,能够兼顾输出功率和能量密度,已经为国际知名电动自行车厂商长期供应锂电池,在运动越野型电摩托、混合动力摩托车中均有实际应用。

2020慕尼黑电子展期间,村田(中国)投资有限公司产品市场部能源产品企划科高级工程师吴寅飞介绍了对电池行业发展的看法,并用实际案例介绍村田在电池安全性方面的产品和市场策略。

1. 您怎么看待电池安全问题?

锂电池是1991年发明的,到现在有三十年的历史,业内对电池的安全也已经有了一个完整的认知体系,并且积累了大量的解决方案和经验。但是,实际上很遗憾,我们还能在新闻中看到很多锂电池自燃事故的报道,类似事故多次发生。

这样的事故可能是因为厂家为了追求一些极致的性能而妥协某些安全相关的设计指标;也可能是成本导向的开发模式牺牲了部分安全性。这些情况都可能造成市场和消费者对电池技术的担忧。

村田永远会把电池的安全性放在第一位。我们新产品的开发模式总是在保证电池安全性的前提下提升其它方面的性能。村田甚至会帮助客户完善电路保护设计,让每一个消费者可以放心使用搭载村田电池的产品。

2. 村田在电池安全方面做了哪些工作?

以村田的磷酸铁锂电池为例。大家都知道磷酸铁锂比较安全,这是因为这种材料比较稳定,在五六百度高温下都不容易分解,而传统的三元锂电池在两百度左右情况下就容易分解,产生氧气。氧气加上高温和其它可燃物质,容易达成自燃的条件。磷酸铁锂高温下不容易分解和产生氧气。这是磷酸铁锂这种材料相比更安全的根本原因。

但是,实际情况是,许多电池厂家的磷酸铁锂材料,受制于成本制约,或者是工艺上的制约,或多或少都会含有杂质。杂质对电池性能带来不好的影响,比如性能衰退,电阻过高,甚至会引发一些安全事故。所以我们在新闻中还是会看到搭载磷酸铁锂电池的电动大巴发生自燃事故。

村田的做法是,通过使用独特的生产工艺,在原材料阶段就保证很高的纯度。村田在磷酸铁锂电池的一个重要指标“循环寿命”方面,目前是市场上主流产品的三到四倍,可以做到两万多次循环;并且在高温情况下循环寿命也是行业同类产品的六七倍。对于电池来说,高温稳定性、耐久性越好,安全性也就越高。

图11

揭秘村田“智”制造系列,将为您呈现更多2020上海慕展村田现场专访与专题宣讲内容,敬请关注后续报道:

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文章转载自: Murata村田中国

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