我国快充锂离子电池的应用概况
来源：宝鄂实业
2019-08-03 19:48
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目前快充锂离子动力电池的应用主要集中在电动公交车领域，电动出租车暂时没有成功的应用实例。在快充型电动公交车推广和应用过程中，以CATL、微宏公司、珠海银隆和盟固利为首的一部分企业凭借核心竞争力，在各自的技术路线中耕耘多年，成为快充电池领域的佼佼者。
CATL的磷酸铁锂/快充石墨电池体系能量密度约70~75 kWh/kg，可以实现10~15 min充电，循环寿命可达10 000次以上，而且电池系统成本低，相对比较安全。但磷酸铁锂体系即使解决了导电性差、离子扩散速率慢等问题，仍存在振实密度小、低温性能差、单体一致性差等先天不足。
微宏公司的三元材料/多孔硬碳电池体系能量密度约60~65 Wh/kg，可以实现10~15 min充电，循环寿命5 000~6 000次，成本较高，不足之处为高电压下发生副反应可能较大。
由北京市科学委员会支持、盟固利承担的“快速充电动力电池产业化关键技术研究”课题圆满完成各项工作，可实现10min快速充电能力的快充电池系统。该项研究成果荣获2015年北京市科学技术1等奖。在此介绍快充项目中的2个实例，以便对快充锂离子电池技术的应用推广有更为深刻的理解。
1. 北京小营快充纯电动项目
北京小营快充纯电动公交项目自2015年1月起开始投入运行，采用福田欧辉12m车型，搭载盟固利快充动力电池，电池系统共有8箱电池，通过7并144串组装而成，电池系统容量和电压为533V/245Ah，总电量为130KWh。主要使用16台充电机，功率是380kW，最大输出电流400A。
经过一年多时间的运行，车辆最大运行里程已达6.4万km，平均运行里程约4.5万km。每辆车运行里程约60km后回站(如图4所示)充电，平均每分钟充入约4kWh电量，平均充电时间为15min左右。
电池系统在快速充电过程中，平均温升6 ℃，电池系统工作稳定。热管理设计为电池系统提供了良好的工作温度环境，保证电池系统一直处于较合理的工作温度环境，确保了车辆的稳定运行。
通过对小营快充电池进行返厂检测，从容量衰减上来看，小营快充电池在运行14个月的时间里容量衰减率为5.2%（详情见表4），相当于第1年运行的衰减率在4.5%左右。理论上讲电池的容量衰减在最初的阶段幅度最大，后期逐步平缓，因此基本可以判断，小营快充项目的电池可以保证5年容量保持率在80%以上。
2 .张家口崇礼、赤城快充纯电动公交项目
作为2022冬奥会新能源示范项目，河北省张家口地区自2015年底搭载盟固利25Ah电池（3并156串，43kWh电量）的快充纯电动公交车共41辆，分布在河北省崇礼县和赤城县地区。崇礼县是冬奥会的滑雪比赛场地，而赤城县则为温泉旅游圣地。
由于崇礼县及赤城县地处北方山区，冬季最低气温低于-20℃，因此部分车辆搭载了盟固利最新设计开发的宽温区电池，可在满足-30℃的使用要求，在低温下有更加优异的功率性能，电池发热量更低，提高了循环寿命。
搭载宽温区电池的车辆在低温状态 （平均气温-10℃左右，电池温度 0℃~10℃） 下从 30%SOC以160A电流充满电所需时间在20min左右，如果提高充电机功率，充电时间会进一步缩短，宽温区电池允许在 0～10℃之间进行3C的充电策略(详情见图5)，无需加热仅做好保温措施的情况下即可满足充电时间的要求，非常适合在北方及东北高寒地区推广应用。
四、 结语
尽管目前快充锂离子动力电池的应用还处于小范围使用阶段，快充模式为纯电动公交车运行带来了极大的便利，首先电池组配置容量减少，降低了成本；其次，随着搭载电池的体积和重量的减少，提高了车辆的空间使用率和安全性，快充也大大缩短了充电时间，增加了运营收益。但快充技术的全面推广和应用还面临着种种问题，比如大电流充电对局部电网要求较高，快充电池续航里程少、国家补贴幅度小、无法达到免购置税条件增加了购车成本，快充用大功率充电桩技术标准尚未统一、兼容性政策尚未出台。这些都限制了快充动力电池的应用。
然而，在可预见的未来，快充锂离子动力电池的市场规模是巨大的。首先国内城市公交车的优点非常明显，在政府补贴政策的刺激下，到2020年或将达到上亿千瓦时的规模；其次在环保压力下，欧洲城市对交通工具电动化的渴求会更加强烈，而且欧洲油电价差非常大，相对来说电力供应也比较充分，因此预计快充市场会快速增长。
