新能源汽車電池關(guān)鍵技術(shù)故障及其創(chuàng)新解決方法的研究與實(shí)踐

李貴麒

摘 要：電池作為新能源汽車的關(guān)鍵技術(shù)，是新能源汽車代替?zhèn)鹘y(tǒng)燃油汽車的核心，是新能源汽車的發(fā)展動(dòng)力。但是目前的新能源汽車電池仍然存在很多問題，如續(xù)航能力較差、充電速度較慢，技術(shù)研發(fā)人員應(yīng)當(dāng)積極的改善和解決這些問題，促進(jìn)新能源汽車的可持續(xù)發(fā)展，從而推動(dòng)汽車行業(yè)朝向綠色發(fā)展。基于此，本文將分析當(dāng)前新能源汽車電池技術(shù)中存在的故障，并提出技術(shù)創(chuàng)新的方法和策略，促進(jìn)我國(guó)資源利用的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 電池 技術(shù)創(chuàng)新 存在故障 策略

Research and Practice on Key Technical Failures of New Energy Vehicle Batteries and the Innovative Solutions

Li Guiqi

Abstract：As the key technology of new energy vehicles， batteries are the core of new energy vehicles replacing traditional fuel vehicles and the driving force for the development of new energy vehicles. However， the current new energy vehicle batteries still have many problems， such as poor endurance and slow charging speed. Technical research and development personnel should actively improve and solve these problems， promote the sustainable development of new energy vehicles， and thus promote the automotive industry toward green development. Based on this， this article will analyze the current faults in the battery technology of new energy vehicles， and propose methods and strategies for technological innovation to promote the sustainable development of resource utilization in our country.

Key words：new energy vehicle， battery， technological innovation， failure， strategy

1 引言

當(dāng)前社會(huì)倡導(dǎo)綠色出行、環(huán)保節(jié)能，新能源汽車逐漸進(jìn)入了市場(chǎng)，新能源汽車的核心技術(shù)是電池的開發(fā)，電池的技術(shù)開發(fā)將會(huì)影響新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度。但是新能源汽車的電池存在明顯的技術(shù)故障，這嚴(yán)重制約著新能源汽車在市場(chǎng)的發(fā)展。想要真正的提高新能源汽車的使用性能，增加新能源汽車的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，需要不斷創(chuàng)新電池技術(shù)，針對(duì)性的解決電池目前存在的問題，促進(jìn)新能源汽車的良性發(fā)展。

2 新能源汽車電池關(guān)鍵技術(shù)存在的故障

2.1 安全問題

新能源汽車的電池安全問題并非僅存在我國(guó)，特斯拉作為新能源汽車的領(lǐng)頭羊在電池方面也存在這一問題。在2019年5月3日，一輛特斯拉汽車由于Amphenol H4的連接器出現(xiàn)斷開現(xiàn)象，導(dǎo)致太陽(yáng)能的電池板被大量的熱量聚集，導(dǎo)致電池自燃。新能源電池在交換電的過(guò)程中，鋰離子動(dòng)力電池的熱量失去控制，極其容易出現(xiàn)自燃，從而引發(fā)起火事件。

2.2 充電較為困難

新能源汽車電池的充電方式主要有三種，分別為有線傳導(dǎo)式、無(wú)線感應(yīng)式和更換電池式，有線傳導(dǎo)式作為主要的充電方式，比起傳統(tǒng)的燃油汽車，充電時(shí)間較長(zhǎng)。而無(wú)線傳感式在充電過(guò)程中耗損較大，并沒有做好方便、經(jīng)濟(jì)、實(shí)惠;電池更換式的充電方式僅適合小型電動(dòng)汽車，對(duì)于大型的電動(dòng)客車并不適用。太陽(yáng)能充電板在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)電效率較低，在陽(yáng)光曝曬的情況下也僅僅有幾公里的續(xù)航，還會(huì)加大電池的生產(chǎn)成本，而且存在一定的安全隱患。

2.3 電池續(xù)航時(shí)間短

新能源汽車與燃油汽車最大的不同就是動(dòng)力來(lái)源的不同，雖然新能源汽車的具有對(duì)環(huán)境友好、不排放污染氣體的特點(diǎn)，但是由于當(dāng)前的電池技術(shù)并不成熟，電池存在著電池密度偏低的問題，燃油汽車在進(jìn)行行使的過(guò)程中只需要進(jìn)行一次能源補(bǔ)充，而對(duì)于新能源汽車來(lái)說(shuō)，補(bǔ)充能源的次數(shù)就需要增加至二到三次，而且能源補(bǔ)充的地點(diǎn)還比較固定，補(bǔ)充的時(shí)間還比較長(zhǎng)，影響汽車的正常使用。

2.4 電池裝配技術(shù)

從國(guó)內(nèi)新能源汽車發(fā)展程度上來(lái)看，相比于國(guó)外的新能源汽車發(fā)展，我國(guó)的新能源汽車的整體水平并不是很高，雖然有個(gè)別的先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位，但是卻也是僅僅局限在小部分的企業(yè)中，大部分企業(yè)的技術(shù)水平并沒有達(dá)到人民群眾的用車需求。大部分的新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)都在對(duì)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行模仿或者改裝，而這些產(chǎn)品也確實(shí)有著尺寸不符、適應(yīng)性差、可靠性不高的問題，阻礙新能源汽車的發(fā)展。

3 解決新能源汽車電池關(guān)鍵技術(shù)故障的方法及創(chuàng)新策略

3.1 對(duì)現(xiàn)有的電池容量進(jìn)行針對(duì)性的升級(jí)

從目前的新能源汽車的發(fā)展情況來(lái)看，新能源汽車普遍出現(xiàn)的問題就是汽車可供行駛的里程與燃油車相比具有較大差距。而針對(duì)這一情況最好的解決方法就是對(duì)電池進(jìn)行升級(jí)，最大化的提升現(xiàn)有電池的容量，為新能源汽車的發(fā)展提供基礎(chǔ)。

例如新能源汽車的技術(shù)研發(fā)人員可以通過(guò)對(duì)構(gòu)成電池材料進(jìn)行改變的方式，來(lái)對(duì)電池的容量進(jìn)行升級(jí)，從而提升汽車的性能。在對(duì)電池的材料進(jìn)行選擇的過(guò)程中，首先需要考慮的問題就是，要在保障新能源汽車的電池可以在汽車長(zhǎng)時(shí)間的行駛時(shí)，不會(huì)因?yàn)殡姵刎?fù)荷過(guò)大而溫度過(guò)高，從而導(dǎo)致電池變形問題的發(fā)生。針對(duì)于這種問題技術(shù)人員可以選擇散熱性能好、導(dǎo)熱快的導(dǎo)熱快的材料作為電池的基礎(chǔ)材料，不僅如此還應(yīng)該將基礎(chǔ)材料作為底層，在基礎(chǔ)材料的上方放置壓實(shí)密度高、導(dǎo)電性較好、可延展性強(qiáng)的升級(jí)型材料。這兩種材料的運(yùn)用就可以做到對(duì)電池的容量進(jìn)行針對(duì)性的升級(jí)，從前一種材料本身來(lái)說(shuō)，此種材料主要應(yīng)用在電池的內(nèi)部，由于電池的內(nèi)部空間有一定限制，因此此種材料可以最大化的對(duì)電池的容量進(jìn)行擴(kuò)大;對(duì)于后一種電池來(lái)說(shuō)，其可以很好的降低傳統(tǒng)電池普遍應(yīng)用的膠水以及導(dǎo)電材料的使用比例，因此兩種材料的直接用途就是對(duì)電池內(nèi)有限的空間進(jìn)行了進(jìn)一步的壓縮，壓縮以后的空間就可以對(duì)儲(chǔ)能材料進(jìn)行堆放，這樣就可以對(duì)電池的容量進(jìn)行提升，而且值得注意的是新材料的利用可以提升電池的使用效率，將原有的充電時(shí)間進(jìn)行進(jìn)一步的縮短。對(duì)電池容量進(jìn)行提升的另一個(gè)方面就是可以選擇厚度反彈能力不強(qiáng)的電磁化材料作為電池的內(nèi)部材料，這樣可以在新能源汽車電池大量的充電與放電的過(guò)程中，盡量減少充放電材料的放大和縮小對(duì)電池內(nèi)部材料的影響，而且這樣也能對(duì)電芯、電路以及其它零件保留更多的空間，從而對(duì)電池的容量進(jìn)行有效的升級(jí)，同時(shí)也可以對(duì)電池的壽命進(jìn)行延長(zhǎng)，提升新能源汽車的用戶滿意度。

3.2 改變現(xiàn)有的新能源汽車裝配技術(shù)進(jìn)行升級(jí)

新能源汽車在國(guó)家有關(guān)政策的支持下正處于快速發(fā)展的新時(shí)期，但是當(dāng)前新能源汽車的技術(shù)并沒有趨于成熟，對(duì)于新能源汽車來(lái)說(shuō)最重要的部分莫過(guò)于汽車的動(dòng)力系統(tǒng)，也就是電池。電池的發(fā)展決定著新能源汽車的發(fā)展下限，從目前的情況來(lái)看，電池的主要構(gòu)成材料以及其供配電方式還是沒有較大程度的突破，這時(shí)如果可以對(duì)新能源汽車電池的裝配技術(shù)進(jìn)行針對(duì)性的升級(jí)，那么這也可以成為提升新能源汽車性能的重要途徑。

例如對(duì)于新能源汽車行業(yè)的中小企業(yè)來(lái)說(shuō)，可以在汽車電池裝配的前期對(duì)相應(yīng)的圖紙進(jìn)行有效的優(yōu)化。如果企業(yè)想要進(jìn)行長(zhǎng)足的發(fā)展，那么一定要從企業(yè)本身的情況出發(fā)，對(duì)新能源汽車電池進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的制定，而不是盲目與新能源汽車市場(chǎng)上的主流裝配技術(shù)進(jìn)行一味的效仿。在與企業(yè)的發(fā)展需要進(jìn)行適應(yīng)的基礎(chǔ)上，技術(shù)人員就要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的內(nèi)容進(jìn)行有針對(duì)化的升級(jí)和更新，在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)完成后，技術(shù)人員還需要按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)的要求對(duì)裝配工作進(jìn)行多次的實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行實(shí)際的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，從而保證每一項(xiàng)數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性，這樣就可以使得電池的裝配技術(shù)得到有效的提升;從另一方面考慮，對(duì)于大型的新能源汽車制造企業(yè)的電池裝配情況來(lái)看，大型企業(yè)已經(jīng)掌握了一些汽車的制造和生產(chǎn)技術(shù)，因此這時(shí)企業(yè)就需要對(duì)電池的裝配技術(shù)進(jìn)行有效的升級(jí)，而且還可以加強(qiáng)中小企業(yè)之間的交流合作，以技術(shù)交流為合作的基礎(chǔ)，促進(jìn)雙邊企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。大型企業(yè)可以借助雙邊發(fā)展的關(guān)系讓中小企業(yè)為其進(jìn)行汽車零配件的生產(chǎn)工作，讓雙方企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)得到深度融合，提升新能源汽車的發(fā)展規(guī)模，同時(shí)最重要的是可以借此對(duì)裝配技術(shù)和運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行針對(duì)性的提升，做到可以適應(yīng)其他的裝配系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)要求，讓企業(yè)可以以更加良好的秩序持續(xù)進(jìn)行發(fā)展，保障了裝配技術(shù)的研發(fā)能力。

3.3 加強(qiáng)新能源汽車電池的保障措施

雖然當(dāng)前處于新能源汽車高速發(fā)展的重要階段，但是新能源汽車與燃油車之間確是還是有著較大的差距，由于新能源汽車的發(fā)展時(shí)間較短，因此在今后的發(fā)展階段，一定會(huì)有越來(lái)越多的新能源汽車電池被研究出來(lái)，而新技術(shù)可能會(huì)對(duì)汽車的品質(zhì)進(jìn)行提升，但是與之相伴隨的就是汽車電池的不穩(wěn)定因素也會(huì)有所增加，因此加強(qiáng)新能源汽車的保障措施，就是新能源汽車發(fā)展的重要依據(jù)。

例如新能源汽車企業(yè)可以進(jìn)行專業(yè)的電池檢查團(tuán)隊(duì)設(shè)立，電池檢查團(tuán)隊(duì)的檢查標(biāo)準(zhǔn)要與國(guó)家有關(guān)新能源汽車電池的制度保持一致，并且還要與企業(yè)自身的情況進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，讓企業(yè)的檢查情況和檢查能力得到最大程度的發(fā)揮;而且檢查團(tuán)隊(duì)還可以與當(dāng)?shù)氐母叩仍盒＿M(jìn)行合作，再提升檢查團(tuán)隊(duì)專業(yè)能力的基礎(chǔ)上，也可以很好的解決高等院校畢業(yè)生的就業(yè)問題，企業(yè)的管理人員也要定期召開安全檢查會(huì)議，讓檢查團(tuán)隊(duì)提高重視程度，并且最好可以在潛移默化中對(duì)檢查人員的工作態(tài)度進(jìn)行改變，從而提升電池檢查的專業(yè)技術(shù)和能力，讓新能源汽車電池的安全生產(chǎn)得到保障。

3.4 增加電池技術(shù)的科研投入

新能源汽車電池的發(fā)展一直不慍不火的根本原因就是缺乏資金的投入，由于汽車的其他發(fā)展方面技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，而電池的發(fā)展確實(shí)是一個(gè)很好的提升汽車整體水平的措施。

例如新能源汽車企業(yè)可以設(shè)立專項(xiàng)基金，用來(lái)激勵(lì)研發(fā)人員的研發(fā)能力，促進(jìn)新能源汽車電池相關(guān)的技術(shù)發(fā)展?；饡?huì)的主要任務(wù)就是對(duì)國(guó)際主流的發(fā)展技術(shù)進(jìn)行追蹤，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域快速進(jìn)行開發(fā)，比如專項(xiàng)基金會(huì)可以在電池的能量密度，以及增強(qiáng)電池的適應(yīng)性方面增大基金的投入力度，讓資金的投入可以更好的用在電池發(fā)展所需要的環(huán)節(jié)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電池技術(shù)的創(chuàng)新對(duì)新能源汽車的發(fā)展具有十分重要的意義。我國(guó)應(yīng)當(dāng)不斷加大對(duì)新能源汽車電池技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新的投資力度，從電池的模塊、池包、結(jié)構(gòu)布置、電熱管理等方面對(duì)電池進(jìn)行創(chuàng)新，積極提升電池的使用性能，不斷擴(kuò)大可再生資源在新能源汽車的使用范圍，從而推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的綠色出行理念，更加嚴(yán)格的落實(shí)國(guó)家有關(guān)環(huán)保的各項(xiàng)舉措，針對(duì)性的對(duì)新能源汽車進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而提升新能源汽車在汽車行業(yè)的占有率，減少燃油等傳統(tǒng)能源對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，推動(dòng)我國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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