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裴新彬:铅酸蓄电池仍是主流,汽车起停市场或将迎来黄金发展期

近年来,中国政府对汽车的油耗标准要求日趋严格,在此背景下可有效节省油耗的起停系统逐步成为乘用车型的标准配置。有预测称,2020年国内将有1500万辆新车配置起停系统。未来几年将迎来中国汽车起停电池市场的黄金发展期,市场前景十分广阔。

据了解,汽车起停电池具有很高的技术壁垒,因为起停车需要更加频繁的启动及在怠速时为车载电器供电等要求,对起停电池要比对普通电池有更高的性能要求。目前,市场上大规模应用的起停电池分为EFB和AGM两种,铅酸蓄电池仍是起停电池市场的主体,市场份额约占90%,锂电池市场占比还非常小。

起停电池领域内,目前国内品牌主要有风帆、骆驼、双登、超威、南都、天丰等,国外品牌主要有瓦尔塔、德国MOLL、汤浅、博世、江森自控等。在近期举行的中国国际铅酸蓄电池高峰论坛上,风帆研究院主任工程师裴新彬介绍了汽车起停系统电池技术的发展趋势,并分享了多年来在汽车起停系统电池领域的研究成果与创新实践。

 

起停系统装配率大幅提升

据裴新彬介绍,美国从2012年开始推广汽车起停系统,装配率于2017年有了大幅度提高。他表示,到目前为止,装备发动机起停系统是降低汽车排放最易实施、效果最明显的方法。目前起停系统在发达国家已经普遍推广,预计到2020年欧洲的起停系统装配率可达90%,美国的起停系统装配率可达57%。

而从中国市场来看,起停系统装配率也在迅速增加。裴新彬给出的数据是:2012年国内汽车起停系统的标配率仅10.24%,到2018年已经达到56.29%。具体来看,目前国内的合资品牌汽车如奔驰、宝马、奥迪、大众、通用等已经将起停系统作为标配,其中高端的汽车品牌基本使用AGM电池,大众、日系车大部分使用EFB电池,国内自主品牌的主流车型也使用EFB电池。

随着2020年汽车国六标准的实施,起停技术将成为车企降低油耗的首选之一,作为起停系统核心的起停电池将受到更多的关注。”裴新彬作出判断,同时他也指出,爆发的起停电池市场也将受到更多的监管。

 

结构与应用的不同

AGM与EFB两种蓄电池的内部结构所有不同。AGM全称为贫液阀控吸附式玻璃纤维棉隔板铅酸蓄电池,是一种贫液电池。其电池内部采用吸附式玻璃纤维棉做隔板,能充分吸附充足的电解液,通过贫液式紧装配,保证了活性物质固定在玻璃纤维垫中,防止活性物质的脱落,同时也保持内部无电解液流动,这在很大程度上避免蓄电池出现“电解液分层”现象,使电池在电化学反应周期中拥有更高的电容量稳定性。这样无论AGM蓄电池立式还是卧式都可以正常工作。

而EFB则是一种富液加强型铅酸蓄电池,最早始于欧洲德国。其内部结构与AGM蓄电池不同,是在原来普通铅蓄电池的基础上研发而来,主要通过创新升级板栅、隔板与相关配方来提升电池性能。

AGM与EFB蓄电池分别应用在不同的车系中。AGM蓄电池在欧系品牌车辆上配置居多。目前,德系、美系车都在主推AGM技术,如奔驰、宝马、奥迪、保时捷、大众等车型。而EFB蓄电池主导车系多为日系品牌,丰田等。

与普通电池相比,构成AGM蓄电池的单一物质在进入电解池之前已被压缩,这使它能有效地对抗震动。AGM蓄电池虽然价格稍贵,但在性能上却有诸多优势,包括:卓越的启动性能、更高的充电接受能力、更好的低温冷启动性能、更长的使用寿命以及更出众的节能减排效果。

而EFB蓄电池作为普通铅蓄电池的升级版,新材料、新技术和新设备的投入,保证了EFB蓄电池的性能和稳定,它在使用寿命、低温启动和水损耗等方面都有了很大提升,在实际生活中也得到了广泛应用。

综合比较,EFB蓄电池适用于没有智能充电管理的带起停系统的车型;如果车子带有交流发电机智能管理系统时,就更适合用AGM电池。

 

性能更优的起停电池

裴新彬表示,从技术上来讲,与传统的电池相比,起停系统对EFB电池性能提出更高的要求:较高的循环寿命,较普通蓄电池提高2~3倍;比较高的低温高倍放电性,较普通电池提高25%以上;较高的安全性,需要考虑EFB电池的功能设定等问题;较好的动态充电能力,能够适应起停汽车的充电策略,在不同的荷电情况下快速完成自身的动能补充;较好的一致性。

为了满足降低油耗和排放的需求,目前汽车充电系统采用智能充电,主要依据电池电量、温度进行动态调整。裴新彬讲解到,起停系统是通过在电池的负极安装EBS装置来实现,装置采集电池电压、电流温度然后确定电池的SOD值。

裴新彬谈到,为了提高电池的循环寿命,要选择合适的板栅类型,有拉网板栅、冲孔板栅、浇铸板栅、连铸板栅等。为了提高电池的低温放电能力,要增加板栅的放电面积。

我们最新研发的EFB电池,还设置了搅拌的装置,称为导流槽,这种导流装置能够起到混淆上下部胆结液密度的作用,以达到缓解电解液分层的目的,该装置也得到大众实验室的认可。”裴新彬讲解说。

在研发中,裴新彬还考虑到蓄电池亏电的问题。有调查数据显示,在关于汽车蓄电池的各种投诉中,涉及电池亏电的情况占比比较大。

首先要注重EFB电池的亏电问题,电源匹配有问题也会影响EFB电池的使用寿命。”裴新彬表示,“我们在生产EFB电池的时候,都经过了严格的起停测试,即便换了原装电池之后,起停系统依旧正常。”

此外,裴新彬还谈到了采用双电池系统的轻混汽车,这种双电池系统包括一只12V蓄电池(AGM或EFB)和一套48V锂电池系统。

下一步轻混汽车和混动汽车市场即将到来,EFB电池的应用量将会更大。”对于未来中国市场起停电池的发展方向,裴新彬作出了更多的展望。


                                                       来源于:电池中国网


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