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1、Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und

2、 Schnellanschluss-Systeme GmbH4/26/20191back1st pagePrfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior

3、 written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbHReferenzen 07.07.2013Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even

4、if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbHPrfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or dis

5、closure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH07.07.2013Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme

6、 Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH07.07.2013从从1983年以来，德国英诺太科公司致力于根据客户不同的要求研发设计和制作泄漏测试，流量测试仪器和设备。实现交钥匙工程。年以来，德国英诺太科公司致力于根据客户不同的要求研发设

7、计和制作泄漏测试，流量测试仪器和设备。实现交钥匙工程。Since 1983,we have been planning,developing and producing equipment according to our customers requirements in terms of leak and flow measurement as well as leak detection for all technical gases from manual workplaces up to fully automated test stands all from one source.

8、Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und

9、 Schnellanschluss-Systeme GmbH07.07.2013Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written con

10、sent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH07.07.2013Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not

11、 permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH07.07.2013Innomatec 在新能源行业的应用总部：苏州太仓软件园各地办事处：上海 广州 天津北京 重庆 长春Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme C

12、opyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH4/26/20199back1st pagePrfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Helium

13、anlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH4/26/201910back1st pagePrfstnde fr Funktions-un

14、d Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-System

15、e GmbH07.07.2013Innomatec 在新能源行业的应用总部：苏州太仓各地办事处：上海 广州 天津 重庆 长春Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without

16、 our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH07.07.2013Innomatec 在新能源行业的应用总部：苏州太仓各地办事处：上海 广州 北京 天津 重庆 长春Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec R

17、eproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH07.07.2013Innomatec 在新能源行业的应用2015年11月新工厂在太仓软件园开业太仓市副市长参加 开业典礼Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sic

18、htprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH 目录目录一一.背景介绍背景介绍二二.测试设备测试设备三

19、三.测试原理测试原理四四.测试方法测试方法五五.测试步骤测试步骤六六.应用案例应用案例 Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written

20、 consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH 近年来新能源迅猛发展，新能源电池，电机，电机控制器等作为电动汽车的核心部件，其密封性测试直接影响了整车的安全性，为提高密封防水性能，电池盒的外壳防护等级需满足IP67的设计，才能保证其密封防水，不因进水导致短路事故，那么如何才能保证电池包达到IP67的防护等级呢？在测试完成后，需经过包装，运输，卸载，整车装配等一系列过程才能投入市场使用，期间可能存在电箱磕碰变形，最终导致短路冒烟，甚至起火。因此电池，电机，电机控制器等的密封测试非常重要。一一.背

21、景介绍背景介绍Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHM

22、ess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH 密封性测试的重要性 为什么要用压缩空气为介质进行密封测试 对比一下一空气和液体作为介质进行密封性检测的优缺点 空气有可压缩性，且黏度相对较低，这意味着空气通过漏点的速度比液体的要快 100-400 倍。空气本质上没有表面张力。这个特点使它比液体更容易通过小的漏点。然而,也必须考虑到空气可以通过的泄漏，对液体而言可能并不一定会泄漏。但 我们设置一个合理的泄漏标准值即可解决此问题。1.很少的一些湿气都会对电池单元造成影响，降低电池寿命，影响功能的现，因此必须要能够防止水蒸气进入电池单元中。2.电池单元的工艺都是在干燥且干净

23、的环境中进行的，并且电池单元也都需要经过泄漏测试，外部对内的泄漏测试至关重要。Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written cons

24、ent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH 密封性测试的相关论文 u 2015中国汽车工程学会年会关于新能源基于汽车新能源电池的密封测试u 2016年现代汽车工业 发表的基于电动汽车电池的密封性测试u 拟发表论文新能源电机和控制器的气密性检测 2019年完成 传统测试方案 纯电动汽车动力电池组输出电压高达 200 伏以上，电池箱体除保障容纳电池外，还必须有效隔绝操作人员和乘客与电池的接触；电池箱体必须密封防水，防止进水导致电路短路，电池箱体防护等级要求达到 IP67。Prfstnde fr Funk

25、tions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschlus

26、s-Systeme GmbH 密封性测试的重要性 传统测试方法如下：气密性试验 把电机所有孔密封，主要使用密封胶进行密封，只留一个插接件口作为进气口，其余插接件孔堵住，使用气压表控制压力，对电机进口充气，加气压力到200KPa,保压1min，用肥皂水检查是否有漏气的地方。若箱子没有漏气，可以保压，说明电机箱体密封性至少在IP66以上。浸水试验 把电机使用密封胶进行密封，所有插接件孔都用挡板夹密封垫堵上，将整个电池箱体完全浸入一个盛满水的池子中，用支架从箱子上边把整个箱子完全压入水中，保持箱子上表面在水下500mm，保持10分钟。待时间到后取出箱子，打开上盖，看箱体内是否浸水。若箱子内完全干燥，

27、则说明箱体密封性至少达到了IP66以上。若箱子内部进水，则说明密封不够，需查找原因和改进。Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior writte

28、n consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH密封测试相关产品：密封测试相关产品：电机控制器电机控制器;电池电池pack包和电池芯；新能源电机；充电插头；电池冷却系统等包和电池芯；新能源电机；充电插头；电池冷却系统等 Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright i

29、nnomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH 气体泄漏检漏仪气体泄漏检漏仪品牌：英诺太科Innomatec型号:LTC 702 R 特点：控制按键少，界面清晰员工方便掌握自动充气-稳压-测压精度0.1Pa检测结果自动判断数据保存，可外设平台 二二.测试设备测试设

30、备Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-un

31、d Schnellanschluss-Systeme GmbH气体泄漏检漏仪技术参数气体泄漏检漏仪技术参数二二.测试设备测试设备Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted witho

32、ut our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH三三.测试原理测试原理通过热力学定量和伯努利方程得出 Q=泄漏率 ml/min 、p=压差 Pa 、p0=在正常情况下的空气压强(1013.25*103Pa)、V=容积 ml 、t=测试时间 sec。大气压在同一环境下温度不变。通过方程我们可以知道，在体积恒定的情况下，泄漏率Q与压差p成正比。在压差恒定的情况下，泄漏率与体积V成正比，体积越大，Q越大。若产品体积很大时，泄漏量恒定时，压差p较小。在泄漏测试中参

33、数主要分为：充气时间（直接充气和预充气）、稳压时间、测试时间、排气时间、充气压力（预充气压力和充气压力）、测试压力、压力偏差值和判断产品合格与否的极限值（flow/pressure difference）。Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even

34、if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH三三.测试原理测试原理Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduc

35、tion or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH三三.测试原理测试原理Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellansch

36、luss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH四四.测试方法测试方法对于没有充气孔的工件测试(比如fit bit)，将工件放入一个密封的容腔内，容腔需要做一个和产品形状类似的仿形容腔（图中测试容腔），尽量使得被测产品

37、和容腔内壁之间的间隙小。Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen

38、GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH四四.测试方法测试方法 测试仪器的内部原理如图所示，上图中可以看到，先将充气阀打开，将固定压力的压缩空气充入一个仪器内部自带的参考容积，仪器自带的参考容积充入一定量压力的气后，充气阀关闭，测试阀组开，参考容积 的压力就释放到了测试容腔内。如果产品有大漏，那么这个仪器自带的参考容积的气压就会很快的下降，超过我们设定的限定值，就会报警。如果产品有小漏，那么仪器自带的参考容腔的气压就很慢的下降，经过了保压，测试的过程产品的小漏就可以被测到，通常可以测到0.1cc/min 的精度（仪器显示分辨率是 0.01cc/min

39、）。Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-u

40、nd Schnellanschluss-Systeme GmbHPrfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Tes

41、t-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH对比流量法适合对比流量法适合:测试产品容积比较大，泄漏率要求比较小的产品:按照泄漏率和压力变化的伯努力方程计算出的 如果1ml/min 的漏率，压力变化1pa/s的压差法来计算，容积为1688ml也就是说，产品容积超过1688ml后，采用压差法测试1ml/min的漏率就变的困难。正常电池pack等产品的容积可能是10L,100L级别。Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen

42、-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH对比流量法适合对比流量法适合:优点：优点：u 采用高精度质量流量计，精度高，抗干

43、扰性能好。采用高精度质量流量计，精度高，抗干扰性能好。u 对比流量法抵消了部分温度变化对产品测试的影响。对比流量法抵消了部分温度变化对产品测试的影响。u 重复性精度高，测试稳定。重复性精度高，测试稳定。u u 特别适合受温度影响大，容积大，泄漏率要求严格的产品。特别适合受温度影响大，容积大，泄漏率要求严格的产品。u 比如：变速箱壳体，水箱散热器，电池比如：变速箱壳体，水箱散热器，电池pack包包 等。等。缺点：缺点：u 投资成本增加。投资成本增加。Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Hel

44、iumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH1.开启电源，进入界面后选择menu,首先设置使用者登陆 2.选择parameter，进

45、入参数设置界面：用3Kpa的气压，通气时间120秒，稳压60秒，测试60秒五五.测试步骤测试步骤Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior wri

46、tten consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH3.将电池箱在整车上安装完成，并将箱体上各接口安装完毕，确保除平衡阀外的所有接口密封4.电池箱各接口安装完成后，将气管连接到箱体的平衡阀位置的连接头内，点击Start按钮 开始测试。测试OK后将测试结果会自动保存到仪器的测试报告中。Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Sch

47、nellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH客户现场测试图片：客户现场测试图片：Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sic

48、htprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH客户现场测试图片：客户现场测试图片：Prfstnde f

49、r Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellan

50、schluss-Systeme GmbH客户现场测试图片：客户现场测试图片：Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written conse

51、nt!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH客户现场测试图片：客户现场测试图片：Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,

52、is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH客户现场测试图片：客户现场测试图片：Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or di

53、sclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH客户现场测试图片：客户现场测试图片：Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschlus

54、s-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH客户现场测试图片：客户现场测试图片：Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen

55、-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH 注意事项：测试压力通常选择零部件实际工作状态下的压力。然而,测试压力也可根据实

56、际情况调低，如是否有足够压力的气源、安全性、密封夹具设计 的考虑。假设我们要达到液体的不泄漏。首先要确定液体的种类。让我们举两个例子,汽油和发动机 冷却液。在安装平衡阀的时候，注意安装时的扭力，扭力在3NM。设定的气压不能过大，控制在规格正负10%左右。外部的环境温度要控制好，最好在25左右。测试气管的材质要注意，选用硬度强些的气管。测试气管的长度要控制好，最好是在2M内。当发现有漏气时，在没有专业人员的指导时，禁止使用肥皂水或其他方式进行测试。测试的时候，需要带500V绝缘手套。Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Si

57、chtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH注意事项：注意事项：1.在安装平衡阀的时候，注意安装时

58、的扭力，扭力在3NM；2.设定的气压不能过大，控制在规格正负10%左右；3.外部的环境温度要控制好，最好在25左右；4.测试气管的材质要注意，选用硬度强些的气管；5.测试器官的长度要控制好，最好是在2M内；6.当发现有漏气时，在没有专业人员的指导时，禁止使用肥皂水或其他方式进行测试；7.测试的时候，需要带500V绝缘手套。Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright

59、innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH六六 客户案例客户案例：电池包电池壳电池包电池壳气密性检测气密性检测测试规格：测试规格：根据客户和主流厂家的要求，参考国外的指标，目前通用的电池包壳体泄漏标准和测试压力是：1.充气气压：2.5Kpa-3.5Kpa;充

60、气时间：120S;2.稳压气压：2.5Kpa-3.5Kpa;稳压时间：60S；3.泄露率：100Pa;泄漏时间：60S 40ml/min 测试时间：测试时间：测试一个箱体所需时间约3-4min.Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if onl

61、y excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH使用使用Innomatec测漏仪测漏仪LTC-802仪器仪器第一阶段：充气 根据设定好的注入压力数值与时间，设备进行加压压力200-250kPa 打压20秒（根据产品内腔空间大小可调节气压注入时间，保证气压注入完全）第二阶段：稳压 在完成打压后，对产品内的气压稳定45秒，不再输出气压，将内腔的气压值稳定，接近于3kPa。第三阶段：测试 根据设定

62、好的测试时间进行自动测试10秒，设备实时的记 录显示泄漏值，最终作为判定。例如，产品要求3pa/秒以上合格。使用设备引入可以有效解决人员增加，时间过长与测试可靠使用设备引入可以有效解决人员增加，时间过长与测试可靠性。性。Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third partie

63、s,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH六六 客户案例客户案例：电池包电池壳电池包电池壳气密性检测气密性检测测试产品测试产品容积容积测试压力测试压力漏率漏率节拍节拍电池包壳体气密20L4.5kpa40ml/min210s电机整机气密3L0.2bar80ml/min41s电池包水道气密测试8L2.5bar2ml/min56s电机水道气密1.2L2bar4.1m

64、l/min41sPrfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbH

65、Mess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH六六 客户案例客户案例：水冷板气密性检测水冷板气密性检测1.加压加压使用355Kpa气压给水冷系统充气，充气时间60S，气压355Kpa（下限340Kpa，上限360Kpa）2.稳压稳压持续时间120S，检测水冷系统内压强为355Kpa（下限340Kpa，上限360Kpa）3.测量测量检测泄露60S，水冷系统泄露气压100Pa/min4.排气排气排气时间5S使用防爆阀专用工装向防爆阀内填充压缩空气Innomatec配置仪器量程 0-600kpa量程的，兼容高、低压双压力调节,分辨率 1pa,ltc702带曲线的功能充气

66、时间充气时间充气时间充气时间450S充气气压充气气压气压达3.0-3.5Kpa稳压时间稳压时间稳压持续时间60S稳压气压稳压气压箱体气压保持2.5-3.5kpa泄露时间泄露时间泄露60s泄露气压泄露气压压力100pa/minPrfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third part

67、ies,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH电池芯体应用案例：电池芯体应用案例：针对有些客户电池芯的测试，有些客户为了更高效快速的测量产品，可能会选择氦检设备，而有些客户由于成本考虑吧则会选择使用仪器测量。下图为我司电池芯负压测试对比某品牌仪器的测量结果，可以看出从表格数据记录测试一号电池和二号电池重复测量结果，双方数据都比较稳定。从数据的差值看Innoma

68、tec相对而言更加稳定。Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen

69、GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH六六 新能源电机案例新能源电机案例 一：一：电机气密测试应用案例 电机壳体水道的测试压力是200-250kPa（或者2-2.5bar），要求泄漏是5分钟不产生泄漏，利益气密性检测仪检测的指标是250kPa,充气20S，平衡40S，泄漏值3Pa/s为合格 Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Cop

70、yright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH测试产品密封情况：Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Me

71、sscomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH六六 客户案例客户案例 二：二：电机和逆变器腔体电机和逆变器腔体气密性检测气密性检测测试压力范围:-0.75到5bar容积参

72、数大致在0.5升到4升压降变化控制：20pa/sPrfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und So

73、nderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH六六 客户案例客户案例 三：三：定子总成上线及漏气测试定子总成上线及漏气测试测试压力范围:水道 350kpa容积参数大致在0.5升到4升压降变化控制：20pa/sPrfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or d

74、isclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH六六 客户案例客户案例 三：三：整机密封性测试整机密封性测试(负压负压)测试压力范围:-50kpa容积参数大致在0.5升到4升压降变化控制：20pa/sPrfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sich

75、tprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH07.07.2013Prfstnde fr Funktio

76、ns-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-S

77、ysteme GmbH07.07.2013Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonde

78、ranlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH使用使用Innomatec测漏仪测漏仪LTC-802仪器仪器Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is no

79、t permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH07.07.2013Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlagen Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to t

80、hird parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH该设备可融入将来的系统流水线平台未来的平台工序工艺流程如下：扫码快速连接设备 IP测试与通信测试快速拆卸设备打印报告正常流转/下线排故Prfstnde fr Funktions-und Dichtheitsprfung Unterwasser-Sichtprfanlagen-Heliumanlag

81、en Leck-Messcomputer Schnellanschluss-Systeme Copyright innomatec Reproduction or disclosure to third parties,even if only excerpts,is not permitted without our prior written consent!Test-und Sonderanlagen GmbHMess-und Schnellanschluss-Systeme GmbH 目前一汽大众，沈阳宝马，上汽时代，北汽新能源，长安新能源，蔚来汽车、厦门金龙、福建云度、威马汽车、吉利

82、子公司-苏州威睿、天津市松正电动科技、苏州绿控，常州西门子新能源，中科深江电动车辆、湖州微宏、上汽大通、捷能、捷新 等电池生产商和深圳巴斯巴科技、深圳欣锐科技、上海航天、江森自控电池使用商均在运行着英诺太科innomatec公司提供的检漏仪或者检漏设备。国内知名的新能源电池厂家宁德时代新能源科技有限公司、深圳比亚迪电池、深圳比克电池、超威动力电池、淄博国利新电源科技有限公司、天津力神电池股份有限公司和上海卡耐新能源有限公司我司正在沟通合作中。相信英诺太科innomatec会将这些成功经验运用到国内更多的新能源电池行业客户中去。不同冷板的设计与流量控制对温度场的影响Effectsofcoolin

83、gplatestructureandflowrateontemperaturefield新能源汽车与节能热利用工程中心新能源汽车与节能热利用工程中心Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY吉林大学热管理团队主要项目主要项目：1 吉林省科技攻关项目：电动车用低温热泵技术攻关20190302120，201920212国家自然科学基金联合项目U1864213（北航+吉大+比亚迪），车用动力电池系统热场分布、热传输机理及热管理研究，201920223 校企合作项目：超低温汽车热泵系统开发，20172019

84、4长春市科技创新“双十工程”项目(17SS022)，新型电池组及其热管理攻关，201720185长春市科技发展重点项目，2014101，电动汽车新型液流电池成组热管理系统开发与集成研究，2014/062016/126吉林省科技发展计划项目，20130204018GX，电动汽车动力系统热控管理关键技术，2013/012015/127吉林省省级产业化创新专项资金项目，2016C022，电动汽车电池安全技术研发条件建设（基地条件建设），2016/012018/128 国家自然科学基金面上项目，51376079，电池成组液流热控及其整车热力集成协同增效机理研究，2014/012017/12近三年主要成

85、果近三年主要成果：围绕新能源车热管理解决方案的专利授权 15项，软著21项新能源汽车与节能热利用工程中心新能源汽车与节能热利用工程中心Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY电池冷却需求背景1、电池能量密度上升（未来目标超过400Wh/kg）2、整车电池容量上升（目前高端乘用车超过77度电）3、快充需求上升（2017年美国能源部提出15分钟80%的超级快充目标）4、使用环境更宽（30-45，低温快速升温，高温快速降温）5、模组冷板转向整体电池包冷板（安全性）新能源汽车与节能热利用工程中心新能源汽车

86、与节能热利用工程中心Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY解决方案风冷局限性强动力、大容量电池成组高、低温气候温控保障冷暖、防爆集成热管理电池、动力系统热管理整车热管理电池、动力系统热管理整车热管理Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY新能源汽车与节能热利用工程中心新能源汽车与节能热利用工程中心问题提出问题提出电池液冷典型案例GMVolt冷却通道GMVolt冷却结构实体图特斯拉液冷结构实体图特斯拉

87、液冷结构2D示意图新能源汽车与节能热利用工程中心新能源汽车与节能热利用工程中心Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY不同结构单冷板冷却效果对比分析U型管布置疏点布置羽翼型布置密点布置新能源汽车与节能热利用工程中心新能源汽车与节能热利用工程中心Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY进口流量：2L/min；充电电流：125A进口流量：2L/min；充电电流：125A压力对比吉林大学新能源汽车热管理研究

88、团队吉林大学新能源汽车热管理研究团队Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY进口流量：6L/min；充电电流：125A进口流量：6L/min；充电电流：125A压力对比吉林大学新能源汽车热管理研究团队吉林大学新能源汽车热管理研究团队Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY进口流量：2L/min；充电电流：125A进口流量：2L/min；充电电流：125A温度对比吉林大学新能源汽车热管理研究团队吉林大学

89、新能源汽车热管理研究团队Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY进口流量：6L/min；充电电流：125A进口流量：6L/min；充电电流：125A温度对比吉林大学新能源汽车热管理研究团队吉林大学新能源汽车热管理研究团队Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY进口流量：2L/min；充电电流：125A进口流量：2L/min；充电电流：125A流速对比吉林大学新能源汽车热管理研究团队吉林大学新能源汽车热

90、管理研究团队Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY进口流量：6L/min；充电电流：125A进口流量：6L/min；充电电流：125A流速对比吉林大学新能源汽车热管理研究团队吉林大学新能源汽车热管理研究团队Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY压降是4225Pa,主要压力损失存在于流管转弯处.温度场较为均匀.转弯处的流速因截面变细导致流量加大。压降为5401Pa，条状区域后侧的流体流速较少，流场均

91、匀性较差，温度场也相对较差。压降为2904Pa,温度场成一定梯度分布.出口一侧转弯处流速特别小，导致其温度较周围流体变化很大。压降为2153Pa，与密点相比，疏点的压降较小，流场的均匀性较好，但是相应的出口拐角处的流速不均匀区域变大。6L/min时各冷板阻力特性和温度分布总结6L/min时各冷板阻力特性和温度分布总结新能源汽车与节能热利用工程中心新能源汽车与节能热利用工程中心Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY新能源汽车与节能热利用工程中心新能源汽车与节能热利用工程中心Thermal Ener

92、gy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY流量（流量（l/min）充电电流（）充电电流（A）进口温度）进口温度(K)出口平均温度出口平均温度(K)最大温度（最大温度（K）压降）压降(Pa)最大流速最大流速(m/s)250293294.231298.395800.3942100293295.996299.365800.3942125293296.383299.995800.3942150293296.895300.825800.3942200293298.018302.655800.3943100293294.245298.

93、1010700.5834100293293.558297.1516820.7695125293293.579295.4624110.9546125293293.478294.2932631.93.657295.2242351.33.654294.8753271.4989200293294.061294.9165231.677.980294.2578261.854疏点冷板改型分析多模组集成分析多模组集成分析新能源汽车与节能热利用工程中心新能源汽车与节能热利用工程中心Thermal Energy Engineering Depart

94、mentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY编号流量（编号流量（kg/s）压降（）压降（Pa）出口平均温度（）出口平均温度（K）10.1428361293.3420.1256744293.3830.1206246293.4140.1105404293.4450.0924117293.5760.0863662293.7270.0843511293.8280.0823299294.0290.0803204294.48100.0793177295.21多模块集成案例1多模块集成案例1123Inout新能源汽车与节能热利用工程中心新能源汽车与节能热利用工程中心Thermal

95、 Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY编号质量流量（编号质量流量（kg/s）10.14320.10730.106总压差入口/出口 24.5 kPa1234编号质量流量（编号质量流量（kg/s）10.13820.09230.06340.063总压差入口/出口 21.7kPa多模块集成案例2多模块集成案例2多模块集成案例3多模块集成案例3新能源汽车与节能热利用工程中心新能源汽车与节能热利用工程中心Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN

96、UNIVERSITY1234多模块集成案例4多模块集成案例4编号进口质量流量（编号进口质量流量（kg/s）10.06720.03730.02140.01612348L/min整体式冷板阻力特性和温度分布8L/min整体式冷板阻力特性和温度分布新能源汽车与节能热利用工程中心新能源汽车与节能热利用工程中心Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY1112编号质量流量（编号质量流量（kg/s）10.01320.01130.01040.01050.01360.01370.01380.0

97、1190.010100.010110.013120.013总压差入口/出口 35.9kPa结论 随着电池能量密度上升，电池系统应该优选液冷措施 多模组冷却时尽量采用并联形式，有效提升流量均匀性和温度均匀性。冷板进出口温度满足要求不代表电池温度控制达标。电池模型需要集成在整体仿真中。新能源汽车与节能热利用工程中心新能源汽车与节能热利用工程中心Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY20欢迎参观、指导、交流与合作！欢迎参观、指导、交流与合作！新能源汽车与节能热利用工程中心新能源汽车与节能热利用工程中心

98、Thermal Energy Engineering DepartmentJILIN UNIVERSITYJILIN UNIVERSITY股票代码：600869全生命周期的电池包安全设计要点全生命周期的电池包安全设计要点目录CONTENTS新能源汽车电池现状设计安全介绍小结1背景背景新能源汽车销量增长图2来源：第一电动网 2018年产销125万台，达到新高市场接受程度在提高,产销量连年剧增125万/67%78万/53%51万/53%33万/300%背景背景3新能源国家政策新能源国家政策质保：乘用车8年12万公里、物流车5年20万公里强制三包：动力电池免费更换、退换车条款背景背景4新能源汽车安全

99、现状新能源汽车安全现状2018年1月-6月电动车失效起火统计-8起起,频繁起火安全状况令人担忧安全失效主要原因机械滥用(针刺、碰撞、挤压)电滥用（过充、过放、过流）热滥用（火源、高温、高寒）内短（电芯本身缺陷）背景背景5整车EV系统system模组module模块block电芯cell安全主体可以是电芯、模块、系统和整车。安全是系统性的安全，不是孤立的指某个主体安全。什么是动力电池的安全？什么是动力电池的安全？背景背景6市场越来越大，如何保证产品安全可靠？设计制造使用梯级利用安全的范围电池全寿命周期目录CONTENTS新能源汽车电池现状设计安全介绍小结7动力电池pack设计安全性考虑电气安全机

100、械安全化学安全功能安全8设计安全介绍电芯安全要求材料阻燃等级热扩散防护危险物品的标识过电流/外部短路绝缘阻抗/绝缘防护爬电距离/电气距离高低压分离过充/过放保护低温/过温保护热管理设计循环寿命远程数据监控与管理耐振动耐冲击/减震碰撞防护防爆安全/平衡气压密封（IP67等级）设计安全介绍电气安全设计概述电气安全考虑因素电气原理设计（粘连检测,高压互锁）电器选型（继电器、熔断器、预充规格）绝缘设计（涂层厚度、爬电距离）线束设计（长度、耐磨、阻燃）防止电磁波干扰（高压低压交叉、屏蔽接头）9设计安全介绍增加继电器粘连检测增加输出接口高压互锁合理的电路设计10设计安全介绍熔断器选型作用：作用：为了保证电

101、池、器件和乘客的安全，防止短路及过载现象的持续发生，一般选用熔断器进行保护。11设计安全介绍Ia=Ib*Ke*Kt*Kv*KfIa=最大持续工作电流Ib=标称额定电流Ke=热连接降容系数0.8（安装条件）Kt=环境温度系数0.8（环境温度）Kv=风速系数1（密封）Kf=频率系数1(直流)熔断器一般选型方案：熔断器一般选型方案：A系统额定电压（及或包含波动的最大运行电压）；系统额定电压（及或包含波动的最大运行电压）；B工作电流的参数，熔断器支路的满载运行电流（包含工作电流的参数，熔断器支路的满载运行电流（包含冲击冲击/波动电流参数）；波动电流参数）；C频率（交流）频率（交流）/直流的特性（时域波

102、形）；直流的特性（时域波形）；D正常的工作条件和工作制；正常的工作条件和工作制；E正常工作状态对熔断器的要求，如温升，功耗等正常工作状态对熔断器的要求，如温升，功耗等12设计安全介绍继电器选型继电器的作用是用一个回路（一般是小电流）去控制另外一个回路（一般是大电流）的通断，在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。注：E：电池电压；r1：电池的内部电阻；r2：主电路电阻没有R1；R：预充电电阻；C：电容器；V：电池电压；、：主继电器；：预充继电器；13设计安全介绍继电器一般选型方案：继电器一般选型方案：说明：极限跑车过程中100%-30%SOC之间最高时速100码，起步电流240A左右，

103、平稳电流120A左右；30%SOC以下最高时速55码，起步电流230A左右，平稳电流35A左右；平均电流14设计安全介绍继电器一般选型方案：继电器一般选型方案：继电器的选型分析1.确定继电器的工作工况2.继电器额定电压的确定3.继电器额定电流的确定4.继电器型号确定5.继电器参数验证线圈启动功率、带载切断寿命以40S50P 三元锂电电池系统为例，电池系统额定电压144V，额定容量120Ah，最高电压168V，最大持续放电电流120-150A（1.2C），最大持续充电电流100A（0.8C），峰值工作电流240A30s（2C）序号跑车分析查表（HF）最大电压168V450V DC额定电流150A

104、200A(考虑带载)峰值电流240A/15设计安全介绍机械设计安全概述机械安全考虑因素结构强度设计（振动、冲击、碰撞。）减震设计（减震垫）紧固件强度（扭力等级、防松）密封防水结构设计16机械安全设计强度机械安全设计强度通过CAE仿真计算，对箱体数模做各种应力分析，提前识别出失效区域、进行优化设计。保证系统结构强度、使用寿命意义：可以降低设计修改次数、轻量化设计，提升产品安全性，缩短开发周期17设计安全介绍18设计安全介绍对整个系统做对整个系统做CAE力学仿真模拟，评估内部结构件结构强度，降低失效概率力学仿真模拟，评估内部结构件结构强度，降低失效概率机械安全设计强度机械安全设计强度振动分析模态分

105、析冲击分析跌落分析挤压分析19设计安全介绍机械安全设计密封（IP67）机械安全设计密封（IP67）1螺丝2上盖3密封胶4限位圈5底箱密封设计包含了箱体、箱体、高压连接器、高压连接器、MSD的防护等级，以及弹性元件等方面的限位密封圈不是压得越紧越好，应该有限位结构，保持弹性变形密封检测，可靠性保证箱体密封设计结构图6螺母20设计安全介绍化学能安全电芯热失控安全热扩散安全设计防爆设计化学能安全概述化学能安全概述熔断设计熔断设计异常单体断开防止能量倒灌散热设计散热设计在模块上布置蜂窝孔，通风及泄压主动防护主动防护采用耐高温高强度材料做为上盖，整包失效不影响整车，整车失效不影响整包21设计安全介绍防爆

106、设计防爆设计保持电池包内外气压平衡，防水泄压主动防护主动防护化学能安全化学能安全热扩散（电芯安全失效热防护）热扩散（电芯安全失效热防护）22设计安全介绍功能安全保护功能设计热管理设计循环寿命功能安全概述功能安全概述功能安全-电池管理系统BMS的应用控制功能安全-电池管理系统BMS的应用控制23设计安全介绍功能安全-BMS保护功能功能安全-BMS保护功能24设计安全介绍保护功能过充过流过放过温绝缘短路一级报警二级报警一级报警二级报警一级报警二级报警一级报警二级报警一级报警切断二级报警三级报警三级报警25设计安全介绍功能安全BMS保护功能功能安全BMS保护功能故障项目一级故障二级故障三级故障电池总

107、电压过高167.3167.4电池总电压过低132120单体电压过高4.182V4.185V单体电压过低3.3V3.0V单体压差过大见图2.3见下图充电(含回馈)温度过高5055充电(含回馈)温度过低/0温度过高5560温度过低0-20温差过大1015SOC过低30%10%充电过流65A70A放电电流过大240A300A绝缘电阻过低500/V100/V功能设计安全功能设计安全CFD温场仿真温场仿真备注：一致性再好的单体，如果系统内温差过大，电池的寿命会急聚衰减备注：一致性再好的单体，如果系统内温差过大，电池的寿命会急聚衰减1C放电温度场动态仿真1C放电后箱体内部温度场分布仿真仿真和实验相结合的方

108、法进行电池热管理系统的设计（包括冷却、加热、绝热方案的设计）仿真和实验相结合的方法进行电池热管理系统的设计（包括冷却、加热、绝热方案的设计）26电池组的安全性始终是限制产业化应用的瓶颈，其中关键技术之一是电池热管理电池热管理27设计安全介绍功能安全热管理设计 自然冷却+电阻丝加热功能安全热管理设计 自然冷却+电阻丝加热加热：采用缠绕式加热膜技术，使电池组在寒冷地区也能正常充电，此技术单体均匀加热，保持保持电池组温度均衡电池组温度均衡。缠绕式加热片侧边加热片底部加热片t=10t=20冷却：采用缠绕式液冷管技术，使电池组在高温环境放电也能保持在最佳工作温度，不会导致局部过热，保持电池组温度均衡保持

109、电池组温度均衡。电池组的安全性始终是限制产业化应用的瓶颈，其中关键技术之一是电池热管理电池热管理28设计安全介绍功能安全热管理设计主动液冷/液热功能安全热管理设计主动液冷/液热29设计安全介绍功能安全系统循环寿命功能安全系统循环寿命Charge:0.5C CC to 4.15V,0.05C Cutoff Stand:Temp 30CDischarge:1.0C to 3.0 V Stand:Temp 30C系统系统循环趋势可以做到与电芯电芯循环趋势一致一致(350V/48Ah）目录CONTENTS背景设计安全介绍小结30小结小结311.安全的本质？1.安全的本质？系统的本质安全？系统的本质安全

110、？弥补电芯小概率失效的结构设计弥补电芯小概率失效的结构设计科学的热管理科学的热管理可靠的BMS:保护、SOC SOH计算可靠的BMS:保护、SOC SOH计算可靠的机械强度、绝缘防护性可靠的机械强度、绝缘防护性电芯的本质安全？电芯的本质安全？采用更安全的材料采用更安全的材料结构设计：预防短路结构设计：预防短路安全的检测手段：预先发现手段安全的检测手段：预先发现手段电池结构的安全研究：减少失控伤害电池结构的安全研究：减少失控伤害322.安全设计遵循的基本原则（1）必须将产品的可靠性要求转化成明确明确、可量化可量化的可靠性设计指标。（2）必须将可靠性设计贯穿贯穿与产品设计的各个方面和全过程全过程。

111、（3）设计所选用的线路、版图、封装结构，应在满足预定可靠性指标的情况下尽量简化尽量简化，避免复杂结构带来的可靠性问题。小结333.可靠性设计的基本依据（1）产品考核所遵从的技术标准（法律法规、国标、行标）（2）产品在全寿命周期内将遇到的应力条件（环境应力和工作应力）（3）产品的失效模式分布，其中主要的和关键的失效模式及机理分析（4）定量化的可靠性设计指标（开发目标）（5）生产（研制）线的生产条件、工艺能力、质量保证能力小结18650-2.0/2.4AhNMC/LMO+Gr-+11%20220240300200-2.6AhNMC/

112、NCA+Gr-Pack(18650)120Wh/Kg18650-2.9/3.1AhNCA08+SiC420+8%+17%+18%Year电芯能量密度(W h/k g)Pack(18650)90115Wh/KgPack(18650)140Wh/KgPack(18650)160Wh/KgPack(18650)200220Wh/KgC/P1.57C/P1.65C/P1.7C/P1.54C/P1.5电池包能量密度(W h/k g)300Wh/Kg250Wh/Kg220Wh/Kg200Wh/Kg180Wh/KgPack(21700)140150Wh/KgPack(21700)200230Wh/KgPac

113、k(21700)160170Wh/Kg21700-5.0Ah21700-4.0/4.5Ah21700-6.0Ah240Wh/Kg18650-3.4/3.6AhNCA088+SiC45018650-4.0AhNCA088+SiC650产品Roadmap产品Roadmap产品优势升级（21700产品）产品优势升级（21700产品）产品升级-21700型号：性能与产业化经济特性的综合升级 国内首条200PPM 21700-5Ah产品线 全自动化进口生产设备 在线检测及MES管理 高洁净度和低水份管控 能量密度达到265-300Wh/Kg 已在2018年10月份投产 项目建设2条圆柱21700型号生产

114、线、4条方形电池生产线，分两期建设（总投资38.89亿元）。福斯特形成10GWh的产能，保持国内产销量第一 定位（3G高标准、高规格、高定位），成为“四大四小”车企的供应商3GWh项目建设项目建设智慧能源专家 智慧能源、智慧城市系统服务商智慧能源专家 智慧能源、智慧城市系统服务商37动力电池成本分析动力电池成本分析红海蓝海，危机红海蓝海，危机转机转机历年汽车销量（20052018）汽车总销量VS新能源车销量新能源汽车销量（20162019）新能源汽车补贴政策2018vs2019红海vs蓝海7电动车核心部件示意图qDCDCqOn Board ChargerqElectric Rear Axle

115、DriveqeMotor Front Inverter4126高低压转化模块电流转化模块外接充电模块qElectric Front Axle Drive3qHV Battery5后驱动电机前驱动电机高压电池新能源车与 传统车相比了增加了电池，电驱（电机），电控等零件，即我们通常说的三电。而高压电池是其中价值最高的零件，今天我们就一起分析一下高压电池的成本构成。电池包总成q电池包概览电池模组电芯q电池包成本明细动力电池概况电池管理系统如上是一个电池包的成本构成，电芯的成本在电池包中所占比重最大，本文将详细分析电芯的成本组成结构Cylindrical圆柱Pouch软包Prismatic硬包动力电池

116、电芯类型Li-NMC Battery 以上是目前动力电池电芯的三种常见形式。要分析电芯成本，我们先从了解电芯制造工艺和原材料谈起。10电芯成本组成电芯生产工艺备料材料搅拌涂布烘干，溶液回收压实分割叠片/卷绕电极焊接装壳密封加注电解液静置补充电解液静置反应Module AssemblyPack Assembly and Test12电芯全周期工艺过程概览为了深入分析电芯成本，我们研究整理了电芯全周期的工艺过程Cell Process电解液隔膜铜箔铝箔石墨炭黑，粘结剂等添加剂三元材料镍，钴锂锰铝功能:Co:稳定结构Ni:增加能量密度Mn:改善安全性和稳定性Ni SaltMn SaltCo Salt

117、Ni0.8Mn0.1Co0.1(OH)2LiCO3OrLiOHLiNi0.8Mn0.1Co0.1O2Ni OreMn OreCo OreLi Brine三元前驱体三元材料盐/碱矿石/盐Ni Mn Co Li金属v以上材料为计算电池正极材料成本所需关注项。材料-正极材料建立正极材料制造成本的推算过程。我们可以通过一些网站查到正极材料的价格，但为了验证正极材料价格随着原材料成本（金属）市场趋势而变化，我们还需要分离提取出工艺制造成本，因为一定时期内在没有工艺或设备巨大改进的前提下制造费用基本上是不变的。通过对工艺制造成本和材料成本进行定向成本分离，我们得出了固定工艺成本，并以此按照原材料（金属）的

118、价格推算出的2017年正极材料的价格。在我们的采购合同中，经常会约定按照某报价网站的金属原材料价格的变动，按季度调整采购价格，这正是提取和分离工艺制造成本的意义。正极材料制造成本提取电芯材料-金属价格走势103.7514.9533077049.3213.8材料/工艺-负极材料开采石墨电池级石墨研磨，提纯当前负极材料碳硅化合物下一代负极材料硅焦炭硅粉破碎，研磨混合材料/工艺-电解液LiFPF5乙腈EC:ethylene carbonateDMC:dimethyl carbonate化学合成Li(CH3CN)4PF6电解液离解blendingHigh P,low T rxnCommercially

119、 AvailableIP of electrolyte manufacturer and suppliers技术掌握在日韩企业，价格稳定技术屏障被中国突破，价格急剧下降新能源车爆发，供应不足导致价格快速上涨供需逐渐平衡，价格随之下降LiPF6 价格趋势价格趋势Forecast电芯参数制造商LG Chem类型软包(Pouch)卷绕工艺叠片形式正极材料NCM622负极材料石墨隔膜PE(10um)隔膜涂层Al2O3 ceramic(5um)正极箔片20um铝箔负极薄片14um铜箔电解液LiPF6电解液溶液EC+DEC+EMC+PC+LiFSI电芯case铝塑壳电芯容量（Ah）60电芯容量（Wh）22

120、0电芯电压3.7V电芯重量0.832kg电芯长度261mm电芯宽度97mm电芯厚度13mm雪佛兰bolt电芯基本信息电池包模组电芯我们以雪佛兰bolt为例来分析电芯的成本构成雪佛兰bolt电芯成本分析成本的组成离不开原材料和工艺，我们建立了详细的成本计算模型来计算原材料用量，以及各工艺制造费用。原材料制造费用外购件Mark Ups雪佛兰bolt电芯成本比例承接上页，电芯的成本中材料成本比重最大，材料成本中又以正极材料占比最大，且正极材料价格波动较大，锂，钴，镍等金属价格波动，既有市场供需关系的反应，也有热钱炒作的因素。因此我们会随时关注正极材料相关金属的价格走势，以便及时反映到电芯价格上。雪佛

121、兰bolt电芯原材料成本比例BOLT动力电池正极化学体系为NCM622,可以看到正极材料的成本占整个材料成本60%以上。而现阶段正极材料升级换代为NCM811后，这一比例会降到58%以下。雪佛兰bolt电芯制造成本比例电芯价格电芯价格分析（RMB/KWH)左图是针对不同的三元正极材料（硬包电池）计算出的电芯单位电量价格，希望能给大家一个较直观的认识。因为NCM811材料能量密度大，但原材料又相对便宜，因此电芯价格优势明显。长远来看，如果锂电池基于现在的三元体系不变，那高镍低钴必是主流路线。实际上国内在三元材料在高镍低钴的路上已经落后于松下。目前国内NCM811材料也刚刚与今年开始小批量生产，反

122、映在整车上，最早也是2019年甚至2020年，而Tesla Model3的电池原材料已经是Ni9Co0.5Al0.5做 强 做 精 中 国 自 动 化做 强 做 精 中 国 自 动 化 Catalogs 做 强 做 精 中 国 自 动 化 2/17 做 强 做 精 中 国 自 动 化 P 3/17 做 强 做 精 中 国 自 动 化 P P 4/17 做 强 做 精 中 国 自 动 化 P 5/17 做 强 做 精 中 国 自 动 化 P SCADA 6/17 做 强 做 精 中 国 自 动 化 P 7/17 做 强 做 精 中 国 自 动 化 P 8/17 做 强 做 精 中 国 自 动 化

123、 P 9/17 做 强 做 精 中 国 自 动 化 P 托盘涂胶及模组入托盘 PACK装配 托盘预处理段 静态测试1 密封盖等离子及托盘涂胶 测试模块 静置模块 10/17 做 强 做 精 中 国 自 动 化 P 11/17 做 强 做 精 中 国 自 动 化 12/17 做 强 做 精 中 国 自 动 化 P 关于利元亨13/17 做 强 做 精 中 国 自 动 化 P 设备投产国 总部 全球化服务14/17 做 强 做 精 中 国 自 动 化 P P 15/17 做 强 做 精 中 国 自 动 化 P 16/17 做 强 做 精 中 国 自 动 化P 17/17 动力电池热管理技术开发动力

124、电池热管理技术开发 动力电池PACK热管理系统简介 苏州安靠电源有限公司苏州安靠电源有限公司 热管理开发背景 国内外知名厂家热管理典型案例 安靠晶格插拔结构特点 热管理关键组件设计和集成 有益热管理效果 后续热管理方向与展望 目录 一、热管理开发背景一、热管理开发背景 温度温度 第第1 1次次 第第300300次次 第第500500次次 第第10001000次次 25 100%94.19%92.65%1000次-86.5%55 100%84.42%71.03%800次-43.47%动力性动力性 易用性易用性 耐久性耐久性 经济性经济性 市场性市场性 倍率放电 快充 寿命 成本 高低温投放 热管

125、理必要性 0 10 20 35 45 55 65 容量衰减，功率性能下降容量衰减，功率性能下降 电池最佳工作电池最佳工作温度区间温度区间 高温影响电池寿命高温影响电池寿命 失效风险失效风险 析锂风险析锂风险 电芯电芯 图片图片 发热示意图发热示意图 特点特点 小圆柱小圆柱 1.温度集中在中心区域，尺寸较小，中心辐射散热好；2.PK成组时，结构紧凑，导热面不均匀，增加散热困难。大方形大方形 1.电池中间温度升高要明显快于电池边缘部分；2.内部极耳过于集中，产热不均。软包软包 1.各向热阻的存在，中央区不易散热 2.循环过程中，内部温度场及极片膨胀的不均匀，会产生内应力，引起极片变形 电芯的产热不

126、均匀是热管理的源头，尤其对于圆柱电芯，异型导热面增加了热管理难度电芯的产热不均匀是热管理的源头，尤其对于圆柱电芯，异型导热面增加了热管理难度 一、热管理开发背景一、热管理开发背景 三类电芯热管理发热特点 2.1 圆柱液冷圆柱液冷TESLA 车型车型 Model S 85D Model S 100D Model 3 总电量 85kWh 100kWh 75kWh 模组 16 16 22 每组电芯 444 516 25*31/23*31 总电芯 7104 8256 4416 电芯种类 18650 18650 21700 电芯容量 3.1Ah 3.1Ah 4.8Ah 电芯能量密度 245Wh/kg 2

127、45Wh/kg 260Wh/kg 来源：新兴产业观察者来源：新兴产业观察者 汽车电子设计汽车电子设计 特点：电芯装载量多，单芯比能量不断攀升，热管理刻不容缓！Model S Model 3 二、国内外知名厂家热管理典型案例二、国内外知名厂家热管理典型案例 Model S vs Model 3 1）.共同点 接触示意图：蛇形管与每个圆柱电芯圆周面冷却 2）.异同点 a.单个模组液冷板结构对比 b.整包液冷回路结构对比 串联S型缠绕 并联直线型镶嵌 Model S Model 3 Model S Model 3 进出口冷却剂快速连接 来源：新兴产业观察者来源：新兴产业观察者 汽车电子设计汽车电子设

128、计 捷能科技蒋碧文捷能科技蒋碧文 Model S/X vs Model 3 Model 3 Model S c.管路与接头对比 d.电芯与液冷板固定、绝缘处理对比 Model S Model 3 来源：新兴产业观察者、汽车电子设计、来源：新兴产业观察者、汽车电子设计、捷能科技蒋碧文捷能科技蒋碧文 铝管 波纹管 PI膜胶带 硅胶片 蓝色填缝胶 灰色导热胶 2.2 软包液冷软包液冷 起亚起亚KONA 来源：汽车电子设计来源：汽车电子设计 由上盖、电池模组、水冷板、下箱体、电池接线盒构成；通用汽车的Bolt的布置相似，就是调换了3个模组的方向。车型车型 类型类型 电量电量 能量密度能量密度wh/kg

129、 功率功率kW 快充快充 起亚起亚KONA EV 64kWh 141Wh/kg 170 1.2C 方案重点：1.模组通过螺丝固定于箱体底部支撑筋上；2.模组与箱体底部形成间隙，用于放置水冷板、保温棉，硅胶垫等，确保水冷板不承重，安全可靠。热管理实现：制冷：与常规一致；制热：PTC与热泵共有；美国版本是PTC加热（5.5kW）；加拿大版本是热泵加热(2kW)；无专门的电池加热器 车型车型 电量电量 能量密度能量密度 NEDC续航续航 60km/h续航续航 帝豪EV300 56.4kWh 160.9Wh/kg 420km 500km 高模块 矮模块 热管理实现：高模块：侧边水冷板+矮模块：底部水冷

130、板 目标：缩短传热路径 高模块 侧边水冷侧边水冷板板 矮模块 水冷板用材：口琴管；方案优点：1.管路完全贴在电池侧壁，最大化接触面积；2.轻量化效果佳。水冷板设计难点：弯曲部分外圈，材料内外侧的拉伸率相差比较大，容易发生褶皱和裂纹，对材料以及工艺的要求非常高 底部底部水冷水冷板板 2.3 方形液冷方形液冷 某厂家某厂家C 三、安靠晶格插拔技术特点三、安靠晶格插拔技术特点 自动化水平高自动化水平高 一致性高一致性高 工艺成熟工艺成熟 3.1 电池选择电池选择圆柱电池圆柱电池 3.2 插拔式软连接，晶格串并联插拔式软连接，晶格串并联 正向组合正向组合 逆向拆解逆向拆解 负极免焊接负极免焊接 插拔式

131、组合插拔式组合 混合串并联混合串并联 电池零损伤 性能最优化 结构简洁，便于梯次利用 应力释放，抗震动 电流方向：所有的点都在串联和并联支路的交点 4.1 电池包加热系统电池包加热系统 加热速率高，-2010加热时间1h；温度均匀性高，电池包内部温差50000套（1.5GWh），在多种乘用车、物流车和专用车上得到成熟运用。硅胶加热片硅胶加热片 带加热片的电池包带加热片的电池包-40的高寒地区可以进行正常充电 四、热管理产品与技术四、热管理产品与技术 1.温度均一性：3；2.加热时间短，速率：0.5-0.6/min 电池恒温电池恒温 系统系统 保温隔热 高温散热高温散热 目标：使用环境：-406

132、0，满足各类极端恶劣气候条件；内部电池温度范围：15-45；一致性：5；轻量化；低成本；系统简单可靠 4.2 电池包恒温系统电池包恒温系统 4.2.1 功能和目标功能和目标 以18650为例，径向=1-2W/mK；接触面积：Smax=3674mm2；轴向=20-40W/mK；接触面积：Smax=254mm2；假设：轴向360完全接触 根据公式：R=L/A计算热阻值，二者差异不大；但一般来讲，圆柱底面通常会进行焊接行为，实际接触面积会受影响，因此，几乎均选择圆柱侧面进行冷却 4.2.2.1 小圆柱电芯小圆柱电芯 合理解决电池与导热介质之间的接触面积问题至关重要：增大电池与导热元件内壁接触面积可以

133、降低最高温度和温差；大于95时，继续增大接触面对电池冷却效果的影响较小。Tmax T 4.2.2 恒温系统关键组件恒温系统关键组件 4.2.2.2 电芯间导热体电芯间导热体 设计要点：1.导热率高；2.热阻小；3.轻量化；4.传热面积大；5.装配简单；6.配合度高；7.耐磨性佳；8.缓冲性好；7.能绝缘最佳。序列 类型 优点 缺点 实用指数 灌封胶灌封胶 1.绝缘性佳；2.传热面积大；3.接触紧密，配合度高；4.缓冲性好 1.导热率低，热阻大；2.能量密度损失严重；3.灌胶操作难度大 铝翅片铝翅片 1.导热系数高，200左右；2.接触面积大；3.质量轻;4.装配简单 导电体，需要额外进行绝缘

134、石墨片石墨片 1.XY平面导热系数高，达1500左右；2.柔性，弯折性能好 1.表面膜易破损，石墨导电 2.厚度薄；3.成本高 套筒套筒/夹具夹具 1.绝缘性佳；2.传热面积大；3.接触紧密，配合度高；4.缓冲性好 1.装配间隙不好控制；2.成本较高；3.影响能量密度 均热板均热板oror热管热管 1.导热系数高；5000-20000 2.轻量化；1.导电体，需要额外进行绝缘；2.具有方向性；3.需要转接导体；4.接触面积较小 4.2.2.3 导热垫片导热垫片 序号序号 测试项目测试项目 参考标准参考标准 序号序号 测试项目测试项目 参考标准参考标准 1 导热系数 ASTM D5470 10

135、断裂伸长率 ASTM D412 2 厚度 ASTM D792 11 撕裂强度 ASTM D412 3 硬度 ASTM D2240 12 渗油率 ASTM G120 4 工作环境-13 阻燃等级 UL-94 5 压缩率 20psi 1.0mm ASTM D5470 14 有害物质检测RoHS IEC 62321-2008 6 体积电阻率 ASTM D257 15 高温老化 ASTM标准 7 介电常数10MHz ASTM D150 16 冷热冲击 ASTM标准 8 击穿电压 ASTM D149 17 高温高湿老化 ASTM标准 9 拉伸强度 ASTM D412 导热硅胶片类型导热硅胶片类型 图片图

136、片 优点优点 缺点缺点 普通导热片 导热系数高，硬度较小，高压缩回弹性，绝缘性能好 拉伸强度和撕裂强度稍低，耐磨性能差，易破损 表面复合矽胶布或PI膜 拉伸强度和撕裂强度提高 矽胶布或PI膜降低部分导热系数 类橡胶导热片 1.较高的拉伸强度和撕裂强度；2.非常好的耐磨性、3抗震性能 硬度较大，难以压缩，导热系数一般较低 1.常见硅胶片类型 2.测试项目及标准 设计要点：散热功率大；可靠性高；流道设计精准，阻力小；重量轻；降低系统复杂程度；平面度要求高 4.2.3.4 液冷板液冷板 电池底部平铺式 一体式一体式 电池底部平铺式 平板式平板式 电池底部平铺式 可应用于双面传热 埋管式埋管式 圆柱电

137、池卷绕式 电池底部平铺式 口琴管口琴管 钎焊 吹胀 深埋管工艺 浅埋管工艺 焊管 双面夹管 铸铝+钢/铜管 型材+FSW 序号序号 检测项目检测项目 1 1 气密性 2 2 清洁度 3 3 静压强度 4 4 爆破压力 5 5 温度交变 6 6 接头拔脱测试 7 7 盐雾 8 8 内部腐蚀 9 9 压力交变 1010 耐高温 1111 耐低温 1212 耐负压 检测项目 结构强度结构强度 换热能力换热能力 压降压降 平面度平面度 爆破爆破 泄露风险泄露风险 重量重量 制作周期制作周期 口琴管口琴管 平面式平面式 -0 0-+0+0 蛇形蛇形 -+-/+0+-平板式平板式 钎焊钎焊 0 0+-+0

138、-吹胀吹胀 0 0+-0+埋管式埋管式 +-+0 0-+集成式集成式 +0+0 0 0-0 注：+代表相对具有优势，0代表相对处于中等水平，-代表相对不具有优势。几类水冷板对比 冷却液冷却液 导热率导热率W/mK 电导率电导率S/cm 凝固点凝固点 沸点沸点 密度密度kg/m 黏度黏度Pa s 水 0.611 0.5 0 100 1000 1.01*10-3 乙二醇水溶液(1:1)0.384 0.1-33/1071.1 3.39*10-3 硅油 0.152 10-10-50 101 960 48*10-3 R134a 相变换热/-96.6-26.1 1188.1 2.02*10-4 4.2.3

139、.5 冷却液冷却液 冷却液要求：1.导热率高；2.电导率低，绝缘最佳；3.凝固点和沸点（-50-100）；4.密度低；5.黏度低；6.腐蚀性低；7.挥发性低；8.可燃性低；9.环境友好性；10.成本低 几种常见工质的物理属性（25）管路 快插接头 序号序号 检测项目检测项目 1 气密性 2 拉脱力 3 高低温冲击 4 高温高湿 5 冷却液浸泡 6 耐久性能 7 耐电解液 8 振动试验 4.2.3.6 管路管路+快插接头快插接头 材料材料 导热系数导热系数(W/m K)燃烧等级燃烧等级 表观密度表观密度(kg/m3)使用使用温度温度()隔热机理隔热机理 气气凝胶凝胶毡毡 0.018 不燃不燃A

140、220-50650 气凝胶高热稳定性的特性+超低导热系数 玻璃棉毡 0.040 不燃A 高孔隙率隔热 隔热涂料 0.018 不燃A 450 1000 内部疏松结构+高气孔率+热反射 中空型复材 0.040 不燃A 560 200 高孔隙率隔热 高分子发泡材料 0.040 B1 30 90 高孔隙率隔热 气凝胶毡 玻璃棉毡 隔热涂料 中空型复材 高分子发泡材料 4.2.3.7 保温绝热保温绝热 五、有益热管理效果五、有益热管理效果 冷水机 电池包 湿热交变试验箱 进出水口 三次三次0.8C0.8C-1C1C充放循环充放循环 0500000002500

141、03000000T()t(s)Cycle 3Cycle 2 Cycle 140环温，温升控制很好（30-46）；0.8C-1C充放循环实验，电池包温度可达到热平衡，温差5左右 三次三次0.8C-1C充放循环充放循环 制冷制冷 0500025003000-20-100102030 T()t(s)-20静置加热静置加热 基本满足40min内，由-20上升至0；温度均一性3 制热制热 5.1 实验 5.2 5.2 仿真仿真 实验压差 仿真压差 18.00kPa 19.1kPa 流体仿真 流体与热仿真偏差较小，仿真结果有参考意义流体与热仿真偏差较小，仿真结果

142、有参考意义 热仿真 流量监测点 理论要求 仿真数据 in1 41%44%in2 35%35%in3 24%21%0200040006000203040506041T()t(s)6.1 微热管技术 优势：优势：导热优势：导热优势：均热板导热系数高，5000-20000W/(mK)，传热更均匀；安全优势：安全优势：均热板内部工质无毒环保、绝缘、不易燃，出现泄漏的极端工况条件下安全性强。技术难点：技术难点：1.有方向性；2.接触面积小；3.绝缘性能差；4.需要转接导体；5.成本高等 六、后续热管理技术与方向六、后续热管理技术与方向 6.2 浸没式液冷（无接触热阻和结构热阻）液体类型：硅油，蓖麻油、氟

143、化液(可相变、潜热大)原理图 氟化液：技术难点：1.密封性；2.防腐；3.长时间相容性；4.汽化饱和蒸气压等等；5.对能量密度影响较大 应用：行竞科技（圆柱98S42P，而0-100km/h的加速时间为1.8秒）Roadster（0-200km/h，5.1秒）1.苏州安靠始于2008年，独创插拔式晶格串并联技术，兼得能量与安全；2.11年发展历程，现有四大基地：苏州园区、苏州吴中、长沙、重庆；3.累计配套新能源锂电源系统1313万万套，且具有1010年年以上的安全运行经验；4.企业产品市场占有率约5%，其中占圆柱电池市场份额的70%80%；18年装机量TOP9；5.主要客户：北汽、长安、日产、

144、众泰、猎豹等；6.近300项技术专利，核心专利获11个主要发达国家和地区授权；8.客户评价：产品多年运行质量保障，故障率低，被多家客户评为优秀供应商。7.企业荣誉：高新技术企业；苏州市独角兽培育企业；江苏省、苏州市工程技术中心；安靠电源安靠电源-基于安全，更重可靠基于安全，更重可靠 苏州园区 长沙 苏州吴中 重庆 苏州安靠电源有限公司 2019年第三届中国电动汽车电池模组与年第三届中国电动汽车电池模组与PACK创新技术及工艺发展论坛创新技术及工艺发展论坛 动力电池热管理技术进展动力电池热管理技术进展 据统计，2018年1-12月新能源汽车销量为125.6万辆，预计2020年我国新能源汽车市场保

145、有量将达到500万辆，生产产能将达到200万辆，2025年将生产产能有望达到400万辆，预计电动汽车热管理系统的市场潜力达到203亿元。2011-2017年全国汽车保有量变化趋势 2017规模规模20.1亿亿 2020规模规模78亿亿 2025规模规模203亿亿 燃油车燃油车2.17亿亿 新能源车新能源车80万万 新能源车新能源车400万万 17年年 25年年 前言 首要原则 前言 安全性 热滥用 机械滥用 电滥用 经济性 寿命8(10)年或 12(15)万公里 充电/维护成本 续航性 BMS估算模 型精度 电池堆能量 密度低 高速发展 自然界水系堰塞湖效应自然界水系堰塞湖效应 细水长流，疏导

146、顺畅才能将聚集的巨大能量分割分流细水长流，疏导顺畅才能将聚集的巨大能量分割分流释放释放 以2018年年11月月7日为例日为例，金沙江二次滑坡形成的堰塞湖水位，与黄海基面（假设）相差13.43米，按照当时的上涨速度，8天后水量可达到8亿立方。根据重力势能公式：Ep=mgh，其中Ep表示能量，m表示质量，h表示高度。则本次堰塞湖积蓄的能量为Ep=1.051011 J，按照TNT炸药当量换算相当于2.5万吨的TNT。堰塞湖 洪灾 前言 新能源汽车的堰塞湖效应新能源汽车的堰塞湖效应“电池堆堰塞湖”“电池堆堰塞湖”特斯拉电动汽车电池堆 着火、爆燃 特斯拉电动汽车电池堆一共7000多节18650电池，按照

147、单体电池3.7V/2.2Ah规格计算，充满电后电池堆所积聚的能量E为242.4 J,按照TNT炸药当量换算为48kg的TNT。一公斤TNT相当于20个手榴弹，因此一个7000多节的电池堆相当于多节的电池堆相当于960个手榴弹个手榴弹爆炸 威力。E=V C N 3600 E表示电池堆的能量 V表示电池的电压 C表示电池的容量 N表示电池的数量 前言 目 录 CONTENTS 1 动力电池产热机理及热传播动力电池产热机理及热传播 2 国内外主流电池温度特性国内外主流电池温度特性 4 相变材料热相变材料热管理系统管理系统 3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 5 团队简介团队简介 动力电

148、池动力电池功率密度发展功率密度发展演变演变 Energy Energy DensityDensity Battery and Thermal Management System DevelopmentBattery and Thermal Management System Development Battery Management System DevelopmentBattery Management System Development 40-70Wh/kg 镍氢电池 2000Wh/kg 燃料电池 140-240Wh/kg 锂离子电池 32-37Wh/kg 铅酸电池 相变冷 冷板冷却

149、空冷 液冷 无冷却技术 1 动力电池产热机理及热传播动力电池产热机理及热传播 产热速率高于散热速率，将导致电池自身温度升高 产热速率与散热速率平衡时，电池维持一个温度区波动 产热速率低于散热速率，电池表现出温度下降 散热速率 产热速率 对流散热 辐射散热 热传导散热 欧姆热 化学反应热 极化热 电池产热温度的关联性 1 动力电池产热机理及热传播动力电池产热机理及热传播 电池电池发热发热量的量的主要主要影响影响因素因素 电池自身的属性、电池自身的属性、电化学结构电化学结构 电池电池SOC值的变值的变化化 电池的工作温度电池的工作温度 电池的充放电倍电池的充放电倍率率 电芯发热功率计算 1 动力电

150、池产热机理及热传播动力电池产热机理及热传播 电池发热功率的表达式为：式中：U为电池开路电压；I为电池电流；V为电池负载电势；以上三项分别表示不可逆内阻热不可逆内阻热、可逆熵热和可逆熵热和混合热混合热。随后Thomas和Newman证实，在电池的设计过程中，如果减小极化浓度差，混合热可以忽略不计，公式(1)可以简化为：目前多采用此方法，但是根据发热功率影响因素一定要确定哪个SOC、哪个温度、哪个充放电倍率下的内阻。一般情况下会给出50%SOC251C充放电下的内阻，但在充放电末端内阻值会变大，发热功率也会变大。欧姆热 化学反应热 温度反应速率的关联性 Arrhenius方程指数式：K=Aexp（

151、-Ea/RT）,描述了速度常数K与温度T的指数关系，阿伦尼乌斯认为A和Ea都是与温度无关的常数。Varrt Hoff根据大量的实验数据总结出一条经验规律：温度每升高10K，反应速率近似增加2-4倍。产热量：Q=I2RT 产热 1 动力电池产热机理及热传播动力电池产热机理及热传播 圆柱型电池 方形/软包电池 电池内部传热过程 x y z z r 三维 径向 正极材料 外壳 电解液 隔膜 负极材料 热量 外部环境 危险域 因此，提高电池安全性应从电池 内部组分最薄弱的环节入手。1 动力电池产热机理及热传播动力电池产热机理及热传播 单体电池产热理论计算 充电过程中的实时产热功率计算 退役电池退役电池

152、 全新电池全新电池 V A time 0 CCCV CC 搁置搁置 电池充电电池充电/放电过程示意放电过程示意 电池产热理论计算公式：电池产热理论计算公式：搁置阶段搁置阶段 Q电池耗散热电池耗散热=M电池电池Cpt=hA(T电池电池-Tf空气空气)*h换热系数换热系数 充充/放电阶段放电阶段 Q电池电池产产热热/=M电池电池Cpt/+hA(T电池电池-Tf空气空气)=P 1 动力电池动力电池产热及传热机理产热及传热机理 在常规温度区间内，退役电池产热功率明显要大于新电池在常规温度区间内，退役电池产热功率明显要大于新电池 2 国内外主流电池温度特性国内外主流电池温度特性 动力电池类型 国内外主流

153、电芯企业 国内企业 宁德时代 比亚迪 中航锂电 国轩高科 天津力神 微宏动力 万向 比克 北京国能 波士顿 山东恒宇 盟固利 沃特玛 国际企业 日本松下 日本三洋 韩国三星 日本东芝 日本索尼 日本AESC 韩国LG 美国柯卡姆 法国Saft 在锂电池生产和销售中、日、韩是三分天下，属于第一集团军；但是国产电池在 性能、一致性和工艺与国际巨头依然存在差距。2 国内外主流电池温度特性国内外主流电池温度特性 磷酸铁磷酸铁锂正极电芯锂正极电芯倍率温度特性倍率温度特性 室温25 高温55 A:代表国外代表国外A款款 O:代表国内代表国内O款款 3.2V/1.5Ah 实验测试结论：小倍率放电条件下，国内

154、与国外电芯的产热量相差不大；大倍率放电条件下，国内O款电芯产热量明显要高出国外A款电芯。国产 进口 国产 进口 2 国内外主流电池温度特性国内外主流电池温度特性 磷酸铁磷酸铁锂正极电芯锂正极电芯低温放电性能低温放电性能 低温产热 放电容量百分比 A:代表国外代表国外A款款 O:代表国内代表国内O款款 实验测试结论：低温环境中，国产O款电芯基本失去可放电性，严重劣于国外A款电芯；进口 国产 2 国内外主流电池温度特性国内外主流电池温度特性 磷酸铁磷酸铁锂正极电芯锂正极电芯过充后温度特性过充后温度特性 进口A款电芯 常温25 高温55 过充 常规 结论：过充对电池在较低的温度环境中放电的影响不是特

155、别明显，温升斜率基本一致；对于高温环境，过充的影响便显著的体现出来，温升的速率增大较明显。国产O款电芯 2 国内外主流电池温度特性国内外主流电池温度特性 S:代表国外代表国外S款款 B:代表国内代表国内B款款 3.6V/2.2Ah 三元三元正极材料电芯正极材料电芯倍率温度特性倍率温度特性 常温常温25 高温高温55 国产B款 进口A款 结论：国产B款电芯在常温大倍率放电过程中，温度特性明显劣于进口S款；在高温环境中，两款电芯的温度特性基本相似，国产B款依然劣于S款。2 国内外主流电池温度特性国内外主流电池温度特性 三元三元正极材料电芯正极材料电芯低温特性对比低温特性对比 国产B款 进口S款 结

156、论：低温条件下，国产B款电芯的发热量远高于进口S款电芯，表明其低温电化学特性较差。对比分析两款电芯在不同环境下的放电容量，可以明显发现进口S款放电容量显著高出国产B款，尤其是低温下。2 国内外主流电池温度特性国内外主流电池温度特性 三元三元正极材料电芯正极材料电芯过充对电池容量衰减特性影响过充对电池容量衰减特性影响 进口S款 国产B款 衰减7.2%衰减12.3%对比分析两款电芯在过充循环30次测试后，明显发现国产B款电芯衰减率远大于 进口S款电芯（12.3%V.S 7.2%）。正常充放 过充充放 正常充放 过充充放 单体电池单体电池热-电化学特性研究研究Li(Ni5Co2Mn3)O2 三元材料

157、三元材料 常温常温30，正极正极SEM 高高温温50，正极正极SEM 高温大倍率放电循环高温大倍率放电循环：正极材料正极材料晶粒晶粒细化、细化、并且并且热分解热分解新杂质新杂质 锂锂离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。离子电池的温度水平直接影响其使用中的能量与功率性能。3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 高温使晶格发生破环，纳米颗粒碎化、脱落 散落、碎化构阻碍锂离子的嵌入和脱嵌 高温环境会破坏正极材料的晶体和纳米结构，导致电化学性能下降，热稳定性差 50次循环后，10C倍率放电下，S0C=0%0408053045607590 NB HTB R

158、TB-Z(m)Z(m)三个电池的三个电池的EIS测试对比测试对比 a）NB b）RTB c）HTB 三元正极材料的微观结构图三元正极材料的微观结构图 微观结构微观结构SEM表征分析表征分析 3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 单体电池单体电池热-电化学特性研究研究LiMnLiMn2O2O4 4/C/C 高温高温5555环境下环境下8C8C放电，电池经过放电，电池经过100100次循环后容量仅有次循环后容量仅有40%40%，与在，与在2525环境同一放电条件下相比下降了近环境同一放电条件下相比下降了近50%50%2525 5 55 5 高温循环寿命衰减特性高温循环寿命衰减特性 3

159、电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 不同不同SOCSOC下，电池在常温环境中存储后，内阻几乎没有变化下，电池在常温环境中存储后，内阻几乎没有变化 而高温环境存储后，电池的内阻明显增大，且在而高温环境存储后，电池的内阻明显增大，且在50%SOC50%SOC时，时，内阻增大最显著内阻增大最显著 不同荷电状态不同荷电状态SOC%0 50 100 电池编号 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 常温 初始值/m 27.0 27.6 27.4 26.4 26.3 28.9 30.1 27.7 35.3 29.3 26.2 27.4 30d后/m 29.4 29.8 29.4 33.2

160、 29.5 31.9 35.5 29.9 31.8 32.0 29.8 31.5 变化值/m 2.4 2.2 2.0 6.8 3.2 3.0 5.4 2.2 3.5 2.7 3.6 4.1 变化平均值/m 3.5 3.5 3.4 高温高温 初始值/m 28.7 27.5 26.9 29.4 26.8 28.1 27.1 26.7 27.9 27.4 30.4 28.2 30d后/m 32.6 32.1 32.0 34.4 47.2 46.0 47.4 54.3 49.6 45.6 50.5 47.2 变化值/m 3.9 4.6 5.1 5.0 19.2 19.3 27.2 25.6 21.7

161、18.2 20.1 19.0 变化平均值/m 19.8 22.8 19.75 高温存储对电池内阻影响高温存储对电池内阻影响 单体电池单体电池热-电化学特性研究研究LiMnLiMn2O2O4 4/C/C 电池在电池在25和和55下不同下不同SOC储存储存30天后内阻变化天后内阻变化 3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 高温存储高温存储 存满存满15d15d后容量变化后容量变化 存满存满30d30d后容量变化后容量变化 Soc%电池编号 实际容量/mAh 首次放电容量/mAh 不可逆容量/mAh 百分率%百分率平均值%首次放电容量/mAh 不可逆容量/mAh 百分率%百分率平均值%1

162、00 1 1219.81 991.10 228.71 18.75 18.1518.15 891.06 328.76 26.95 26.8926.89 2 1259.44 1010.88 248.56 19.74 913.49 345.95 27.47 3 1295.35 1067.59 227.76 17.58 952.81 342.54 26.44 4 1326.31 1107.10 219.21 16.53 972.03 354.28 26.71 由由Table 1Table 1可知，在可知，在高温存储高温存储环境度环境度的的LiMn2O4/CLiMn2O4/C电电池池不可逆容量衰不可逆容

163、量衰减越明显，并且随着时长增加，现象越减越明显，并且随着时长增加，现象越明显。明显。单体电池单体电池热-电化学特性研究研究LiMnLiMn2O2O4 4/C/C Table 1 Table 1 电池在电池在5555下储存下储存1515天和天和3030天后不可逆容量损失天后不可逆容量损失 高温存储对电池容量衰减影响高温存储对电池容量衰减影响 3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 热堆积 产热产热 温度不均衡导致电芯性能不一、电池组过早失效过早失效 热失控 最高温度超过100，过充接近200 启动、爬升时产生大量热量大量热量 电池热管理

164、的主要功能 进行实时的温度监控 温度过高时有效散热 低温条件下快速加热 保持电池间温度均一性 电池热管理的必要性 风冷优点：风冷优点：(a)、系统结构简单;(b)、便于维护；(c)、成本低、风险小。风冷局限性：(a)、冷却效率低下，受环境影响因素大，温度一致性较差；(b)、受制于牛顿冷却定律：Q=hA(tw-t）空气对流换热系数h525W/(m2*k)，而水对流换热系数一般为h空气的40倍。风冷技术优点及局限性：风冷技术优点及局限性：Q=hA(tw-t）空气h较小，而一般面积A一定，因此空气能带走热量有限 空气 3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 现代现代IONIQ EV车型风冷

165、散热技术车型风冷散热技术：现代IONIQ EV纯电动车电池系统位于 后座椅和后背箱的下方，电池包采用 96节软包3.75V单体串并连接，Pack能量为28kWh，能量密度为103Wh/kg。电池模组在温度过高的情况下，采用电池模组在温度过高的情况下，采用 强制风冷散热，在低温环境下，采用强制风冷散热，在低温环境下，采用电阻加热方式加热电池。电阻加热方式加热电池。软包单体电池软包单体电池 现代IONIQ EV风冷电池系统结构 风冷通道风冷通道 软包单体电池软包单体电池 空冷原理 空气冷却管理系统空气冷却管理系统 3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 Audi Q5混合动力车混合动力车

166、风冷技术：风冷技术：电池模组电池模组 电动风扇电动风扇 冷风流入冷风流入 热风回流热风回流 冷凝器冷凝器 奥迪Q5电池模组系统结构 空气冷却流道 控制策略：控制策略：电池温度大于电池温度大于34.534.5摄氏度时，启动风扇进行摄氏度时，启动风扇进行 冷却。温度高于冷却。温度高于3737摄氏度时，启动空调系统，摄氏度时，启动空调系统，通过空调蒸发器冷却空气。高于通过空调蒸发器冷却空气。高于4242摄氏度时，摄氏度时，电池蒸发器提供额外的制冷能力电池蒸发器提供额外的制冷能力。3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 液体冷却技术特点 流体

167、流动过程中的状态 层流 湍流 过渡区 液体冷却技术具有冷却效率高、冷却速度快的优势，利用流体的湍流状态下的较大的 对流换热系数进行热交换。Q=hA(tw-t）换热系数h可以高达几百甚至上千 此外，液体在换热过程中，具有比热容大（蓄显热大），同时还存在物理状态的改变，汽化相变具有更高的传热系数。比如：水的比热为4.2 kJ/kg.K;汽化潜热为2257.2 kJ/kg；导热系数为0.628 W/m.K。乙醇的比热为2.4 kJ/kg.K;汽化潜热为878.6 kJ/kg.雪佛兰雪佛兰Bolt EV液体冷却散热技术：液体冷却散热技术：原理结构设计（5通道并联）雪佛兰Bolt EV电池包 液体冷却技

168、术通过液体对流换热，将电池 产生的热量带走，降低电池温度。液体介液体介 质的换热系数高、热容量大、冷却速度快质的换热系数高、热容量大、冷却速度快，对降低最高温度、提升电池组温度场一，对降低最高温度、提升电池组温度场一致性的效果显著致性的效果显著，同时，热管理系统的体积 也相对较小。目前目前主流车型采用液冷方案：主流车型采用液冷方案：宝马i3、特斯拉、通用沃蓝达（Volt）、华晨宝马之诺、吉利帝豪EV。技术难点：技术难点：冷媒绝缘，避免短路；管道系统气密性要求高；机械强度，耐振动性，以及寿命要求。3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 宝马宝马BMW i3电动汽车直冷式散热（冷板）：电

169、动汽车直冷式散热（冷板）：直冷冷却技术直冷冷却技术（制冷剂直接冷却）：整合整车空调系统将冷却剂（R314a等）直接与电池堆接触，使其在蒸发器件中 快速蒸发，高效地带走热量，从而完成 电池包冷却的作业。直冷冷却的优点在于：直冷冷却的优点在于：(a)冷却效率比液冷高出34倍；(b)更能满足快充需求；(c)结构紧凑；(d)潜在地降低了成本；(e)避免了冷却液在PACK内的流动。（原理）BMW i3冷却系统结构 推荐的充电充电/放电电流放电电流0.33 C0.33 C（31A31A）循环寿命:80%80%的深放电循环的深放电循环32003200个周期个周期，剩余容量还高 达80%的（在94安放电电流下

170、）最大的放电流是连续放电流是连续1C1C和峰值和峰值4.3C4.3C（413A5s）3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 夹片式冷板通道 捷豹i-pace车型液体冷却电池包 捷豹捷豹I-pace液体冷却散热技术（冷板）：液体冷却散热技术（冷板）：电池系统采用的是LG NCM软包电芯，单体容量58Ah,共432pcs电芯，组合成36个模组，每个模组12个电芯，电池系统重量613kg,能量密度146.8wh/kg。冷却控制策略：冷却控制策略：电池系统采用的是液冷方式，采用双模 方式：电池系统在温和环境下使用时，电池系电池系统在温和环境下使用时，电池系 统产生的热量通过散热器对外进行散热

171、统产生的热量通过散热器对外进行散热；当使用环境较为恶劣，电池温度较高时，当使用环境较为恶劣，电池温度较高时，采用采用chiller及车身空调回路对外进行高效及车身空调回路对外进行高效换热换热。3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 奔驰奔驰Smart车型车型液体冷却散热技术（冷板）：液体冷却散热技术（冷板）：整车电池包 电池包内部冷却器件结构系统 单体电池单体电池 液冷冷板液冷冷板 冷媒管道冷媒管道 奔驰奔驰Smart电池包电池包：目前常见的是Gen3及Gen4的产品，Gen3的电池包（电量17.6KWh,最高电压 391V）。热管理设计方面，采用的是液冷方式，模组热量传至冲压式冷板

172、再通过内部模组热量传至冲压式冷板再通过内部 载冷剂换热，把热量带走载冷剂换热，把热量带走。3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 Audi Q7车型车型液体冷却散热技术（冷板）：液体冷却散热技术（冷板）：Audi Q7电池包电池包：电池系统由SDI奥地利工厂提供，单体容量28Ah，共14个模块，上下两层布置，每个模块12个cell，先组成14个2P6S模块再系统进行串联，系统总能量为17.3KWh（2P84S）。热管理设计方面，采用的是液冷方式，模组热量系统预埋的金属换热管，再通模组热量系统预埋的金属换热管，再通过内部载冷剂换热，把热量带走过内部载冷剂换热，把热量带走。液冷板 上下层

173、也冷板设计均为两进两出 上层液冷板 下层液冷板 电池组 3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 潜在热管理技术 热管是一种传热性能很好的人工元件，热管一般分为三部分：蒸发端、绝热段和冷凝端。热管主要依靠工质的相变传热进行散热。工质在蒸发端受热蒸发，蒸汽到达冷凝端液化再流回蒸发端，达到降温效果。热管工作原理图 1、热管散热、热管散热 微型管道 平板热管 不少研究表明，热管耦合风冷的条件下，能对电池系统进行快速且有效冷却，具有良好的均温性能，且热管易于制造、轻便、节约空间。与热管相关的科研资料 3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 电池热管理技术演变格局趋势：电动汽车的续航里

174、程是目前比较关切的点之一 经典的3:3:3配比 5:3:2 6:2:2 8:1:1 安全性系数降低 高镍 电动汽车的安全性会越来越重视，能量密度可以适当降一降 电堆热管理技术越来越必要 次生灾害防控技术也会越来越重视 对生命要有一颗敬畏之心 电堆安全预警系统也会越来越必要 能量密度在增加 磷酸铁锂 三元电池 3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 BMS 电池热管理系统 电路管理系统 信息通讯管理系统 电池管理系统(BMS)：1、设计高效的散热方式 2、设计高效的低温加热策略 3、设计有效的灭火、隔热系统 4.通过CFD热仿真模拟电池发热均衡，避免电池在过高或者过低的温度工作，将电池

175、环境温度控制在25，并且电池内部温差不超过5 1、BMS功能定义（BMS控制策略，控制逻辑，原理图，电路图，流程图，SOC算法实现，故障处理策略，SOP，SOH等）2、实时巡检电池包的电压、电流内阻、温度等信号 3、制定合理的充电、放电机制 1、人、机信息交互系统 3 电池热管理现有主流技术电池热管理现有主流技术 4 相变材料热管理系统相变材料热管理系统 显热 潜热 显热 温度T 时间t 具有相变功能 不具有相变功能 相变材料工作原理 吸 热 放热 外层壳 基体 相变前 相变后 特点：特点：1.吸收热量，保持温度一致性；2.缩短处于高温时间，防止热失控；3.二次散热释放热量。优势：系统体积小，

176、结构紧凑，冷却效率高，维护成本低优势：系统体积小，结构紧凑，冷却效率高，维护成本低 项项 目目 单单 位位 技技 术术 参参 数数 产品型号产品型号/PCM-G48B 模块构成模块构成/复合相变材料复合相变材料-52孔孔 相变温度相变温度 481 相变潜热相变潜热 J/g 105 导热系数导热系数 W/mk 横向横向1.0(30)，2.5(50)，0.7（60）固体密度固体密度 Kg/m3 0.92*103 热体积膨胀率热体积膨胀率%3%（60）阻燃特性阻燃特性/V0 绝缘性能绝缘性能 m 3*1013 使用环境温度使用环境温度 45 4 相变材料热管理系统相变材料热管理系统 团队开发的最新P

177、CM材料参数 圆柱型电池PCM 模块 产品优点产品优点 无腐蚀、无污染、无异味、无任何 有害物质；材料相变前后始终保持固体形状；储热容量高，储能过程温度稳定在 一定范围；良好的导热性能；可循环再利用，无毒无污染；使用简易方便，具有较好的结构强度；相变循环稳定性好，使用寿命长。4 相变材料热管理系统相变材料热管理系统 新型改进后的相变材料的优越性能新型改进后的相变材料的优越性能 测试条件：标准样品100105mm；改进的第二代PCM弯曲强度、冲击强度和硬度分别是传统石蜡/石墨复合PCM的15.4,1.1和3.4倍。传统传统PCMPCM 改进改进PCMPCM 优势：优势：机械强度高机械强度高 轻量

178、化轻量化 绝缘性好绝缘性好 热循环稳定热循环稳定 定型PCM力学性能测试 弯曲强度测试 测试条件：1、测试电压：AC 2000V；2、漏电流：10mA；3、测试时间：30s；4、测试位置：复合相变材料模块最薄处；测试结果：无击穿，绝缘良好。4 相变材料热管理系统相变材料热管理系统 定型PCM电绝缘性能测试 4 相变材料热管理系统相变材料热管理系统 定型PCM循环寿命测试 设定恒温箱工作程序：单次测试周期为2小时，35保温（55分钟）-快速升温到55（5分钟）-55保温（55分钟）-快速降温到35（5分钟），每次测试10个循环。循环前重循环前重量量 1600周循周循环环 析出量析出量 511.4

179、g 507.3 0.8%定型PCM具有很好的抗析出性能 4 相变材料热管理系统相变材料热管理系统 阻燃测试（酒精喷灯）定型PCM阻燃性能测试 阻燃等级判定条件 结论：阻燃性能达到UL-94V0级别（最高级别）（b b）空气冷却）空气冷却 观点 最高温 PCM冷却的电池在30次循环中，最高温在37内，而空气冷却电池最高温达到49.38 采用PCM冷却可以有效的控制电池的温升，并且使得电池体温度分布更加均匀 温差 PCM冷却的电池温差上升了0.47，而空气冷却电池则上升了7.53（a a）PCMPCM冷却冷却 PCM18650钛酸锂单体电池散热研究 4 相变材料热管理系统相变材料热管理系统 4 相

180、变材料热管理系统相变材料热管理系统 21.6V/8Ah PCM21.6V/8Ah PCM结合结合二二次散热次散热 相变材料电池模组与空白组（自然相变材料电池模组与空白组（自然/强制风冷强制风冷）实验对比，可以明显的看出实验对比，可以明显的看出PCMPCM散热的优势，散热的优势，控制最高低于控制最高低于5050，温差小于，温差小于4 4。PCMPCM结合二次散热（耦合铝翅片）控温效果更结合二次散热（耦合铝翅片）控温效果更佳，佳，尤其在大倍率尤其在大倍率3.5C3.5C放电时，依然可以控制放电时，依然可以控制在在5050，温差，温差5 5以内。以内。并且在循环测试中，并且在循环测试中，耦合翅片的耦

181、合翅片的PCMPCM电池模组温升呈一个水平趋势电池模组温升呈一个水平趋势。PCM耦合二次散热热管理系统研究 自然冷却/强制风冷/PCM三种散热方式比较 自然冷却 强制风冷，1m/s 强制风冷，2m/s PCM冷却 二次散热 无二次散热 循环测试 48V/14AH48V/14AH方形动力电池组方形动力电池组 4 相变材料热管理系统相变材料热管理系统 PCM应用于方形动力电池模组控温测试 测试结果显示：电池模组在连续的100A/120A的大电流下放电，电池最高温度 低于47。4 相变材料热管理系统相变材料热管理系统 电池模组模拟云图电池模组模拟云图 3S10P3S10P仿真模型仿真模型 3S10P

182、电池模组电池模组-50510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 704647484950515253 实际测试 模拟数据TemperatureTIME(min)max=51.8Cmax=51.34CT=0.46C中间某点温度对比中间某点温度对比 47.547.5，1C1C放电放电 误差控制在1以内 相变材料热管理策略仿真模拟研究 利用ANSYS仿真平台，采用融化/固化模型 对PCM/电池模组进行模拟研究 4 相变材料热管理系统相变材料热管理系统 相变材料体积热膨胀对散热性能影响 仿真模拟温度云图 中心横截面线温度分布 通过建模仿真模拟，我们可以看出，当PCM发生

183、体积热膨胀时，电池与PCM之间会存在 空气间隙，空气间隙会显著地影响热量的传递，随着间隙越大，电池的温度越来越高。同时 电池模组中心截面的线温度分布，更加清晰明了的揭示了空隙对传热的影响。4 相变材料热管理系统相变材料热管理系统 电动汽车实际运行电动汽车实际运行时电池模块温度变化时电池模块温度变化 0400800030354045505560 T1 T2 T3 T4 T5 T6O O OO O O1 2 3 4 5 6051015202530Temperature(C)T(C)Time(s)T温度波动 在电动汽车实际运行时，电池模块温度变化呈现不稳定性。PCM动力电池模组

184、装车测试 装车爬坡实验测试装车爬坡实验测试 开发标准的电池热管理系统 与广州能源检测研究院合作，开发动力电池模组检测平台 与美国国际铜业协会、长城汽车项目团队联合开发48V-BSG 轻混电池包 与迈科公司共同开发的48V/10.5Ah 磷酸铁锂电池模组 与陆地方舟集团联合开发了基于相变材料热管理的 96V/80Ah 磷酸铁锂方形电池模组，并进行小型电动汽车的装车测试 与美国国际铜业协合作开发基于泡沫铜增强型相变材料热管理的18650 电池模组 4 相变材料热管理系统相变材料热管理系统 系统 1、电池成组 2、热结构设计 3、BMS开发 4、热滥用研究 5、灾害防控研究 佛山顺德深加工基地 团队

185、研究路线 器件 1、钮扣电池 2、圆柱电池 3、方形/软包电池 4、超电容器 热-电化学性能测试实验室 动力电池软包中试线 材料 1、炭负极 2、硅碳负极 3、锂硫 4、热储能材料 材料制备实验室 5 团队简介团队简介 5 团队简介团队简介 科研成果 序号序号 题目题目 期刊级别期刊级别 1 Experimental research on the effective heating strategies for a phase change material based power battery module.International Journal of Heat and Mass T

186、ransfer.Volume 128,January 2019,Pages 392-400.2019(SCI二区)2 Experiment and simulation for pouch battery with silica cooling plates and copper mesh based air cooling thermal management system.Applied Thermal Engineering.Volume 146,5 January 2019,Pages 866-880.2019(SCI二区)3 A novel nanosilica-enhanced p

187、hase change material with anti-leakage and anti-volume-changes properties for battery thermal management.Energy Conversion and Management.Volume 163,1 May 2018,Pages 250-259.2018(SCI一区)4 A thermal management system for rectangular LiFePO4 battery module using novel double copper mesh-enhanced phase

188、change material plates.Energy.Volume 141,15 December 2017,Pages 613-623.2017(SCI一区)3 Experimental study on a novel battery thermal management technology based on low density polyethylene-enhanced composite phase change materials coupled with low fins.Applied Energy.Volume 178（2016）,Pages 376382.2016

189、(SCI一区)4 An experimental study of thermal management system using copper mesh-enhanced composite phase change materials for power battery pack.Energy,Volume 113,15 October 2016,Pages 909-916 2016(SCI一区)6 Xiaoqing Yang*,Xinxi Li,Zhenghui Li,et al.Mesoporous wormholelike carbon with controllable nanos

190、tructure for lithium ion batteries application.Materials Research Bulletin 2015(SCI二区)7 Xiaoqing Yang*,Hong Huang,Guoqing Zhang,et al.Carbon aerogel with 3-D continuous skeleton and mesopore structure for lithium-ion batteries application.Materials Chemistry and Physics 2015(SCI二区)5 团队简介团队简介 申请专利申请专

191、利 专利名称专利名称/Patent name/Patent name 专利号专利号/Patent number/Patent number 专利类型专利类型/Patent type/Patent type 一种具有强化散热功能的管壳式电动汽车电池装置 ZL201010614774.5 发明 具有强化散热功能的管壳式电动汽车电池装置 ZL201020690544.2 实用新型 一种基于泡沫金属/复合相变材料的动力电池冷却系统 ZL201110457984.2 发明 基于泡沫金属/复合相变材料的动力电池冷却系统 ZL201120571466.9 实用新型 具有高效均衡散热功能和电加热功能的电池热管

192、理设备 ZL201310063494.3 实用新型 一种基于热电冷却的动力电池热管理系统 201410027048.1 发明 一种储能复合材料及其制造方法 201410027025.0 发明 一种基于金属板式脉动热管的动力电池热管理系统 201410355177.3 发明 一种智能热管理防水型动力电池箱 201410354014.3 发明 谢谢！谢谢！定制化精密辊压型材业务介绍上海宝钢型钢有限公司公司简介 宝钢集团全资子公司，隶属于宝钢金属有限公司国内最早辊压型材制造企业之一方矩管国家标准起草和主编单位拥有TS16949，ISO9001和14001等质量体系认证。具备产品40万吨的产销能力。使

193、命篇-轻量化事业 新制造工艺与新材料匹配新制造工艺与新材料匹配 制造制造连接连接材料端材料端和和产品端产品端成本成本燃油消耗燃油消耗安全安全排放排放新材料新材料，宝钢三代高强钢宝钢三代高强钢汽车设计拼焊汽车性能组装模态冷弯件物流工程机械客车医药汽车商用车建筑滑轨面向所有行业的冷弯型材专业制造商！这是我们的定位型材供应商一级供应商主机厂宝钢卷材走出一小步！专注篇-公司定位资源篇-先进设备全全球球第第1条条模模块块设设计计辊辊压压生生产产线线全全球球第第1条条柔柔性性冲冲孔孔设设计计辊辊压压生生产产线线中中国国第第1条条辊辊压压+激激光光焊焊接接碳碳钢钢生生产产线线中中国国第第1条条客客户户定定制

194、制化化产产品品辊辊压压生生产产线线36道次为客户提供系统为客户提供系统解决方案，占领解决方案，占领宇通市场，形成宇通市场，形成宝钢整体优势宝钢整体优势 中央研究院、销售体系、宝钢金属建立供应链合作关系，供应链合作关系，共同提供整体解决方案，产销产销研一体化研一体化推进协同推进协同推进 材料材料 研发研发 制造制造 市场市场 汽车板销售部材料供应 研究院材料选择与分析 型钢公司需求反馈 研究院重在使用技术研发 研究院工装模具设计开发 型钢公司重在生产技术研发 型钢公司加工制造 研究院提供支持 联合对客户技术营销 联合市场开发与市场推广 共同满足客户需求资源篇-内部资源TeamTeamPHD:1

195、Master:5Bachelor:2Core team2009,8Iserlohn,Germanyroll design softwareChina national roll formingtraining class(annually)As a chief teacherDr.Yan PeijieUBECO PROFIL 全国最具竞争力的辊压技术团队！Max.1500Mpa协同宝钢超高强协同宝钢超高强激光焊管激光焊管业务业务定制化复杂辊压型材业务定制化复杂辊压型材业务产品篇-类别超高强钢弯曲和液压成形镀锌层A.超高强钢可制造性，最高强度可达到1500MPaB.热影响区小，焊缝性能优越，满足

196、二次成形要求C.焊接后无须补锌工艺，环保工艺优势工艺优势辊压成形辊压成形+激光焊接激光焊接产品篇-激光焊管020304在线涡流检测100%实时检测焊缝质量，并形成警报提示在线尺寸检测实时监控截面尺寸变化，避免人为因素的尺寸精度波动。线下破坏性试验根据不同产品标准检测管材的焊缝质量01焊缝追踪系统保证圆管在成形过程中两边部摆动的跟随焊接质量保证流程体系图质量保证流程体系图产品篇-辊压异型材一体成形A.减重15%，使用高强钢B.刚度增加20%C.生产效率提高30%零件优势零件优势后续定尺和冲孔集成结构件+功能件合并形状因子增加多件焊接焊接量大质量不稳定工时消耗大轻量化功能型材开发流程产品开发产品开

197、发模具设计模具设计各工艺段模具设计。PROFIL专业轧辊设计软件 ABAQUS成形过程模拟图纸分析图纸分析转化客户图纸，提取成形难点和质量控制点。质量控制计划模具加工模具加工各工艺段模具加工和质量控制。产品调试产品调试在产线上对各个工艺段进行单独和联合调试，完成样品交付。冲压、辊压、焊接、切断、弯曲等工艺的集成和协同设计。工艺流程设计工艺流程设计产品设计产品设计冲压、辊压、焊接、切断、弯曲等工艺的集成和协同设计。一揽子方案的提供者：从设计，材料，制造，产品使用方面为客户提供一揽子解决方案的一揽子方案的提供者：从设计，材料，制造，产品使用方面为客户提供一揽子解决方案的服务制造商服务制造商！IDE

198、AIDEA流程示意图流程示意图010203IDEA材料轻量化用选用超高强钢，做好材料替代方案结构轻量化以承载或功能性要求为目的，进行型材截面优化设计工艺轻量化以冷弯成形为制造平台，将冲孔、冲压、焊接、剪切等多工艺集成。S700MCS700MCS700MCDP800S700MCQP980DP1180CP800 扭力梁DP980滑轨S460MCS700MCS700MCS700MCS460MCCP800镀锌S700MCS540镀锌实际产品表现未来篇-加强服务能力成为客户最有价值的战略合作伙伴！交货周期和运输配送积极加入客户前期项目设计EVI提供完善的产品工艺执行方案从防腐涂装以及焊接提供服务智慧动力

199、电池系统：充放电峰值功率能力的主动优化管理2019第三届电动汽车电池模组与PACK创新论坛电动车辆国家工程实验室/新能源汽车国家监测管理平台汇报提纲动力电池管理研究发展现状1高精度状态协同估计体系2峰值功率预测与主动优化管理3峰值功率管理的案例分析4动力电池管理系统的作用3电池管理系统电池管理系统电量采集配合控制电量采集配合控制电池组电动汽车电池组电动汽车BMSBMS是动力电池的，是连接电池与电动汽车、电源系统的唯一纽带，。玉兔玉兔2号储能系统号储能系统电动汽车的瓶颈技术之一？之最！4动力电池是电动汽车的主要能源载体使用和管理不当引发安全隐患，造成驾驶里程焦虑工作机理复杂、性能即用即衰、高维强

200、耦合、非线性时变可测量参数有限且耦合，用于管理的状态信息均为隐含量动力电池及管理方法依然是电动汽车发展的技术瓶颈动力电池管理系统的痛之数据有限5动力电池及管理依然是电动汽车的技术瓶颈核心：强时变、非线性、非均一系统内部状态高精度估计有限且不精确电池数据必然导致模型建不精和状态估不准！动力电池管理系统的痛之环境敏感强6精确估计精确估计SOC(BMS核心核心)精确估计精确估计SOE(剩余能量和里程剩余能量和里程)02468x 5060时间(s)温度()2C1C3C电池的峰值功率能力电池的峰值功率能力(逐渐意识到逐渐意识到)电池续驶里程在不同温度下差异显著，容易造成电池续驶里程

201、在不同温度下差异显著，容易造成“”！电池性能受环境影响显著，多状态协同估计必要且紧迫！能力不清增加热失控风险能力不清增加热失控风险7我的车还能跑多久，性能可靠吗？电池系统寿命模型与剩余寿命精确预测方法必要且紧迫！动力电池管理系统的痛之退化摸不清20172017上半年锂电池热失控起火事故9 9起，涉及车辆高达9898台。20182018上半年锂电池热失控起火事故1010起，涉及车辆1010台。安全事故频发，寿命预测可以对电池的失效时间进行预测从而提前提醒用户对电池进行更换，提升用户的用车安全性。汇报提纲动力电池管理研究发展现状1高精度状态协同估计体系2峰值功率预测与主动优化管理3峰值功率管理的案

202、例分析4多状态协同估计体系9为什么要协同估计：电池参数和状态的时变特性？发现：动力电池SOC和容量(SOH)具有不同步时变特性！参数：尺度为周状态：尺度为秒1C101C40参数：尺度为周状态：尺度为秒SOC-SOH状态协同估计体系10核心：如何协同估计？-参考管理系统核心算法发明了采用宏观尺度估计电池SOHSOH、内阻等参数和微观尺度估计SOCSOC的多尺度参数和状态协同估计理论。(ZL201610675853.4,ZL201410225424.8)多时间尺度滤波算法的原理流程图,1,1,(,),(,)k lk lkk lk lkkkk lk lkk lk lF uYG uSOC-SOH状态协

203、同估计11动力电池和管理系统在环的台架验证试验动力电池和管理系统在环的台架验证试验汇报提纲动力电池管理研究发展现状1高精度状态协同估计体系2峰值功率预测与动态随控管理3峰值功率管理的案例分析4峰值功率获取方法13核心：如何计算？主要分为：评测方法和预测方法。评测方法：按照给定的标准，进行电池实验得到峰值功率预测方法：使用电池模型推算输出功率的解析表达式，再将测得的电流电压值代入表达式进行计算。评测法简单、应用广泛，预测方复杂但是科学、可靠。混合动力脉冲特性测试法恒功率测试法GB/T 31467脉冲测试法美国USABC功率测试方法评测方法日本JEVS电池功率测试标准拟合法插值法离线映射法模型驱动

204、预测方法SOC极限约束预测方法复合脉冲功率特性法黑箱模型预测方法支持向量机动态模型多参数约束法深度学习神经网络拟合更新法预测方法0230360490充电峰值功率/W持续时间/s 0200250300持续时间/s放电峰值功率/W 025025峰值功率评测方法14GB/T 31467锂离子动力蓄电池系统SOP测试规程是电压截止记录时间t1结束重复至少5次测试否切换SOC测试点开始电池充满电量取P1值恒功率测试根据t1大小调整P1值待求t0数值左右两端的记录时间至少各有2个拟合功率-时间曲线SOC=90%SOC=5%Step 1Step 2Step 3St

205、ep 4峰值功率能力主动优化管理15核心：变被动计算电池功率为主动优化调控的新思路工作？可以撑一会能力？完全干不了一切皆有可能！精确的电池模型精确的电池模型准确的SOC状态准确的SOC状态理想的一致性能理想的一致性能开心的工作温度开心的工作温度优化的衰退轨迹优化的衰退轨迹可靠的故障诊断可靠的故障诊断峰值功率是综合性能的体现，是电池最重要的指标！汇报提纲动力电池管理研究发展现状1高精度状态协同估计体系2峰值功率预测与主动优化管理3峰值功率主动管理的案例解析4案例1：多尺度多约束峰值功率预测17多约束SOPSOP预测：基于多时间尺度SOC-SOHSOC-SOH协同估计算法安全：多个约束共同制约SO

206、PSOP，保证了动力电池使用安全。准确：精准的SOC-SOHSOC-SOH协同估计结果大大地提高了SOPSOP预测精度。适用性强：在线参数辨识使得算法适用不同温度、工况、老化等。0500300-4000-20000时间/min峰值充电电流/A 0500300020004000时间/min峰值放电电流/A 0500300-400-2000时间/min峰值充电功率/W 05003000200400600时间/min峰值放电功率/W 468-60-300 3003053100100200 基于SOC基于模型多约束

207、已成功应用于多款锂离子动力电池案例1：多尺度多约束峰值功率预测18不同持续时间：持续SOP预测对于实车应用更具意义特点：持续峰值功率绝对值随着持续时间的增大而减小。推广：任意持续时间的SOPSOP可以实时在线，精准预测和管理。0500300350-800-600-400-2000时间/min充电峰值功率/W 1s30s60s120s0500300350020040060080010001200时间/min放电峰值功率/W 不同持续时间的不同持续时间的SOP预测结果预测结果案例2：平坦“电压”电池的SOC估计19重构应用：将重构OCV曲线应用于LFP电

208、池的SOC估计伪OCVOCV促进SOCSOC快速、稳定收敛，稳定后SOCSOC误差1%1%。00500600-20-1001020时间(s)温度()边缘温度模拟温度中心温度00.500SOCSOP(W)00.500SOCSOP(W)00.500SOCSOP(W)00.500SOCSOP(W)30s60s120s案例3：低温电池快速自加热技术20低温电池高频梯次预热技术唤醒动力电池系统正常的SOPSOP表现案例4：电池寿命管理技术21寿命预测：快速预测电池单体/系统的未来衰退情况实用：减

209、少繁琐的寿命试验，预测仅需40%40%的历史衰退数据。精确：预测精度高，动力电池剩余寿命预测精度可达90%90%以上。稳定：稳定适应全气候、全倍率范围单体/系统剩余寿命预测。案例5：动力电池组不一致性22扫帚效应：充放电末期电池单体间不一致性会显著增大起因：动力电池充放电末期的强极化非线性特性所导致。特点：存在充放电”帚颈”，其之前一致性良好，之后显著恶化。案例6：系统级传感器故障诊断技术23简：提出了两种简单有效的用于系统故障检测的残差生成器。准：保证电流或电压传感器故障的快速准确定位、检测与隔离。广：诊断方法能够广泛应用于串联和并联的动力电池组系统。诊断容错：快速检测并隔离串并联电池组中故

210、障传感器BMS中英文专著24谢谢各位专家同行的聆听与批评指正！请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 Table_MainInfo行业研究/化工/石油化工 证券研究报告行业深度报告行业深度报告 2019 年 04 月 16 日 Table_InvestInfo投资评级 优于大市优于大市 维持维持市场表现市场表现 Table_QuoteInfo-24.87%-17.92%-10.96%-4.01%2.95%9.90%2018/42018/72018/102019/1石油化工海通综指资料来源：海通证券研究所 相关研究相关研究 Table_ReportInfo 关注危化品安全管理，行业整合大势所趋2

211、019.04.08 PX 增量产能逐步释放，产业链利润向PTA-涤纶转移2019.04.04 （更新）“一带一路”投资机会梳理2019.03.14 Table_AuthorInfo分析师:邓勇 Tel:(021)23219404 Email: 证书:S0850511010010 分析师:朱军军 Tel:(021)23154143 Email: 证书:S0850517070005 联系人:胡歆 Tel:(021)23154505 Email: 联系人:张璇 Tel:(021)23219411 Email: 氢能源产业链有望加快发展氢能源产业链有望加快发展 Table_Summary投资要点：投资

212、要点：氢能源产业链发展有望提速。氢能源产业链发展有望提速。据新华网报道，在今年的全国两会上，汽车产业界的全国人大代表提交了一系列关于发展氢燃料汽车的议案建议。在两会期间，氢燃料这种节能、环保、便捷性又高的能源被写进政府工作报告。3 月 26日工信部等 4 部委发布关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知，提出地方应完善政策，过渡期后不再对新能源汽车（新能源公交车和燃料电池汽车除外）给予购臵补贴，转为用于支持充电（加氢）基础设施“短板”建设和配套运营服务等方面。氢能源产业链逐渐完善。氢能源产业链逐渐完善。氢能源的上游是氢气的制备，主要技术方式有传统能源的热化学重整、电解水和光解水；中游

213、是氢气的储运环节，主要技术方式包括低温液态、高压气态和固体材料储氢；下游是氢气的应用，氢气应用可以渗透到传统能源的各个方面，包括交通运输、工业燃料、发电等，主要技术是直接燃烧和燃料电池技术。化石燃料制氢成本较低。化石燃料制氢成本较低。根据我们测算，不同人工制氢工艺原料天然气、甲醇、电价的采购成本（扣除增值税）分别为 2.8 元/方、2500 元/吨、0.63 元/kWh 时，天然气制氢、甲醇制氢和电解水制氢成本分别为 2.09、2.13、3.46 元/立方米，相对于电解水制氢，目前化石燃料制氢具备明显的成本优势。工业副产氢也有望成为低成本氢来源。工业副产氢也有望成为低成本氢来源。我国工业副产氢

214、气主要来自焦炉煤气、氯碱工业及 PDH 项目等，2018 年合计副产氢气在 800 万吨以上。目前这些副产氢气很多都排放到空气中，污染环境的同时也成为危险因素。变压吸附（PSA）技术分离提纯氢气的技术在我国已经非常成熟，若能充分利用好这些低品位能源，化工副产氢气将成为我国的重要氢气源，对氢能源发展有着重要意义。我国加氢站进入发展快车道。我国加氢站进入发展快车道。截至 2018 年全球已建成 369 座加氢站，日本、德国、美国数量较多，合计占全球比重达 54%。我国排名第四，已建成加氢站23 座，占比为 6%。根据 2016 年 10 月发布的中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016），到 20

215、20 年我国建成加氢站将达 100 座，2030 年将达到 1000座。日韩技术领先，我国燃料电池车加快发展。日韩技术领先，我国燃料电池车加快发展。从全球氢燃料电池汽车的量产规模和市场商业化份额看，日本和韩国的氢燃料电池汽车技术处于领先水平，市场份额占据主导地位。目前在国际上真正实现量产的主要有丰田Mirai、本田ClarityFuel Cell、现代 ix35 FCEV、现代 NEXO 四款车型。2018 年我国燃料电池车销量为 1527 辆，其中客车销量 1418 辆、货车销量 109 辆。根据中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016），到 2020 年达到 1 万辆燃料电池运输车辆，燃料

216、电池有轨电车达 50 列；到 2030 年燃料电池车辆保有量达到 200 万辆，我国燃料电池车将迎来快速发展期。关注上市公司：关注上市公司：化石燃料制氢、工业副产氢有望成为低成本氢来源，建议关注甲醇龙头公司新奥股份、华鲁恒升新奥股份、华鲁恒升等；天然气行业龙头公司新奥股份、广汇能新奥股份、广汇能源、中国石化、中国石油源、中国石化、中国石油等；PDH 龙头卫星石化、东华能源、万华化学卫星石化、东华能源、万华化学，以及规划建设的齐翔腾达齐翔腾达等；氯碱化工龙头滨化股份、新疆天业滨化股份、新疆天业等。此外，建议关注氢气储运材料及装备相关的华昌化工、富瑞特装华昌化工、富瑞特装等。风险提示：风险提示：氢

217、气制备成本居高不下，加氢站建设不及预期，燃料电池汽车消费不及预期等。2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 2 目目 录录 1.积极推进氢能源发展.5 1.1 政策频出，推进氢能源发展.5 1.2 氢能源产业链概述.6 2.上游：化石燃料制氢、工业副产氢有望成为低成本氢来源.7 2.1 人工制氢工艺及成本分析.7 2.2 工业副产氢有望成为重要氢供给来源.9 3.中游：液态氢储运或将成为发展重点.10 3.1 氢储存方式比较.10 3.2 氢的运输和配送.11 3.3 我国

218、加氢站进入发展快车道.12 4.下游：燃料电池车是氢能源应用的主要方向之一.13 5.他山之石：日本氢工业发展进程.15 6.投资建议及相关上市公司.17 6.1 卫星石化（002648.SZ）.17 6.2 新奥股份（600803.SH）.18 6.3 滨化股份（601678.SH）.19 6.4 齐翔腾达（002408.SZ）.19 6.5 中国石化（600028.SH）.20 6.6 中国石油（601857.SH）.21 7.风险提示.21 2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披

219、露和法律声明 3 图目录图目录 图 1 氢能源产业链概况.6 图 2 全球工业氢气市场规模变化趋势.6 图 3 全球工业氢气市场格局（2017 年）.6 图 4 我国工业氢气产量与需求量变化趋势.7 图 5 全球制氢工艺原料占比（2017 年）.8 图 6 我国制氢工艺原料占比（2017 年）.8 图 7 焦炉煤气主要成分构成.9 图 8 我国焦炭和副产氢气产量变化趋势.9 图 9 我国烧碱和副产氢气产量变化趋势.9 图 10 不同储氢方式的储氢密度对比（单位摩尔原子/cm3）.11 图 11 高压储氢加氢站和液氢储氢加氢站工作原理.13 图 12 我国加氢站建设成本构成（2017 年）.13

220、 图 13 质子交换膜燃料电池主要部件构成.14 图 14 质子交换膜燃料电池成本构成.14 图 15 全球氢燃料电池乘用车销量（辆）.15 图 16 我国加氢站氢气售价价格组成.17 2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 4 表目录表目录 表 1 我国氢能及燃料电池相关政策.5 表 2 不同人工制氢技术对比.7 表 3 不同工艺制氢成本分析.8 表 4 不同工艺制氢成本敏感性分析.8 表 5 国内现有 PDH 装臵及未来产能规划（截至 2018 年 6 月 30 日）.

221、10 表 6 氢气与天然气基本参数比较.10 表 7 主要氢储存方式比较.11 表 8 主要输配氢方式比较.12 表 9 全球建成投运加氢站情况（截至 2018 年底）.12 表 10 燃料电池分类对比.14 表 11 燃料电池汽车补贴标准.15 表 12 日本氢工业早期发展.15 表 13 日本氢能源发展战略目标.16 表 14 日本加氢站补贴标准（2016 年）.16 2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 5 1.积极推进积极推进氢能源发展氢能源发展 1.1 政策频出

222、，推进氢能源发展政策频出，推进氢能源发展 据新华网报道，在今年的全国两会上，汽车产业界的全国人大代表提交了一系列关于发展氢燃料汽车的议案建议。在两会期间，氢燃料这种节能、环保、便捷性又高的能源被写进政府工作报告。今年 3 月 26 日工信部等 4 部委发布关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知，提出地方应完善政策，过渡期后不再对新能源汽车（新能源公交车和燃料电池汽车除外）给予购臵补贴，转为用于支持充电（加氢）基础设施“短板”建设和配套运营服务等方面。2006-2014 年是我国氢能及燃料电池的推广阶段年是我国氢能及燃料电池的推广阶段。根据中国政府门户网站援引新华社报道，2006 年

223、我国将氢能及燃料电池写入国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020 年）中，提出重点研究高效低成本的化石能源和可再生能源制氢技术，经济高效氢储存和输配技术，燃料电池基础关键部件制备和电堆集成技术，燃料电池发电及车用动力系统集成技术，形成氢能和燃料电池技术规范与标准。2006-2014 年我国出台一系列政策推广使用氢能及燃料电池汽车。2015 年以来我国对氢能及燃料电池汽车政策扶持力度加大年以来我国对氢能及燃料电池汽车政策扶持力度加大。2015 年财政部等 4 部委发布关于 2016-2020 年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知，说明了燃料电池汽车推广应用补助标准。2016 年 1

224、0 月中国标准化研究员和全国氢能标准化技术委员会联合发布中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016），提出了更加明确的产业规划目标：2020 年率先实现氢能汽车及加氢站的规模化推广应用，建成加氢站 100 座，燃料电池发电站达 20 万 kW,达到 1 万辆燃料电池运输车辆，燃料电池有轨电车达 50列；到 2030 年，建成加氢站 1000 座，燃料电池发电站达 1 亿千瓦，燃料电池车辆保有量达到 200 万辆。2017 年国家对于加氢站、加气站的建设提出规范要求，进一步表明了我国发展氢能源的战略方向。表表 1 我国我国氢能及燃料电池相关政策氢能及燃料电池相关政策 发布时间发布时间 政策名称政策

225、名称 涉及氢能及燃料电池的内容涉及氢能及燃料电池的内容 2006.2 国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020 年）氢能及燃料电池技术：重点研究高效低成本的化石能源和可再生能源制氢技术，经济高效氢储存和输配技术，燃料电池基础关键部件制备和电堆集成技术，燃料电池发电及车用动力系统集成技术，形成氢能和燃料电池技术规范与标准。2010.10 关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定 新能源汽车产业。着力突破动力电池、驱动电机和电子控制领域关键核心技术，推进插电式混合动力汽车、纯电动汽车推广应用和产业化。同时，开展燃料电池汽车相关前沿技术研发，大力推进高能效、低排放节能汽车发展。2011.6

226、 当前优先发展的高新技术产业化重点领域指南2011 年度）氢开发与利用：高效天然气制氢、化工、冶金副产煤气制氢，低能耗电解水制氢，生物质制氢、微生物制氢技术，高压容器贮氢、金属贮氢、化合物贮氢技术，氢加注设备和加氢站技术，超高纯度氢的制备技术，氢燃料发动机与发电系统技术。2014.11 关于新能源汽车充电设施建设奖励的通知 对符合国家技术标准且日加氢能力不少于 200 公斤的新建燃料电池汽车加氢站每个站奖励400 万元；对服务于钛酸锂纯电动等建设成本较高的快速充电设施，适当提高补助标准。2015.4 关于 2016-2020 年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知 燃料电池汽车推广应用补助标准

227、：乘用车 20 万元/辆，轻型客车、货车 30 万元/辆，大中型客车、货车 50 万元/辆。2016.10 中国氢能产业基础设施发展蓝皮书 2020 年率先实现氢能汽车及加氢站的规模化推广应用，建成加氢站 100 座，燃料电池发电站达 20 万 kW,达到 1 万辆燃料电池运输车辆，燃料电池有轨电车达 50 列；到 2030 年，建成加氢站 1000 座，燃料电池发电站达 1 亿千瓦,燃料电池车辆保有量达到 200 万辆。2017.12 质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气（T-CECA-G0015-2017)首个氢能领域标准。适用于质子交换膜燃料电池汽车用氢气，规定了燃料电池汽车用氢气的术语和定

228、义、要求、氢中主要杂质气体，如氧气、总硫、氨、一氧化碳、二氧化碳、卤化物、水、总烃及氦、氩、氮等惰性气体的测试方法，还规定了氢气的抽样、采样与浓度计算方法，氢气的包装、标志与储运，以及安全要求。2018.12 关于对国家重点研发计划高新领域可再生能源与氢能技术等9个重点专项2019年度项目申报指南建议征求意见的通知 本规定由国家科技管理信息系统公共服务平台发布。“可再生能源与氢能技术”重点专项征求稿强调：大幅提升我国可再生能源自主创新能力，推进氢能技术发展及产业化；对比 2018年专项指南，此次氢能重点专项的研究深度和广度得到显著提升。2019.3 关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策

229、的通知 地方应完善政策，过渡期后不再对新能源汽车（新能源公交车和燃料电池汽车除外）给予购臵补贴，转为用于支持充电（加氢）基础设施“短板”建设和配套运营服务等方面。资料来源：财政部、工信部、国家发改委等，海通证券研究所 2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 6 1.2 氢能源产业链概述氢能源产业链概述 在能源短缺和环境恶化双重压力下，可持续清洁能源的开发日益迫切。氢能是一种二次能源，可以通过一定的方法利用其它能源制取，被视为 21 世纪极具发展潜力的清洁能源。氢能具有以下特

230、点：（1）热值高，氢的热值为 142351 kJ/kg，是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，大约是汽油热值的 3 倍；（2）燃烧性能好，与空气混合时有广泛的可燃范围，且燃点高，燃烧速度快；（3）氢本身无毒，属于清洁能源，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用；（4）利用形态和形式多，可以气态、液态或固态金属氢化物出现，能适应贮运及不同应用环境的要求。氢能源产业链逐渐完善。氢能源产业链逐渐完善。氢能源产业链上游是氢气的制备，主要技术方式有传统能源的热化学重整、电解水和光解水等；中游是氢气的储运环节，主要技术方式包括低温液态、高压气态和固体材料储氢；下游是氢气的应用，氢气应用可以渗透到

231、传统能源的各个方面，包括交通运输、工业燃料、发电等，主要技术是直接燃烧和燃料电池技术。图图1 氢能源产业链概况氢能源产业链概况 资料来源：氢能源行业产业链分析，海通证券研究所 全球氢工业规模不断增长，呈现区域性分布全球氢工业规模不断增长，呈现区域性分布。2017 年全球氢工业市场规模为2514.93 亿美元，同比增长 1.03%，2011-2017 年复合增速为 5.05%。2017 年亚太地区、北美、欧洲工业氢气的市场规模分别为 1071.36、555.80、517.57 亿美元，占全球的比重分别为 42.6%、22.1%、20.6%，合计占比达 85.3%，区域性分布明显。中国和印度等亚太

232、发展中国家经济快速增长带动了亚太地区对氢能等清洁能源的需求。图图2 全球工业氢气市场规模变化趋势全球工业氢气市场规模变化趋势 图图3 全球工业氢气市场格局（全球工业氢气市场格局（2017 年）年）0%2%4%6%8%10%12%022700200017市场规模（亿美元，左轴）增速（右轴）亚太42.60%北美22.10%欧洲20.58%其他14.72%资料来源：人工制氢及氢工业在我国能源自主中的战略地位，海通证券研究所 资料来源：人工制氢及氢工业在我国能源自主中的战略地位，海通证券研究所 2 0 3 7 0

233、0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 7 2.上游：化石燃料制上游：化石燃料制氢、工业副产氢有望成为氢、工业副产氢有望成为低成本低成本氢氢来源来源 我国工业氢气产消旺盛，基本自给自足我国工业氢气产消旺盛，基本自给自足。我国是氢能利用大国，2017 年工业氢气（不包括工业副产氢气，下同）产量和需求量分别为 1915、1910 万吨，同比分别增长3.51%、3.58%，基本维持供需平衡状态，2009-2017 年复合增速分别为 7.21%、7.20%。图图4 我国工业氢气产量与需求量变化趋势我国

234、工业氢气产量与需求量变化趋势 0%2%4%6%8%10%12%14%16%05000250020092000162017产量（万吨，左轴）需求量（万吨，左轴）产量增速（右轴）需求量增速（右轴）资料来源：人工制氢及氢工业在我国能源自主中的战略地位，海通证券研究所 2.1 人工制氢工艺及成本分析人工制氢工艺及成本分析 人工制氢的方法主要包括化石燃料制氢、电解水制氢、光解水制氢以及微生物制氢等，其中化石燃料制氢原料主要包括煤、石油、天然气等。目前化石燃料制氢方法较为成熟，并且具备产量高、成本较低的优点，但制氢过程都有温室气体排放；电解

235、水是一种制取纯氢的最简单的方法，但是其消耗的电能太高导致不够经济，因而其发展受到很大限制；光解水被视为最理想的制氢途径，但目前技术尚不成熟。表表 2 不同人工制氢技术对比不同人工制氢技术对比 制氢方法制氢方法 反应简介反应简介 优点优点 缺点缺点 化石燃料制氢 煤制氢 主要分为煤的焦化和煤的气化 产量高、成本较低、商业化技术成熟 排放温室气体 天然气、轻质油等制氢 与水蒸气反应生成氢气产物 产量高、成本较低 排放温室气体 重油制氢 采用部分氧化法，重油与水蒸气及氧气反应制得含氢气体产物 成本低 反应所需温度高，制得氢气纯度不高，排放温室气体 电解水制氢 将直流电通入水中而在阴阳两极引起水分解为

236、氢和氧的非自发的氧化还原反应的过程 环保、纯度高 成本高 光解水制氢 利用催化剂吸收太阳光催化水分解放出氢气的过程 环保无污染、利用太阳能 技术不成熟、转化率低 微生物制氢 借助于微生物产生氢酶，进而催化水分解制取氢气 环保、产量高 技术不成熟 资料来源：氢能利用的发展现状及趋势、氢能源行业研究报告，海通证券研究所 目前目前人工人工制氢工艺主要以化石燃料制氢为主。制氢工艺主要以化石燃料制氢为主。2017 年全球制氢原料约 96%来源于化石燃料（由于甲醇主要原料为煤炭和天然气，因此本文将甲醇制氢归类于化石燃料制氢）的热化学重整，仅有 4%源于电解水。我国制氢原料主要以煤炭和天然气为主，占比分别为

237、 62%和 19%，电解水制氢也仅占 4%。2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 8 图图5 全球制氢工艺原料占比（全球制氢工艺原料占比（2017 年）年）图图6 我国制氢工艺原料占比（我国制氢工艺原料占比（2017 年）年）天然气48%醇类30%煤炭18%电解水4%煤炭62%天然气19%醇类15%电解水4%资料来源：人工制氢及氢工业在我国能源自主中的战略地位，海通证券研究所 资料来源：人工制氢及氢工业在我国能源自主中的战略地位，海通证券研究所 化石燃料制氢具备成本优势。

238、化石燃料制氢具备成本优势。我们假设不同人工制氢工艺原料天然气、甲醇、电价的采购成本（扣除增值税）分别为 2.8 元/方、2500 元/吨、0.63 元/kWh，测算天然气制氢、甲醇制氢和电解水制氢成本分别为 2.09、2.13、3.46 元/立方米。相对于电解水制氢，目前化石燃料制氢具备明显的成本优势。表表 3 不同工艺制氢成本分析不同工艺制氢成本分析 天然气制氢天然气制氢 甲醇制氢甲醇制氢 水电解制氢水电解制氢 天然气（万元）天然气（万元）1344 甲醇（万元）甲醇（万元）1440 电费（万元）电费（万元）2520 单耗（立方米/立方米）0.6 单耗（kg/立方米）0.72 单耗（kWh/立

239、方米）5 制氢规模（万立方米）800 制氢规模（万立方米）800 制氢规模（万立方米）800 单价（元/立方米）2.8 单价（元/吨）2500 单价（元/kWh）0.63 设备及土建折旧（万元）设备及土建折旧（万元）144 设备及土建折旧（万元）设备及土建折旧（万元）100 设备及土建折旧（万元）设备及土建折旧（万元）133 天然气制氢及纯化设备 1300 天然气制氢及纯化设备 900 天然气制氢及纯化设备 1200 设备安装 52 设备安装 36 设备安装 48 土建工程及其他 176 土建工程及其他 122 土建工程及其他 162 维修费（万元）维修费（万元）27 维修费（万元）维修费（万

240、元）19 维修费（万元）维修费（万元）25 人工及管理费（万元）人工及管理费（万元）120 人工及管理费（万元）人工及管理费（万元）120 人工及管理费（万元）人工及管理费（万元）60 财务费用（万元）财务费用（万元）36 财务费用（万元）财务费用（万元）25 财务费用（万元）财务费用（万元）33 合计（万元）合计（万元）1671 合计（万元）合计（万元）1704 合计（万元）合计（万元）2771 单位氢成本（元单位氢成本（元/立方米）立方米）2.09 单位氢成本（元单位氢成本（元/立方米）立方米）2.13 单位氢成本（元单位氢成本（元/立方米）立方米）3.46 资料来源：天然气制氢、甲醇制氢

241、与水电解制氢的经济性对比探讨，海通证券研究所 注：设备按 10 年、土建按 20 年折旧；土建工程及其他、维修费分别按设备购臵及安装费的 13%、2%计算；财务费用按总投资 70%贷款、10 年期 6%年利率、等额本息；天然气、甲醇制氢工作人员按照 9 人考虑，水电解制氢按照 5 人考虑 不同工艺制氢成本敏感性分析。不同工艺制氢成本敏感性分析。假设不同工艺制氢成本与原料价格线性相关，根据我们测算，如果要让单位制氢成本低于 2 元/方，天然气、甲醇、工业用电购臵成本（扣除增值税）应分别不高于 2.65 元/方、2319 元/吨、0.34 元/kWh。表表 4 不同工艺制氢成本敏感性分析不同工艺制

242、氢成本敏感性分析 氢气氢气成本成本（元（元/方）方）天然气价格天然气价格（元（元/方）方）甲醇价格甲醇价格（元（元/吨）吨）用电价格用电价格（元（元/kWh）1.0 0.99 931 0.14 1.5 1.82 1625 0.24 2.0 2.65 2319 0.34 2.5 3.49 3014 0.44 3.0 4.32 3708 0.54 3.5 5.15 4403 0.64 4.0 5.99 5097 0.74 资料来源：天然气制氢、甲醇制氢与水电解制氢的经济性对比探讨，海通证券研究所 2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行

243、业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 9 2.2 工业副产氢有望成为重要氢供给来源工业副产氢有望成为重要氢供给来源 除了人工制氢以外，工业副产氢也有望成为重要氢能供给来源，我国工业企业，包括炼焦企业、钢铁企业、化工企业等，每年副产数百万吨氢气。目前这些副产氢气很多都排放到空气中，污染环境的同时也成为危险因素。变压吸附（PSA）技术分离提纯氢气的技术在我国已经非常成熟，若能充分利用好这些低品位能源，化工副产氢气将成为我国的重要氢气源，对氢能源发展有着重要意义。焦炉煤气是提纯氢潜力最大的工业尾气焦炉煤气是提纯氢潜力最大的工业尾气。我国是焦炭生产大国，2018 年焦炭产量4.3

244、8 亿吨，同比增长 1.6%。炼焦工业的副产品焦炉气中氢气含量约占 57%，是最主要的组成成分。按照每生产 1 吨焦炭可副产 425.6 立方米焦炉气，1 立方米焦炉气通过 PSA技术可以产生 0.44 立方米氢气计算，2018 年我国炼焦工业副产氢气约 733 万吨。图图7 焦炉煤气主要成分构成焦炉煤气主要成分构成 图图8 我国焦炭和副产氢气产量变化趋势我国焦炭和副产氢气产量变化趋势 氢气57%甲烷25%一氧化碳7%氮气5%二氧化碳3%其他3%600 650 700 750 800 850 30000 32000 34000 36000 38000 40000 42000 44000 460

245、00 48000 50000 20001620172018焦炭产量（万吨，左轴）副产氢产量（万吨，右轴）资料来源：加氢站用化工副产氢气潜力分析，海通证券研究所 资料来源：Wind、加氢站用化工副产氢气潜力分析，海通证券研究所 氯碱工业年副产氢气约为氯碱工业年副产氢气约为 80 万吨万吨。氯碱工业是通过电解饱和 NaCl 溶液来制取NaOH、Cl2和 H2，并以此为原料合成盐酸、聚氯乙烯等化工产品。我国是世界烧碱产能最大的国家，2018 年产量为 3420 万吨，同比增长 1.6%。以生产 1 吨烧碱产生 270 立方米氢气计算得到，2018 年我国氯

246、碱工业副产氢气约 82.5 万吨。图图9 我国烧碱和副产氢气产量变化趋势我国烧碱和副产氢气产量变化趋势 40 50 60 70 80 90 100 1500 2000 2500 3000 3500 4000 20001620172018烧碱产量（万吨，左轴）氢气产量（万吨，右轴）资料来源：Wind、加氢站用化工副产氢气潜力分析，海通证券研究所 我国我国 PDH 副产氢产能约副产氢产能约 30 万吨万吨。根据卓创资讯，截至 2018 年 6 月 30 日，我国共有 18 家企业具有 PDH 产能，总产能达 858.5 万吨/年，主要位于山东、浙江和江苏

247、等地。我们按照 1 吨 PDH 副产 0.038 吨氢气计算，2018 年我国 PDH 副产氢气产能约 33万吨。2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 10 表表 5 国内国内现有现有 PDH 装臵及未来产能规划装臵及未来产能规划（截至（截至 2018 年年 6 月月 30 日）日）现有装臵现有装臵 企业企业 产能（万吨产能（万吨/年）年）工艺技术工艺技术 （预计）（预计）投产时间投产时间 地区地区 1 万华化学 75 Oleflex 2015 年 7 月 山东 2 宁波

248、福基 66 Oleflex 2016 年 9 月 浙江 3 扬子江石化 60 Oleflex 2015 年 5 月 江苏 4 宁波海越 60 Catofin 2014 年 8 月 浙江 5 天津渤化 60 Catofin 2013 年 10 月 天津 6 河北海伟 50 Catofin 2016 年 7 月 河北 7 卫星石化 45 Oleflex 2014 年 8 月 浙江 8 绍兴三圆 45 Oleflex 2014 年 9 月 浙江 9 神驰化工 20 Catofin 2015 年 7 月 山东 10 京博石化 13 Oleflex 2014 年 7 月 山东 11 东明石化 9.5 O

249、leflex 2017 年 7 月 山东 12 齐翔化工 10 Catofin 2016 年 8 月 山东 13 中国软包装 80 Oleflex 2015 年 6 月 福建 14 三锦石化 90 Oleflex 2014 年 Q3 浙江 15 长江天然气化工 65 Oleflex 2014 年 江苏 16 东营石大胜华 20 Oleflex 2015 年 山东 17 山东海力 60 Catofin 2015 年 山东 18 鹏尊能源开发 30 Oleflex 2016 年 广东 合计合计 858.5 资料来源：卓创资讯，海通证券研究所 合成氨、合成甲醇等也可副产氢气。合成氨、合成甲醇等也可副

250、产氢气。根据加氢站用化工副产氢气潜力分析，合成氨、合成甲醇每年副产氢气在 50 万吨左右，考虑到其分离出的氢气返回原料单元补充燃料消耗，最后分离获得氢气产量相对较小。此外，我们认为随着我国乙烯原料轻质化的推进，未来乙烷脱氢项目也有望成为化工副产氢气的来源。根据我们上面的分析，我国工业副产氢气主要来自焦炉煤气、氯碱工业及根据我们上面的分析，我国工业副产氢气主要来自焦炉煤气、氯碱工业及 PDH 项项目等，目等，2018 年合计副产氢气在年合计副产氢气在 800 万吨以上。万吨以上。化石燃料制氢、工业副产氢有望成为低化石燃料制氢、工业副产氢有望成为低成本氢来源成本氢来源。3.中游：液态氢储运或将成为

251、发展重点中游：液态氢储运或将成为发展重点 氢气储运成本较高。氢气储运成本较高。廉价的氢气来源和储运是实现氢能产业化的基础。虽然氢气具有较高热值，但是在标准状态下其密度远低于天然气，因此相同体积氢气的能量大约只有天然气的三分之一，若要实现氢能产业化减少储运体积非常重要，这就使得氢气的储运成本更加昂贵。表表 6 氢气与天然气基本参数氢气与天然气基本参数比较比较 单位单位 氢气氢气 甲烷甲烷 热值热值 MJ/kg 120 53.2 密度密度（标准状态）（标准状态）Kg/m3 0.0887 0.707 能量能量密度密度 MJ/m3 10.7 37.6 资料来源：氢经济基础设施建设问题研究，海通证券研究

252、所 3.1 氢储存方式比较氢储存方式比较 氢能的存储方式主要包括低温液态储氢、高压气态储氢、固态储氢等，不同的储氢方式具有不同的储氢密度，其中气态储氢方式的储氢密度最小，金属氢化物储氢方式的储氢密度最大。2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 11 图图10 不同储氢方式的储氢密度对比（单位摩尔原子不同储氢方式的储氢密度对比（单位摩尔原子/cm3）0.00544.25.39.17.614161820气体氢液态氢固态氢TiH2LaNi2H6Mg2Ni 资

253、料来源：人工制氢及氢工业在我国能源自主中的战略地位，海通证券研究所 我国我国目前目前加氢站一般采用高压气态储氢。加氢站一般采用高压气态储氢。目前低温液态氢低温液态氢主要作为航天火箭推进器燃料，其储罐和拖车已在我国航天等领域应用，随着技术的不断成熟，液态储氢有望成为工业氢气的主要储存形式；高压气态储氢高压气态储氢是目前最常用、最成熟的储氢技术，其储存方式是将工业氢气压缩到耐高压容器中，钢瓶是最常用的高压气态储氢容器，具有结构简单、压缩氢气制备能耗低、充装和排放速度快等优点，但也存在着安全性能较差和体积比容量低等不足，目前我国加氢站一般采用高压气态储氢；固态储氢固态储氢方式是极具发展潜力的一种储氢

254、方式，能有效克服高压气态和低温液态两种储氢方式的不足，具有能量密度大、操作容易、运输方便、成本低、安全程度高等优点，适合对体积要求较严格的场合，如氢能燃料电池汽车。表表 7 主要氢储存方式比较主要氢储存方式比较 低温低温液态储氢液态储氢 高压气体储氢高压气体储氢 固态储氢固态储氢 优点优点 较压缩气体能量密度大、规模经济强、技术成熟 资本成本较低、使用灵活、技术成熟 能量密度高、安全、气体纯度高 缺点缺点 液化资金成本高、为液化大量消耗电力、易蒸发 储氢能量密度低、资金成本液态储存高、高压气瓶安全问题 资金成本高、规模不经济 适用范围适用范围 数量大、储存期长、电力成本低或者直接应用液态氢 数

255、量较小、短期、路程较短 气体数量最小、折中的重量/体积 容量（容量（Kg） 0-1000 0-100 效率（效率（%）70-80 86-90 90（不确定）附加成本（美元附加成本（美元/Kg）1.00-1.50 0.15-0.60 0.40-4.00 成本主要构成因素成本主要构成因素 能源（50%）、资金（50%）能源（25-50%）、资金（25%-75%）金属材料（75%）资料来源：氢经济基础设施建设问题研究，海通证券研究所 3.2 氢的运输和配送氢的运输和配送 根据生产和消费地点不同，生产和基础设施组织形式也有差异，可以分为分布式和集中式两种形式。分布式是指在消费氢气当

256、地或者是燃烧电池汽车能源供应站就地小规模制造氢气，这样可以避免为运输和配送氢气设臵基础设施的费用；集中式是指氢气集中生产，生产地不同于消费地，集中式生产因规模效益将减少制氢的单位成本，但同时必须为运输和配送氢气建造基础设施，其成本较高。我们认为随着未来氢能源产业链的发展，集中式的优势将得以显现，在此之前输配环节基础设施有待发展。输配氢气主要分为管道运输和道路运输。输配氢气主要分为管道运输和道路运输。管道运输是实现长距离大规模运输氢的重要环节，我国正处于起步阶段，目前氢气管网仅有 300-400 公里（美国、欧洲已分别建成 2400 公里、1500 公里的输氢管道），最长的输氢管线为“巴陵-长岭

257、”氢气管道，全长约 42 公里、压力为 4 MPa。压缩氢公路运输运输量小、距离短，成本相对较高；液态氢公路运输距离相对较长，运输量大于压缩氢。目前国内加氢站的外进氢气均采用目前国内加氢站的外进氢气均采用压缩气体氢运输，随着液态储氢加氢站的加快建设，压缩气体氢运输，随着液态储氢加氢站的加快建设，我们认为我们认为未来液态氢运输将成为发未来液态氢运输将成为发展重点。展重点。2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 12 表表 8 主要输配氢方式比较主要输配氢方式比较 管道管道 液

258、态氢，公路运输液态氢，公路运输 压缩氢，公路运输压缩氢，公路运输 优势优势 大运输量、高效率、可储存、可变成本小 运输量比压缩氢大、高效率 小批量运输 缺点缺点 资本密度大 氢液化时产生费用、蒸发损失 运输量小、能源效率降低 适用适用 运输量大 距离长 运输量小，距离短 重量（重量（Kg）10 万公斤/小时 4000 公斤/卡车 10min 11min 5s 应用应用 航天、机动车 洁净电站、轻便电源 洁净电站 洁净电站、联合循环发电 机动车、洁净电站、潜艇、便携电源、航天 资料来源：搜狐网，海通证券研究所 质子交换膜燃料电池（质子交换膜燃料电池（PEMFC）成本较高成本较高。PEMFC 虽然

259、在性能上适合车用，但其成本仍然偏高。PEMFC 主要由膜电极组件（MEA）、双极板和密封圈组成，而膜电极是其中关键部件组件，它由质子交换膜、催化剂和扩散层组成。催化剂目前主要用的是铂金，占燃料电池总成本的 36%，这是 PEMFC 成本居高不下的主要原因。图图13 质子交换膜燃料电池主要部件构成质子交换膜燃料电池主要部件构成 图图14 质子交换膜质子交换膜燃料电池成本构成燃料电池成本构成 催化剂36%双极板23%膜电极16%质子交换膜12%其他13%资料来源：氢能源行业研究报告，海通证券研究所 资料来源：氢能源行业研究报告，海通证券研究所 日韩技术领先，我国燃料电池车加快发展。日韩技术领先，我

260、国燃料电池车加快发展。从全球氢燃料电池汽车的量产规模和市场商业化份额看，日本和韩国的氢燃料电池汽车技术处于领先水平，市场份额占据主导地位。2015-2018 年，全球氢燃料电池车销量呈现逐年成倍的增长趋势。根据国内外氢燃料电池汽车发展状况与未来展望文献数据，目前在国际上真正实现量产的主要有丰田 Mirai、本田 Clarity Fuel Cell、现代 ix35 FCEV、现代 NEXO 四款车型。2018 年我国燃料电池车销量为 1527 辆，其中客车销量 1418 辆、货车销量 109 辆。根据中国氢能产业基础设施发展蓝皮书（2016），到 2020 年达到 1 万辆燃料电池运输车辆，燃料

261、电池有轨电车达 50 列；到 2030 年燃料电池车辆保有量达到 200 万辆，我国燃料电池车将迎来快速发展期。2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 15 图图15 全球氢燃料电池乘用车销量（辆）全球氢燃料电池乘用车销量（辆）253 663 204 738 0 45 1139 611 0 60 9 44 0 0 0 62 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 20018前4个月丰田Mirai本田Clarity现代ix35现

262、代Nexo 资料来源：国内外氢燃料电池汽车发展状况与未来展望，海通证券研究所 燃料电池车补贴落地，依然保持高标准。燃料电池车补贴落地，依然保持高标准。3 月 26 日工信部等 4 部委发布关于进一步完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知，提出地方应完善政策，过渡期后不再对新能源汽车（新能源公交车和燃料电池汽车除外）给予购臵补贴，转为用于支持充电（加氢）基础设施“短板”建设和配套运营服务等方面，过渡期期间销售上牌的燃料电池汽车按 2018 年对应标准的 0.8 倍补贴。我国对燃料电池车补贴依然保持高标准。表表 11 燃料电池汽车补贴标准燃料电池汽车补贴标准 车辆类型车辆类型 2018 年年 2

263、019 年年 补贴标准（元补贴标准（元/kW）补贴上限（万元补贴上限（万元/辆）辆）补贴标准（元补贴标准（元/kW）补贴上限（万元补贴上限（万元/辆）辆）乘用车 6000 20 4800 16 轻型客车、货车-30-24 大中型客车、中重型货车-50-40 资料来源：新能源汽车推广补贴方案及产品技术要求，海通证券研究所 5.他山之石：日本氢工业发展进程他山之石：日本氢工业发展进程 日本氢工业早期发展。日本氢工业早期发展。日本在第一次石油危机爆发的 1973 年就成立了“氢能源协会”，以大学研究人员为中心开展氢能源技术研讨和技术研发。20 世纪 90 年代，丰田、日产和本田汽车制造商启动燃料电池

264、车的开发，三洋电机、松下电器和东芝公司启动家庭燃料电池的开发。1993 年，由“新能源和产业技术综合开发机构”（NEDO）牵头，设立了为期 10 年的“氢能源系统技术研究开发”综合项目，由国有科研机构和民间会社共同参与，涉及氢气生产、储运和利用等全过程。2002 年，日本政府启用了丰田和本田公司的燃料电池展示车。同年，日本氢能源及燃料电池示范项目（JHFC）启动燃料电池车和加氢站的实际应用研究。2005 年，NEDO 开始了固定燃料电池的大规模实际应用研究。表表 12 日本氢工业早期发展日本氢工业早期发展 时间时间 事件事件 1973 年 成立了“氢能源协会”，以大学研究人员为中心开展氢能源技

265、术研讨和技术研发 1981 年 日本通产省在“月光计划”（节能技术长期研究计划）中，启动了燃料电池的开发 20 世纪 90 年代 丰田、日产和本田汽车制造商启动燃料电池车的开发，三洋电机、松下电器和东芝公司启动家庭燃料电池的开发 1993 年 由“新能源和产业技术综合开发机构”（NEDO）牵头，设立了为期 10 年的“氢能源系统技术研究开发”综合项目，由国有科研机构和民间会社共同参与，涉及氢气生产、储运和利用等全过程 2002 年 日本政府启用了丰田和本田公司的燃料电池展示车。同年，日本氢能源及燃料电池示范项目（JHFC）启动燃料电池车和加氢站的实际应用研究 2005 年 NEDO 开始了固定

266、燃料电池的大规模实际应用研究 2008 年 日本燃料电池商业化协会（FCCJ）制定了从 2015 年向普通用户推广燃料电池车的计划 资料来源：日本氢能源技术发展战略及启示，海通证券研究所 2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 16 2013 年以来日本政府推进氢工业进入实质阶段年以来日本政府推进氢工业进入实质阶段。2013 年 5 月日本政府推出的日本再复兴战略中，把发展氢能源提升为国策，并启动加氢站建设的前期工作。2014年 6 月 24 日，日本内阁对该战略进行了修订

267、，明确政府将大力普及家庭和工业用燃料电池，以及 2015 年开始快速普及燃料电池车，2030 年向市场投入 530 万台家用燃料电池，相当于 10%的日本家庭均使用燃料电池。2014 年 4 月 11 日出台的日本第 4 次能源基本计划，将氢能源定位为与电力和热能并列的核心二次能源，提出在 2015 年建成约 100 座加氢站。2014 年 6 月 23 日由行业、研究机构及政府各界代表参与的“氢和燃料电池战略协议会”公布了日本氢和燃料电池战略路线图，就日本氢能源政策、技术和发展方向等方面进行了全面阐述，并制定了氢能源研发推广的时间表。表表 13 日本氢能源发展战略目标日本氢能源发展战略目标

268、类别 2015 年 2020 年 2025 年 2030 年 2040 年 家庭用燃料电池 累计销售 140 万台；使用7-8 年可回收成本 累计销售 530 万台；使用 5 年后可回收成本 工业用燃料电池 2017年开始销售固体氧化物型燃料电池（S0FC）实现家用燃料电池售价：固体高分子型燃料电池（PEFC）80 万日元/台，S0FC100 万日元/台 燃料电池车 2015年开始销售轿车；2016 年开始销售公交车 FCV 达到 4 万台 实现比混合动力车有竞争力的车价；FCV 达到 20 万台 在新车销售中，下一代汽车（混合动力车、电动车、燃料电池车、清洁柴油车和 CNG 车等）占比为50

269、%-70%；FCV 达到 80 万台 氢发电 实现家庭氢发电 发电厂采用氢发电 氢的运输和储藏 氢价格低于或等于汽油价；2015 年在国内建设 100 座加氢站 实现氢价格低于或等于混合动力车燃料费；加氢站成本降至商业可行水平；建设加氢站 160 座 21世纪 20年代后期实现氢进口价 30 日元/标准立方米（工厂交货价）；建设加氢站 320座，扩大全国范围内的氢气供给网络 实现以海外未利用能源为原料制造氢，以及氢运输和储藏技术的商业可行性 氢供应系统 丰田公司建立氢供应系统 资料来源：日本氢能源技术发展战略及启示，海通证券研究所 日本政府对氢能源研发和推广给予资金支持日本政府对氢能源研发和推

270、广给予资金支持。研发方面，日本政府对氢和燃料电池的技术开发支持主要以向 NEDO 投入专项科研经费为主，2010-2015 年，NEDO 共接受政府投入达 529.8 亿日元。燃料电池方面，日本政府为家庭用燃料电池系统的施工费和购买的器材提供补贴，截至 2015 年 12 月，日本家庭用燃料电池的销售量共计 15 万台。此外，日本政府对新建加氢站及购买燃料电池车也给予补贴，带动了氢能源的消费。表表 14 日本加氢站补贴标准（日本加氢站补贴标准（2016 年）年）规规模模 供应能力供应能力（立方米（立方米/小时）小时）供应方式供应方式 补贴比率补贴比率 补贴上限补贴上限（亿日元）（亿日元）中等规

271、模中等规模 300 以上 站内现场制（含箱式）2/3 2.9 站内现场制（前项以外）1/2 2.9 站外制氢（含箱式）2/3 2.5 非现场站外制氢（前项以外）1/2 2.5 移动式 2/3 2.5 小规模小规模 100 以上 300 以下 站内现场制（含箱式）2/3 2.2 站内现场制（前项以外）1/2 2.2 站外制氢（含箱式）2/3 1.8 非现场站外制氢（前项以外）1/2 1.8 移动式 2/3 1.8 氢集中制造设备氢集中制造设备 1/2 0.6 液化氢设备液化氢设备 1/2 0.4 资料来源：日本氢能源技术发展战略及启示，海通证券研究所 目前我国氢气制备成本较高，降成本、寻求廉价气

272、源是发展氢能的可行途径目前我国氢气制备成本较高，降成本、寻求廉价气源是发展氢能的可行途径。氢气售价的构成主要由氢气原材料、氢气的生产运输成本、加氢站成本几个部分组成。我国氢气生产成本占其售价的比重约为 50%-70%，而日本氢气生产成本占比一般在 40%以下。因此，降低生产成本、寻求廉价氢气来源是发展氢能源的重要手段之一。2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 17 图图16 我国加氢站氢气售价价格组成我国加氢站氢气售价价格组成 加氢站可变成本2%加氢站固定成本28%氢气生

273、产运输可变成本3%氢气生产运输固定成本17%氢气原料成本50%资料来源：中商情报网，海通证券研究所 6.投资建议及相关上市公司投资建议及相关上市公司 氢能源产业链包括上游氢气制备、中游氢气储运以及下游氢气应用，随着我国氢能源产业链不断发展，各环节相关上市公司有望受益。上游：氢气制备上游：氢气制备（1）我国化石燃料制氢（包括煤炭、天然气、甲醇制氢等）成本较低，有望成为低成本氢气来源。建议关注甲醇龙头公司新奥股份、华鲁恒升新奥股份、华鲁恒升等；天然气行业龙头公司新奥股份、广汇能源、中国石化、中国石油新奥股份、广汇能源、中国石化、中国石油等；（2）我国工业副产氢提纯成本较低，也有望成为低成本氢气来源

274、，副产氢气较多的化工行业包括 PDH、氯碱化工等。建议关注 PDH 龙头卫星石化卫星石化、东华能源、万华化、东华能源、万华化学学，以及规划建设的齐翔腾达齐翔腾达等；氯碱化工龙头滨化股份、新疆天业滨化股份、新疆天业等。中游：氢气储运中游：氢气储运（1）氢能源储运材料相关公司有望受益，建议关注华昌化工华昌化工等；（2）氢能源储运装备制造相关公司有望受益，建议关注富瑞特装富瑞特装等。下游：氢气应用下游：氢气应用 随着氢能源产业链发展，下游氢燃料电池及燃料电池汽车消费量有望高速增长，建议关注相关公司的投资机会。6.1 卫星石化（卫星石化（002648.SZ）投资设立氢能科技公司投资设立氢能科技公司。公

275、司发布公告设立浙江卫星氢能科技公司，积极发挥丙烷脱氢、乙烷裂解的清洁工艺优势，利用生产过程中富余氢气，开展氢能源业务拓展、参与氢能利用技术开发、寻求加氢站建设，以及积极参与国内氢能利用产业的发展，贡献低成本、高质量的氢源，打造成为国内富余氢源供应的龙头。目前公司 PDH 项目富余氢气约 3 万吨/年，烯烃综合利用项目建成后将富余氢气约 25 万吨/年。公司发布公司发布 2018 年报。年报。2018 年，公司实现营业收入 100.29 亿元，同比增长 22.49%；实现归母净利润 9.41 亿元，较业绩快报（9.33 亿元）略有增加，同比下滑 0.19%。根据公司 2019Q1 业绩预告，公司

276、 2019Q1 预计盈利 2.3-3.3 亿元，同比增长 103%-192%。丙烯酸丙烯酸及酯产品贡献主要毛利。及酯产品贡献主要毛利。分业务来看，2018 年公司（聚）丙烯产品营业收入 24.94 亿元，收入占比 24.9%，毛利率 14.97%，毛利占比 18.0%；（甲基）丙烯酸2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 18 及酯营业收入 58.06 亿元，收入占比 57.9%，毛利率 22.51%，毛利占比 63.0%，是公司主要的毛利来源。此外，公司高分子乳液盈利稳定

277、，SAP 毛利率明显提高。2018 年丙烯酸及酯整体价差同比微降。年丙烯酸及酯整体价差同比微降。受原料价格上涨影响，结合环保因素使得部分时间段丙烯酸生产企业开工受限，2018 年丙烯酸及酯价格上涨。2018 全年丙烯酸平均价格 8398 元/吨，同比-1.6%，丙烯酸-0.84*丙烷平均价差 5321 元/吨，同比-8.3%；丙烯酸丁酯平均价格 10176 元/吨，同比+1.7%，丙烯酸丁酯-0.5*丙烷平均价差 8344 元/吨，同比-0.4%。其中，2018Q4 丙烷价格下跌，但丙烯酸及酯产品价格波动不大，丙烯酸价差环比提高 20.5%，丁酯价差环比-0.6%。截止 2019 年 3 月

278、11 日，2019 年丙烯酸平均价差 5860 元/吨，较 2018Q4 下降 6.3%；丙烯酸丁酯平均价差 8286 元/吨，较 2018Q4 下降 3.8%。C3 产业链延伸项目有望陆续建成投产。产业链延伸项目有望陆续建成投产。根据 2018 年报，公司目前已经成为丙烯酸国内最大、全球第五的生产企业、织物用高分子乳液国内最大供应商。2018 年建成年产22 万吨双氧水装臵，主要从循环经济出发综合利用丙烷脱氢制丙烯装臵副产的氢气。2019 年 2 月，45 万吨 PDH（二期）开车成功，公司丙烯生产规划扩至 100 万吨规模。后续年产 15 万吨聚丙烯二期装臵即将在 2019 年 3 月末建

279、成投产，年产 6 万吨高吸水性树脂三期项目计划 6 月投产。年产 36 万吨丙烯酸及 36 万吨酯一阶段项目将于上半年开工建设，有望在 2019 年内陆续投产。风险提示：风险提示：项目建设进展不及预期；产品价格大幅波动。6.2 新奥股份（新奥股份（600803.SH）发布发布 2018 年年报。年年报。2018 年公司实现营业收入 136.32 亿元，同比增长 35.84%，实现归母净利润 13.21 亿元，同比增长 109.37%；四季度单季度实现营业收入 38.36 亿元，同比增长 26.89%，实现归母净利润 2.86 亿元，同比增长 15.79%。公司以 12.23 亿股为基数，向全体

280、股东每 10 股派发现金红利 2.10 元（含税）。投资收益增加带动公司业绩增长。投资收益增加带动公司业绩增长。2018 年公司实现投资收益 5.84 亿元，同比增加7.75 亿元，主要是因为按权益法确认的 Santos 和新能凤凰的投资收益同比大幅提升。甲醇业务量增加，能源工程业务收入增长。甲醇业务量增加，能源工程业务收入增长。2018 年公司煤炭生产量和销售量分别为 643.54 和 640.73 万吨，同比基本持平；甲醇生产量和销售量分别为 103.35 和 93.98万吨，同比分别增长 32.71%和 20.07%。此外，2018 年公司能源工程业务实现营业收入 31.77 亿元，同比

281、增长 17.82%，毛利率同比增加 1.8 个百分点。稳定轻烃项目稳步推进。稳定轻烃项目稳步推进。公司控股子公司新能能源在建的 20 万吨稳定轻烃项目主装臵甲醇装臵已于 2018 年 6 月底进入试生产阶段并产出合规甲醇产品，其后主装臵运行稳定，实现日产满负荷生产。截至 2018 年末，稳定轻烃的装臵已完成各单元单体调试、联动试车，具备投料条件；募投项目 LNG 产品装臵打通了催化气化和加氢气化两项煤气化技术工艺流程。公司计划在 2019 年 5 月份甲醇装臵停车检修期间实施稳定轻烃的安全验收和投料试车工作。Santos 全年收入同比增长全年收入同比增长 19%。根据 Santos2018 年

282、第四季度经营活动报告，第四季度实现销售收入 10.43 亿美元，环比增长 7%；全年销售收入 36.96 亿美元，同比增长 19%；全年销量为 7920 万桶油当量，同比下降 5%。若扣除 Quadrant 的影响，全年产销量分别为 5710 和 7720 万桶油当量。Santos 主要经营数据表现较为强劲。进一步聚焦于天然气主业。进一步聚焦于天然气主业。2018 年以来公司天然气战略布局推进明显加快，2018年 10 月 11 日公司发布公告拟以 7.5-8 亿元交易价格出售子公司威远生化 100%、威远动物 100%、新威远 100%股权。我们认为农兽药业务剥离以及此次交易事项有助于公司进

283、一步聚焦于天然气主业，战略布局更加清晰。风险提示：风险提示：主要产品价格大幅波动；投产项目业绩不及预期等。2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 19 6.3 滨化股份（滨化股份（601678.SH）设立氢能公司。设立氢能公司。2017 年 7 月 21 日公司发布公告，拟与亿华通共同出资 5000 万元设立氢能公司。设立氢能公司有助于充分利用公司氯碱装臵副产氢气资源，优化公司产业结构，促进公司业务升级，培育新的利润增长点，提升公司的长期竞争力并扩展公司发展的战略空间。公司

284、发布公司发布 2018 年报。年报。2018 年，公司实现营业收入 67.5 亿元，同比增长 4.4%；实现归母净利润 7.0 亿元，同比下降 15.0%。公司业绩下滑主要受到 2018Q4 业绩拖累，公司 2018Q4 归母净利润仅 0.41 亿元，是 2016Q3 以来单季度最低盈利，主要受到环氧丙烷、烧碱产品量价齐跌影响，同时期间计提资产减值 0.68 亿元，也影响了公司业绩表现。各项产品收入同比基本持平。各项产品收入同比基本持平。2018 年，公司环氧丙烷产量 26.81 万吨，销量 22.32万吨，销售均价 10265 元/吨，价格同比上涨 13.0%；烧碱（折百）产量 68.19

285、万吨，销量 67.43 万吨，销售均价 3315 元/吨，价格同比下跌 2.0%；三氯乙烯产量 6.57 万吨，销量 6.60 万吨，销售均价 4699 元/吨，同比上涨 4.9%。整体来看，2018 年各项产品收入同比持平；分季度来看，公司环氧丙烷及烧碱在 2018Q4 都出现了量价齐跌的情况。毛利率下降影响全年业绩。毛利率下降影响全年业绩。虽然公司主要产品收入基本持平，但产品毛利率均有所下降。2018 年公司环氧丙烷毛利率 14.01%，同比下滑 1.67 个百分点；烧碱毛利率55.17%，同比下滑 2.77 个百分点，三氯乙烯毛利率 1.73%，同比下滑 4.11 个百分点。产品毛利率下

286、滑，主要由于原材料价格上涨较多。各项费用增加各项费用增加 1.59 亿元。亿元。2018 年公司各项费用有所增加，销售费用同比增加 0.44亿元，管理费用（包括研发费用）增加 0.78 亿元，财务费用增加 0.37 亿元，合计增加1.59 亿元。销售费用增加主要是公司运费及出口费用增加，管理费用主要是工资和安全费用增加，财务费用主要是公司收购黄河三角洲热力，合并报表中利息支出增加 5420万元。公司公司 2019 年工作计划。年工作计划。公司计划 2019 年确保生产烧碱（折百）67 万吨，环氧丙烷 26.25 万吨，三氯乙烯 6.85 万吨，与 2018 年实际产量差异不大。公司 6000

287、吨电子级氢氟酸已在 2018 年试生产，全年产量接近 1200 吨，公司 2019 年计划生产 3000 吨，力争生产 4000 吨，同时，在建的六氟磷酸锂和环氧氯丙烷计划在 2019 年 5 月和 6 月完工，有望为公司业绩平稳增长贡献左右。风险提示：风险提示：产品价格下跌、项目建设不及预期等。6.4 齐翔腾达（齐翔腾达（002408.SZ）齐翔腾达发布齐翔腾达发布 2018 年报。年报。公司 2018 年实现营业总收入 279.24 亿元，同比增长25.64%，归母净利润 8.43 亿元，同比下降 0.79%，略低于公司在 2 月 28 日业绩预告值（8.55 亿元）。核心产品毛利率稳定。

288、核心产品毛利率稳定。2018 年，公司甲乙酮类产品收入 31.51 亿元，收入占比11.3%，毛利 7.41 亿元，毛利占比 39.1%，毛利率 23.5%，同比提高 3.83 个百分点。顺酐类产品收入 57.64 亿元，收入占比 20.6%，毛利 7.74 亿元，毛利占比 40.9%，同比下降 0.27 个百分点。2017-2018 年公司核心产品（甲乙酮、顺酐）价格平稳，我们认为下游产品需求稳定增长，未来产品价格有望保持平稳，公司产品毛利率相对稳定。各项费用增加各项费用增加 1.36 亿元。亿元。公司 2018 年各项费用（含研发费用）同比增加 1.36 亿元，其中管理费用（不含研发费用）

289、3.12 亿元，同比增加 0.94 亿元，主要是公司供应链公司及子公司和收购 Granite Capital S.A.较 2017 年增加导致。终止重大资产重组，终止重大资产重组，现金收购菏泽华立控制权。公司原计划发行股份收购菏泽华立34.33%股权，以及上海闵悦及境外公司 TBA 股权。2018 年 12 月 11 日，公司终止重2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 20 大资产重组，终止收购上海闵悦 100%股权以及海外标的 TBA 股权。同时，公司改为以现金收购菏泽

290、华立 34.33%股权。菏泽华立菏泽华立 2019-2021 年合计净利润不低于年合计净利润不低于 4.5 亿元。亿元。菏泽华立 2016 年、2017 年、2018 年前三季度分别实现营业收入 0 元、162 万元、3.89 亿元，实现净利润-607 万元、-673 万元、4117 万元。自 2018 年投产以来，菏泽华立经营业绩不断提升。交易对手方承诺菏泽华立 2019 年度、2020 年度、2021 年度实现的净利润不低于 1.3 亿元、1.5 亿元、1.7 亿元。新建新建 20 万吨万吨 MMA 项目和项目和 45 万吨万吨 PDH 项目。项目。2018 年 10 月 26 日，公司公

291、告投资建设 20 万吨/年甲基丙烯酸甲酯（MMA）及配套项目和 45 万吨/年丙烷脱氢项目。MMA项目投资 38 亿元，项目建成投产满负荷状态下，预计新增销售收入 44 亿元，税前利润8 亿元；PDH 项目投资 31 亿元，项目建成投产满负荷状态下，预计新增销售收入 36 亿元，税前利润 4.5 亿元。风险提示：风险提示：原材料及产品价格大幅波动；项目建设不达预期。6.5 中国石化（中国石化（600028.SH）中国石化公布中国石化公布 2018 年年报。年年报。2018 年，中石化实现营业收入 28911.79 亿元，同比增长 22.5%；实现归属于母公司股东净利润 630.89 亿元（折合

292、每股收益 0.52 元），同比增长 23.4%。勘探与开采：勘探与开采：4Q18 油价大跌使得该业务板块继续亏损。油价大跌使得该业务板块继续亏损。2018 年公司勘探与开采业务亏损101.07亿元，较2017年459亿元的亏损大幅减亏。2018年布伦特原油均价71.69美元/桶，其中前三季度均价 72.74 美元/桶，原本有希望实现扭亏，但由于 4Q18 油价从85 美元/桶以上一路下跌至 50 美元/桶，使得公司油气勘探与开采业务在 4Q18 的亏损达到 90 亿元以上，从而也使得公司该业务板块在 2018 年亏损在 100 亿元左右。炼油炼油：延续高盈利。：延续高盈利。2018 年公司炼油

293、业务实现经营收益 548.27 亿元，虽同比有所下降，但仍维持较高水平，2016 年以来公司炼油业务板块经营收益已连续三年在 500亿元以上。2018 年炼化行业继续高景气，助推炼油行业盈利继续提升。化工：盈利小幅提升，为化工：盈利小幅提升，为 2000 年以来最好盈利水平。年以来最好盈利水平。2018 年，公司化工业务实现经营收益 270.07 亿元，同比微增 0.11%，超过 2011 年 267 亿元的经营收益，为 2000年以来最佳。营销与分销：盈利同比下降营销与分销：盈利同比下降 25.67%。2018 年公司营销与分销业务实现经营收益234.64 亿元，同比下降 25.67%。20

294、18 年，公司该业务板块经营收益率 1.62%，是近几年的较低水平，我们认为 2018 年该业务部门的库存损失是导致盈利能力下降的重要原因。4Q18 盈利环比出现较大回落。盈利环比出现较大回落。2018 年前三季度公司各业务板块盈利稳中有升，但4Q18 随着油价从 85 美元/桶以上跌至 50 美元/桶，使得公司各业务板块盈利出现单季度环比大幅下降。从经营收益环比数据看，4Q18 勘探与开采业务亏损环比扩大 84 亿元；炼油、化工、营销与分销事业部的经营收益环比分别下降 156、61、51 亿元。2018 年度分红比例仍在年度分红比例仍在 80%以上。以上。2018 年公司现金分红政策为：每股

295、现金股利0.42 元（其中年中 0.16 元、年底 0.26 元），合计分红 508.5 亿元。2018 年分红比例（现金分红占归母净利润的比例）达到 80%以上，按照 3 月 22 日收盘价计算，公司股票的分红收益率达到 7%。资本支出计划继续增长。资本支出计划继续增长。2019 年，公司资本开支计划为 1363 亿元，同比增长15.53%。其中勘探与开采业务预计支出 596 亿元，同比增长 41.38%；化工业务预计支出 233 亿元，同比增长 19.01%。风险提示。风险提示。原油价格回落、石化产品价差下降等。2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1

296、 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 21 6.6 中国石油（中国石油（601857.SH）中中国石油公布国石油公布 2018 年年报。年年报。2018 年，公司实现营业收入 23535.88 亿元，同比增长 16.8%；实现归属于母公司股东净利润 525.85 亿元（折合每股收益 0.29 元），同比增长 130.7%。勘探与开采业务：盈利继续回升。勘探与开采业务：盈利继续回升。2018 年布伦特原油均价 71.69 美元/桶，同比增长 30.98%，原油均价上涨推动上游业务盈利能力改善。2018 年公司勘探与开采业务实现经营收益 735.19

297、亿元，同比大幅改善。（2016-17 年公司该业务板块经营收益分别为31.48 亿元、154.75 亿元）。炼油与化工业务：炼油与化工业务：2016-18 年年实现盈利逐年增长。实现盈利逐年增长。2018 年公司该业务板块实现经营收益 427.56 亿元，同比增长 6.99%，自 2015 年以来实现逐年增长。我们认为 2016-18年是石油化工行业的盈利高峰，行业高景气推动了公司该业务板块的盈利增长。天然气与管道业务：盈利大幅增长。天然气与管道业务：盈利大幅增长。2018 年公司该业务板块实现经营收益 255.15亿元，同比增长 62.64%。盈利高增长主要得益于：2018 年居民用气门站价

298、格自 2018年 6 月起上调不超过 0.35 元/立方米；有效地控制了进口亏损（2018 年在进口天然气气量大幅增加的情况下，公司进口天然气亏损为 249.07 亿元，与 2017 年基本持平）。2019 年资本支出预计增长年资本支出预计增长 17.43%。2018 年，公司实现资本支出 2559.74 亿元，同比增加 18.38%。2019 年公司预计资本支出为 3006 亿元，同比增长 17.43%。油气管道建设稳步推进。油气管道建设稳步推进。截止 2018 年底，公司国内油气管道总长度为 83527 公里，同比增长 1.4%。石油、天然气管道均实现增长，其中：天然气管道长度为 5175

299、1 公里，原油管道长度为 20048 公里，成品油管道长度为 11728 公里。风险提示：风险提示：原油、天然气价格回落将影响上游业务盈利；炼化行业景气度下降将影响公司炼油与化工业务板块盈利。7.风险提示风险提示 氢气制备成本居高不下，加氢站建设不及预期，燃料电池汽车消费不及预期等。2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 1 行业研究石油化工行业 请务必阅读正文之后的信息披露和法律声明 22 信息披露信息披露 分析师声明分析师声明 邓勇 石油化工行业 朱军军 石油化工行业 本人具有中国证券业协会授予的证券投资咨询执业资格，以勤勉的职业态度

300、，独立、客观地出具本报告。本报告所采用的数据和信息均来自市场公开信息，本人不保证该等信息的准确性或完整性。分析逻辑基于作者的职业理解，清晰准确地反映了作者的研究观点，结论不受任何第三方的授意或影响，特此声明。分析师负责的股票研究范围分析师负责的股票研究范围 重点研究上市公司：滨化股份,通源石油,上海石化,桐昆股份,胜利股份,恒力股份,中国石化,卫星石化,中化国际,华锦股份,中油工程,新潮能源,中天能源,新奥股份,中国石油,中海油服,荣盛石化,齐翔腾达,金正大,华鲁恒升,恒逸石化 投资投资评级评级说明说明 1.投资评级的比较和评级标准：投资评级的比较和评级标准：以报告发布后的 6 个月内的市场表

301、现为比较标准，报告发布日后 6 个月内的公司股价（或行业指数）的涨跌幅相对同期市场基准指数的涨跌幅；2.市场基准指数的比较标市场基准指数的比较标准：准：A 股市场以海通综指为基准；香港市场以恒生指数为基准；美国市场以标普 500 或纳斯达克综合指数为基准。类类 别别 评评 级级 说说 明明 股票投资评股票投资评级级 优于大市 预期个股相对基准指数涨幅在 10%以上；中性 预期个股相对基准指数涨幅介于-10%与 10%之间；弱于大市 预期个股相对基准指数涨幅低于-10%及以下；无评级 对于个股未来 6 个月市场表现与基准指数相比无明确观点。行业投资评行业投资评级级 优于大市 预期行业整体回报高于

302、基准指数整体水平 10%以上；中性 预期行业整体回报介于基准指数整体水平-10%与 10%之间；弱于大市 预期行业整体回报低于基准指数整体水平-10%以下。法律声明法律声明 本报告仅供海通证券股份有限公司（以下简称“本公司”）的客户使用。本公司不会因接收人收到本报告而视其为客户。在任何情况下，本报告中的信息或所表述的意见并不构成对任何人的投资建议。在任何情况下，本公司不对任何人因使用本报告中的任何内容所引致的任何损失负任何责任。本报告所载的资料、意见及推测仅反映本公司于发布本报告当日的判断，本报告所指的证券或投资标的的价格、价值及投资收入可能会波动。在不同时期，本公司可发出与本报告所载资料、意

303、见及推测不一致的报告。市场有风险，投资需谨慎。本报告所载的信息、材料及结论只提供特定客户作参考，不构成投资建议，也没有考虑到个别客户特殊的投资目标、财务状况或需要。客户应考虑本报告中的任何意见或建议是否符合其特定状况。在法律许可的情况下，海通证券及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券并进行交易，还可能为这些公司提供投资银行服务或其他服务。本报告仅向特定客户传送，未经海通证券研究所书面授权，本研究报告的任何部分均不得以任何方式制作任何形式的拷贝、复印件或复制品，或再次分发给任何其他人，或以任何侵犯本公司版权的其他方式使用。所有本报告中使用的商标、服务标记及标记均为本公司的商标、服

304、务标记及标记。如欲引用或转载本文内容，务必联络海通证券研究所并获得许可，并需注明出处为海通证券研究所，且不得对本文进行有悖原意的引用和删改。根据中国证监会核发的经营证券业务许可，海通证券股份有限公司的经营范围包括证券投资咨询业务。2 0 3 7 0 0 7 2/3 6 1 3 9/2 0 1 9 0 4 1 6 1 6:4 12019年新能源汽车用动力电池发展趋势研究2019年新能源汽车用动力电池发展趋势研究2019年4月20日 上海2019年4月20日 上海实施十三五新能源汽车技术升级战略3 1.动力深度电气化 2.车身底盘轻量化 3.整车智能网联化 三大战略的相互战略的相互关联：电动化：只

305、有和轻量化与智能网联化相结合才能真正解决电动化技术带来的电池重量增加和里程限制的挑战;智能化：只有和电动化结合才能真正解决智能化技术的底层执行机构以及传统汽车电子系统依赖国外技术的问题;轻量化：只有和电动化与智能化相结合才能真正解决轻量化技术的成本与碰撞安全性挑战。中国新能源汽车技术发展趋势和路线图 能源低碳化、动力电动化、车身轻量化、制造信息化、整车智能化、交通网联化智能化出行的未来设想 未来的智能化出行平台，让出行变成生活过程的延续，或者成为工作的一部分。新能源汽车发展的关键技术满足交通工具的应用功能；车身轻量化技术；系统节能技术；高安全、长寿命的动力电池系统集成技术；快速补充能量的方法和

306、保障性基础设施建设；为降低使用成本，动力电池需要实现多级利用；实现动力电池低能耗、环保的回收技术。2018年新能源汽车产业发展整体情况2018年新能源汽车产销量据中国汽车工业协会数据，2018年我国新能源汽车市场产销规模再创新高，全年新能源汽车累计生产127万辆，同比增长59.9%；累计销售125.6万辆，同比增长61.7%。纯电动车型仍旧为市场支撑主体，2018年共计生产98.6万辆，占总产量比77.6%。2010-2018年我国累计生产新能源汽车达304.6万辆。产量0.720.841.281.767.8534.0551.779.4127销量0.720.821.261.757.4834.1

307、150.777.7125.620002040608010-2018年我国新能源汽车产销量（万辆）2018年动力电池装车情况整体情况：受新能源汽车市场带动和政策利好，2018年我国动力电池装车量大幅增长，全年装车共计56.92GWh（不计铅酸电池），较2017年同比增长56.34%。在经历2016年和2017年两年高速发展期，我国动力电池市场逐渐进入稳步发展期，增速开始呈现上升趋势。0.673.2615.5328.5936.4156.92002013年2014年2015年2016年201

308、7年2018年2013-2018年我国动力电池装车量统计图年度电池装车量（GWh)2018年动力电池装车情况按材料种类：2018年我国动力电池装车主体产品仍旧以三元电池、磷酸铁锂电池为主，其中三元电池受乘用车市场带动，全年装车量共计33.07GWh，占装车量总比达58.11%，较2017年上升14.03个百分点，呈逐年上升趋势；磷酸铁锂电池全年装车量共计22.20GWh，在纯电动客车领域配套占比高达72.16%。3.98%6.02%25.17%23.93%44.08%58.11%92.14%88.70%68.95%71.37%49.44%39.00%0.00%10.00%20.00%30.00

309、%40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%90.00%100.00%2013年2014年2015年2016年2017年2018年2013-2018年不同材料种类电池装车量占比三元材料磷酸铁锂锰酸锂钛酸锂其他2018年动力电池装车情况按车型结构：2018年新能源乘用车和新能源客车仍旧为电池配套主体车型，但市场配套结构出现较大变化。新能源乘用车电池配套量占比自2015年起逐年上升，2018年出现大幅增长，全年共计配套动力电池33.08GWh,占装车量总比达58.12%。新能源客车2018年全年共计装车17.30GWh，配套占比进一步被压缩，由39.29%下降至30.39%。35

310、.66%27.96%26.93%32.45%37.76%58.12%56.34%69.48%61.13%56.45%39.29%30.39%8.00%2.56%11.93%11.10%22.95%11.49%0.00%10.00%20.00%30.00%40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%90.00%100.00%2013年2014年2015年2016年2017年2018年2013-2018年不同车型电池装车量占比新能源乘用车新能源客车新能源专用车中国电动汽车的里程的演变0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%2017年上半年2017年下半年2

311、018年上半年2018年下半年150km 以下150-200公里200-250公里250-300公里300-400公里400公里以上01.52.43.44.550123456100R150150R200200R250250R300300R400R400201620172018图 2016-2018年 新能源纯电动乘用车补贴图 2017-2018年 新能源纯电动乘用车产量分布新能源汽车的补贴政策的变化对于国内车企的推动作用很明显 国家补贴往高续航的政策要求，快速传导到纯电动汽车的产量分布结构上 2017年以150-200公里为主流，到2018年下半年基本被淘汰 2018年下半年，纯电动汽车基本以

312、300公里以上为主流以政策为推动，长里程车型已经成为主流 预计2019年，400公里以上的车型将占据更大的市场未来典型的纯电动汽车车型0070800500300350400450500纯电动汽车随着之前的趋势演进，将出现几类代表的车型 紧凑小型纯电动汽车：里程300-350公里，电池35-42kWh 家用中型纯电动汽车：里程400-450公里，电池52-62kWh 豪华大型纯电动汽车：续航里程500公里以上，电池75-90kWh电池的能量需求，根据车重、驱动系统性能方面会有些余量，总体分类的中值呈现一定的规律性分布续航里程电池能量kWhkM北汽 EX

313、360比亚迪 元EV360上汽 ZS电动版上汽 EI5 升级版北汽 EU5比亚迪 秦EV吉利帝豪EV450广汽GE3 530长安逸动EV460特斯拉Model S/X/3 奥迪 Etron捷豹 Ipace奔驰 EQC日产轩逸EV大众MEB平台*这几台车的里程偏短，未来的方向是往上升唐EV上汽Marvel X*蔚来 ES8*/ES6新能源汽车使用需求的变化车辆续航里程增加，消费者从燃油车转向电动汽车，消费者对电动汽车的要求也在变化用户使用的变化：续航里程的增加，直接刺激用户加大电动汽车的使用半径由纯城市通勤使用，转向高速远郊使用和城际使用对于旅行和长途过程中的快充的需求增加了 对电动汽车的质保承

314、诺有更高的期待，提出了更高的要求 基础需求:10年或16万公里 预期寿命目标：15 年,20-30万公里城际的快充网络对于电动汽车的使用模式改变起到了推动作用各种能源载体的能量密度 法国人普兰特于1859年发明了铅酸电池，甚至比内燃机的发明时间（1880年前后）还要早。近百年来，全球在各类电池的研发上投入了数千亿美元的巨资，但在技术上和电池的性价比上并没有发生革命性的突破。目前电池的性价比仍然无法满足电动汽车的使用要求。案例案例4 4：大众大众XL1-XL1-新能源车双缸新能源车双缸TDI/TDI/油耗油耗0.9L 0.9L 大众公司开发了Formula XL1车型，作为大众1L系列最新产品，

315、其百公里油耗仅为0.9L，二氧化碳排放量也只有24g/km。搭载的是一款800 cc的双缸涡轮柴油发动机，可输出47 bhp的最大动力，同时还配备了一款最大动力输出为27 bhp的电动机，电动机所需的电力是由锂离子电池提供的。依靠电力行驶35公里。电动机还可用于在“全力”提速时支撑柴油发动机的扭矩输出，将扭矩输出数据从74磅-英尺提升至103磅-英尺。同时，它还有助于提升总体的燃油效率。这款车仅需要8马力的动力就能维持62英里/小时的常速；相对比，高尔夫1.6 TDI车型需要18 马力的动力才能维持相同的速度，能够达到160公里/小时的最高时速，0至100公里/小时的提速过程耗时为11.9秒。

316、10升油箱大约可以走540公里。这款XL1车采用的是碳纤维加固的聚合体（CFRP）硬壳式结构，从而使重量仅为795公斤。其中，驱动装置重227公斤，传动装置重153公斤，装备（包括座椅）重80公斤，电动装置重105公斤，车身重230公斤。这款XL1概念车的车身长度为3.9米，阻力系数仅为0.186。163、电动车存在和发展的空间？我如果告诉你石油短缺是骗局！你怎么想？80年代初石油巨头就告诉人们，石油只有2万亿桶，只能再开采40-50年啦！可是37年过去了，石油不仅没有采完，去年美国向全世界宣布：石油还有2.2-2.5万亿桶！是谁在说谎？石油也不是动物尸体变的！前苏联研究团队得出结论：“原油和

317、天然气与地下埋藏的生物没有内在联系，它们是地球深处涌出的太初物质。”石油是由地壳内本身的碳生成的，与生物无关，并且具有可再生性！锂电池组（我们按照150Wh/kg来比，假定有）与燃油比，重量能量密度差15-20倍，体积能量密度差8-10倍。锂电池组比燃油的安全性差；锂电池组比燃油的经济性低。如何与传统燃油PK？电动车的市场在哪里？无政府的补贴，产品召回管理规定对有安全隐患的电动摩托车的发展是致命的！如何破解？没有了补贴，谁还会用三元电池？玩儿命呢？新能源汽车真能弯道超车吗？最近一年来新能源汽车项目的统计情况令人吃惊，70多个拟新建项目总投资额高达4500亿，规划产能更是达到惊人的1100万辆，

318、几乎达到整个欧盟的汽车年销量。虽然不少汽车企业近期业绩光鲜亮丽，但是在去除政府补贴后，其净利润的数据也是相当不好看，可以说绝大多数新能源车企的盈利水平和补贴息息相关。与特斯拉相比较，国内新能源车企业实属幸运，毕竟还有国家补贴支撑着，但是国家到底还能撑多久？新能源汽车的补贴政策2020年就要退出了，现在看来这些企业的好日子已经不多了。行业应该吸取新能源汽车行业前期的发展经验教训，参考电动自行车、电动叉车和移动电话普及过程所走过的路，寻找自己发展的支撑点，做用户喜欢的产品，不要做改装产品。特别是要重点关注各个细分市场的需求，利用电驱动噪声低、使用费用低的特点，开发电动专用车架和造型美观独特的个人交

319、通工具，而非电动改装车！电池的功率性的提升电池的功率性的提升要要大于能量密度大于能量密度，许多人不明白这个要求。，许多人不明白这个要求。电动车未来追求什么？19动力电池的功率密度应该做到，当从1/10C提高到5C，即单次放电时间从10h缩减到12min，电池的放电容量变化要很小。电池的充放电倍率性能，不仅取决于正极本身的到电子及离子导电性，也包括负极、隔膜、电解液配比以及涂装工艺。此外，电池结构、电池串并联连接片、成组工艺等，也都会影响电池的充放电倍率性能。电动汽车平台化技术可以提高安全性 一个电动化的底盘可以为多个车型服务，缩短开发周期，有利于提高底盘性能，降低成本。电动汽车平台化发展的趋势

320、 平台化是汽车规模化生产应用最具效益的工艺，广泛应用在车辆设计生产过程中，能有效降低车型开发成本、提高开发效率、缩短车型研发周期。同时，还可以帮助车企实现不同品牌、车型之间的技术共享，满足全球市场的不同需求。平台化生产已经成为各大车企车型生产开发中的通用做法，也是最具效益的一种方法。电动汽车平台化发展的优势 模块化平台具有以下 4 个特点：通用性提升，设计参数可共享，生产辅具与模具共用的模块化，保持车型间较好的个性化。第一，零部件以及系统的通用性能提升；模块化平台生产使得很多互不兼容的零件可以在同一个平台上实现系列化共用。如发动机、变速箱的家族化、通用化、部分车架零件、ECU、线束、车身附件、

321、其它电子元件等都可以实现共用。第二，设计参数可共享；具体设计的时候，因为有很多零部件系列化、通用化，所以就会有更多细节上的参数共享。例如发动机和变速箱的固定位置、悬架与副车架的连接点、连接部分的设计形式都采用统一的系列规格。第三，生产模具与辅具共用的模块化；不但是车本身的设计、零件可以共用，而且生产所需的各种周边设备也可以通用，譬如 MQB 系列托架，分为前、中、后三个部分，生产中相近等级的车型可以共用部分乃至整个安装托架。把产线安排成生产其余车型时只需更换部分模块，因此节约换装时间和人力，生产效率也大大提高。第四，保持车型间较好的个性化；例如同样基于大众的 MQB 模块化平台而且为同一级别的

322、新奥迪 A3 和新明锐就采用了不同的后悬挂结构。新奥迪 A3 使用了多连杆式独立悬挂，而新明锐使用的是扭转梁式悬架。只有平台化才能解决电池结构与电动汽车的 一体化设计 在电动汽车整车设计和开发中，如何根据动力电池的特点，将整车强度、驱动系统的节能技术、控制器和车载充电器一体化集成、悬挂系统的轻量化、电池组集成技术、热管理系统、安全防护结构、维护的方便性、方便事故发生后的抢救工作、降低使用过程中保险费赔付率的结构设计等各方面的要求进行一体化的优化设计，提高车身结构和支撑部件的利用效率，最大限度地减少所有部件的重量，大幅度降低车辆行驶的能耗，降低电动汽车的制造和使用成本。为什么我们不能将电池箱体与

323、整车车身进行一体化设计呢？只有这样才能最大限度地减轻整车重量！电动汽车为什么还要采用钢板冲压、焊接、涂装这些传统工艺呢？电动汽车的出路在于车辆的附加值！自动驾驶，主动避让，增加颠覆性特殊功能（不容易），外观新颖等等。否则电动汽车无法和传统燃油车竞争！24美国No.1电动车滑板型底盘，容纳汽车推进、转向、制动和传输控制装置。无发动机、方向盘、齿轮拨叉、脚踏板和仪器面板。底盘的灵活弹性提供多种可转换的车身风格，适应顾客不同的生活方式。电动车夹层底盘结构电动全轮驱动底盘系统（电芯是松下18650）按照动力电池特性设计的多轮驱动的电动汽车底盘结构平台化技术-美国Rivian发布全球最强电动皮卡平台这是

324、Rivian的首款量产产品，R1T是一款五座皮卡，和现在几乎所有的其他电动汽车公司一样，Rivian采用了“滑板”式通用平台，并且集中了4个小型的但功率强大的电机。每个电机在车轮上的功率为147kW，总输出功率可以调节到300kW、522kW、562kW三个功率配置。按照不同的车型，将会有不同的将会有不同的功率水平调功率水平调校校。达到的车辆加速时间是：达到的车辆加速时间是：4.9s4.9s、3s3s、3.2s3.2s。R1T车辆自重接近2.7吨，但载重最高只有0.8吨。平台化技术-美国Rivian发布全球最强电动皮卡平台这是Rivian的首款量产产品采用了“滑板”式通用平台，并且集中了4个小

325、型的但功率强大的电机。每个电机在车轮上的功率为147kW，总输出功率可以调节到300kW到562kW的范围。按照不同的车型，将会有不同的功率水平调校和不同容量按照不同的车型，将会有不同的功率水平调校和不同容量的电池组，包括的电池组，包括了了370km370km的的105kWh105kWh、482km482km的的135kWh135kWh和和643km643km的的180kWh180kWh三种电池组配置。三种电池组配置。电池模块电池模块的连接设的连接设计很有特计很有特点。点。发展方向：需要根据电动汽车特定需求设计模块化电池结构 1、综合性能的优化选择；2、保证电池一致的可行性方法；3、电池模块可

326、自动化制造的结构设计，提高生产效率；4、大批量生产的方便性；5、连接的可靠性，成组方便性；6、电池模块内部温度调节的有效性；7、电池模块的高安全可控性；8、长寿命使用的稳定性，优化的充电方法；9、电池模块可以实现自动化维护的方便性；10、解决低成本梯次利用和方便拆解的电池模块。动力电池出生前就需要事先考虑好：电池模块的可组装性设计、电池模块的可安装性设计、电池模块的可维护性设计、电池模块的可调整性设计、电池模块的回收可方便拆解性设计、电池组（系统）的可安装性设计、电池组（系统）的可维护性设计、电池组（系统）的可调整性设计、电池组（系统）的回收可拆解性设计、电池模块的可组装性功能设计等。这些性能

327、的设计非常重要，不能把电池都做出来再去解决这些性能！动力电池组从一开始就要解决可设计性动力电池模块的构造要点 电池模块一般由电芯、导热胶垫、铝框架（L型铝板）、内框架、两侧端板、固定拉杆（或者绑带）、汇流排、托架、采样线等主要部件组成。分布式PCB采样板固定在电池模块两侧端板上。日产的电池模块动力电池系统的设计要点 典型软包装模块案例 Bolt中的其它高压部件，高压控制器，DC-DC转换器都没有集成到电池Pack中，而是被部署在车辆的其他空间内。从高处俯视看装在车上的电池组，可以发现那些软包电芯组成层状结构，如同一本本书整整齐齐地排列在书架上。方形硬壳技术路线的优势方形电池在成组集成时，明显空

328、间利用率比较高。系统散热相对容易。宝马i3电动车的动力电池模块化技术 宝马i3将会搭载40kWh的锂离子电池，电动机最大功率为170马力，峰值扭矩250Nm，车速由静止加速到60km/h仅需3.7秒，加速至100km/h需7.2秒，最高车速150km/h。是目前商业化最成功的电池模块。34宝马混合动力系统平台化 宝马 X5 PHEV电池组，模组（1P16S）35中国北方车辆研究所国家863电动车动力电池测试中心宝马i3电池模块 模块的尺寸：390 X 180 X 140，模块电压：14.4V 1、采用第二代94Ah电芯是193 Wh/kg，357Wh/L，8只电芯，2p4s，能量：2.71kW

329、h，重量：17.5kg，比能量155Wh/kg，270Wh/L。2、采用第三代三元电芯，电池容量120Ah，能量密度达到：245Wh/kg，460Wh/L时，8只电芯，2p4s，能量：3.46kWh，重量：17.5kg，电池模块的能量密度可以达到：200Wh/kg，350Wh/L。3、每个模块采用12片90Ah软包装电芯，3p4s，能量：3.88kWh，重量：17.5kg，电芯能量密度：265 Wh/kg，500 Wh/L。模块的能量密度：220Wh/kg，390 Wh/L。390 x180 x140（mm）标准电池模块技术发展分析 实际产品照片奥迪Audi e-tron95 kWh电池组分析

330、1、电池包材质：铝合金 成型工艺 铝型材+高压铸造2、整个系统由34个模组组成，4P102S。3、整包重量是1543磅，也就是约700kg，能量密度136kWh/kg；4、整包尺寸数据是7.5英尺*5.3英尺*13.4英寸 实际模块产品照片奥迪Audi e-tron电池模块分析方形软包装动力电池模块的关键技术39动力电池模块的集成工艺 典型的两头出极耳软包装电池模块集成工艺，体积密度的提高和PCB采样板固定结构富有挑战。典型的单头出极耳软包装电池模块集成工艺，汇流排的设计非常看功底，以及PCB采样板固定结构也是关键。41捷豹步行者电动车电池模块布置结构电池组布置在车中部是比较合理的，并可以通过

331、一体化设计，将电池组外壳与车架融为一体，很好地保护起来，即减轻了整车重量，又降低了电池组所占空间。方案的优点在于模块的安全性能较高，对于新的乘用车企来说，还有一个优点，就是供应商资源较成熟，这种模块已经在大批量使用，技术上较成熟。捷豹I-Pace电池系统捷豹 108S4P 90kwh（国外）81kwh（国内）（LG软包电芯）缺点也很明显，模块数量太多，采用中功率电池在可以实现快速充电的同时，成本和能量密度都不占优势。（实际上已经相当不错了）各种动力电池模块比较 E-golf PACK可以采用各种电芯做模块，VDA电池模组（三星、三洋公司的产品）、LG软包装电池模块。三洋标准模组LG的标准模组电

332、池模块冷却及输出结构动力输出设计 采用软包装电芯，水冷系统，电池模块化设计是国内水平比较高的企业，系统的能量密度超过145Wh/kg，电池模组的防火墙固定方式比较合理，托盘结构有创意。特别是在发生车辆事故时，不需要把整个电池组进行更好，仅把出现问题的模组进行更换，降低了维修成本，节约了保险费用的支出，这一点应该引起大家的注意。动力驱动系统平台化（10）前途K50电动跑车平台国内企业的案例：开发的新一代高镍三元电芯的能量密度：245Wh/kg（275Wh/kg），模块的能量密度203Wh/kg（230Wh/kg）技术参数数据尺寸（mm）390X151X110标称电压（V）288V-20个模块标称

333、容量（Ah）200/300模块组合方式3P4S/4P4S质量比能量203/230Wh/kg体积比能量373/560Wh/L产品用在长安MT80（SC5033XXYGBEV）和一汽R7（CA7007REVZX）上电芯在尺寸缩小25%的同时，容量由67Ah提高到75Ah。韩国韩国LGLG公司和公司和SKSK公司电动车用高功率锂电池模块设计，公司电动车用高功率锂电池模块设计，体现了体现了功率、轻量化、连接功率、轻量化、连接、电压测试、散热、电压测试、散热、保护、固定、自动化组、保护、固定、自动化组装优化等装优化等元素。元素。46中国北方车辆研究所国家863电动车动力电池测试中心韩国韩国SKSK公司电动车用高能量锂电池模块设计，公司电动车用高能量锂电池模块设计，体现体现了轻了轻量化、连量化、连接接、电压测试、散热、电压测试、散热、保护、固定、自动化组装优化等、保护、固定、自动化组装优化等元素。元素