5月24日，CIBF2018 第十三届中国国际电池技术交流会展览会在深圳会展中心开幕。荷贝克电源系统（上海）有限公司吴永红在技术交流会上发表主题演讲。以下是演讲正文：

今天我代表我们公司介绍一下我们研发团队的工作，钛酸锂电池在重型车辆上的应用。分为五个部分，首先介绍一下公司的情况，我们公司是一家德国公司，家族企业，成立于1927年，全年的产量是2.4Gwh，包括铅酸电池，镍格电池，一小部分锂电池。主要的应用领域是工业电池，主要是牵引类的，叉车类的，还有电力电网类等固定类应用。还有储能用，包括风光储能等等，然后就是铁路轨道。

我们的产品提供电池和充电机，包括我们的服务，还有就是我们整套的能源系统，我们提供能源系统，而且加我们的服务。我们提供电，就跟买电网的电一样，按多少度电付钱。（PPT）这是我们的全球分布情况，这是我们的产品，以及它们在各自的应用领域，我们的铅酸电池系列，纤维结构镍格电池，锂电池不是我们自己生产的单体，我们是全球采购的，我们只做系统。现在产业化有三元的跟磷酸铁锂的。中间那个大的是我们用在铁路上的锂电池，左下角这个是用在叉车上的锂电池系统。其他的就是我们的铅酸电池跟镍格电池。

这是我们的储能系统，用锂电池跟铅酸电池混合在一起，主要是用在削峰，储能，买峰谷的电，风电卖出去。这是我们大坝的应用案例，在德国的莱比锡。（PPT）这是一个铁路火车上的锂电池的应用。接下来我们项目的研究工作，基于这款电池的应用研究。

下面说一下在重型车辆应用领域对电池有什么要求，我们现在就用这个铁路电池做例子来讲。首先，在重型车辆，包括铁路，或者是公共交通，大巴车，船舶方面的应用，它们一般对电池的要求，必须是温度范围要广，寿命要长，而且要求有大电流充放能力。我们通过对各种电池评估，钛酸锂电池在这方面有一定的优势，但是由于它的价格目前比较贵，所以在市场应用上现在还没有一个突破性的进展。

本工作中主要是下面三个方面，一个是我们对它的应用的要求的分析；第二个就是我们的一些研发工作；第三就是我们对能量效率在实际应用过程中跟做实验室衡流测试的对比。工作流程根据应用需求来测试分析一些电池，黑色的这些就是我今天这个PPT讲的，灰色的是我们已经做过的，今天就不讲了。我们建模，做样品，再进行实地测试。（PPT）这是从德国到捷克的一个路程，海拔高从300-760米，去的时候是上坡，回来的时候是下坡。我们分析了一下，能量消耗上坡的时候是38，下坡是12千瓦时。我们对它各个功率进行了一个统计，左边是刹车的时候能量回收缓冲，中间是正常驱动的，右边是停下来开门、通风、照明的功率，中间的20是到站以后，这个时候车可能要停留半个小时或多长时间，然后再返回来。

根据这个应用设计了几款电池系统，我们用60千瓦时、90千瓦时跟120千瓦时的做比较，60千瓦时的要求充电倍率达到将近9C，放电6，到120就是充电4多一点，放电就是将近3。所以这个就需要我们来权衡，我用大功率的系统，但是对冷却系统要求比较高，能量比较高的系统，大系统要求不高，但是前期的投入比较多。同样的工作我们也在船舶跟大巴车上做了分析。

首先我们对车进行测试，容量、一致性、寿命、倍率、温度等等，包括储存自放电等等方面，（PPT）这是我们的一些结果，我们测试了不同的LTO的，有圆柱的，软包的，方形的，正极材料有NMC的，NMO的，NCO的，LFP、LMO的。我们对三种钛酸锂电池放电平台，下面最平的是硫酸铁锂，也是最低的，下面的是磷锰氧。三元的最高，用它来评估对应的电压，误差是最小的。

（PPT）我们对同样的正极，但是钛酸锂跟石墨组成的测试结果，钛酸锂基本上都达到了1万次以上，都是在百分之DOD情况下循环的，室温下。左边这两个，绿色的跟黑色的是我们常说的三元电池，对是石墨负极，这个寿命在2000-3000次左右，到80%，差别还是挺大的。我们做了一个对比，我们需要的能量，电池系统是23千瓦时的，电池的电压是660伏，充电功率是是180千瓦。用钛酸锂的工作范围是零下40-55，三元的是5-45，三元采取的是高功率的，为了方便对比。电池的能量钛酸锂是31，NMC是61，钛酸锂最大充电是6C，NMC是3C，看重量，因为NMC的系统比较大，要比钛酸锂的大。循环寿命，钛酸锂1万，三元是4千，我们用80DOD来做。成本价，钛酸锂是百分之百，三元只有45%。但是我们要考虑整个生命周期的价格，钛酸锂还是按100基准，三元的到113%，整个生命周期，三元是要高一些。

不同温度下的热抗做一些标定，右下角是我们实际测的跟模型计算的拟合，误差小于0.4%。LTO的模组，这个模组采用的是风冷，最大充电电流是6C，这是一个36SEP的模组（PPT），我们系统采取组重DMS管理的概念，主动均衡。根据系统的实际要求串并联。

下面介绍LTO电池在实际应用当中的效率，我们发现在实际应用过程当中的能量效率跟实验室测的还是有很大的区别，实验室是用衡流来模拟实际的工况。我们这个计算，能量效率用放电的比上第二次充回去的，放完之后返充回去，以这个能量来算。我们做了两方面，一方面是用横流的，一方面是用实际的铁路工况，横流我们用1.25C，同时比较不同的化学体系，它们的能量效率有什么区别。这个是我们对一个横流循环的能量效率图，每10%SOC测一下。整个结果，基本上是从92%到99%，这个是一个0.25C的图，其他的就是一个C率都得到同样的结果。右边那张图，C率越小，值越高，能量效率越高。有意思的是，40%SOC以下或是30%以下，能量效率跟SOC是有一个正比关系，SOC升高，能量效率会高。但是40%以上基本是平的，这是在实际铁路工况的应用结果。能量效率基本上都是在82%左右。在做这个测试的时候我们还发现一个有意思的事情，这个能量效率，看右边的图（PPT），跟温度还有一定的关系，温度升高，能量效率高一些，温度低能量效率就低一些。

这是钛酸锂跟三元进行比较，三元的，不管是高C率还是低C率，我们这个测试比LTO的效率要低，右边那个图是相同的效果，灰色LTO的，也是LTO的要高一些（PPT）。同样，C率越高能量效率越低。

下面进行总结，钛酸锂电池在重型车辆应用上还是有很好的应用前景。我们要想让它商业化推广，还是要对它的实际应用做详细的分析，这是有必要的。我们考察能量效率的时候，我们实际应用跟实验室用横流测试还是有很大区别的，实验室的一些数据还不能代表实际的结果。我们下一步的工作，第一就是准备在其他领域，比如说船舶，还有物流叉车领域，我们也做同样的研究，基于电芯和模组层面。第二，我们要开发出一个有效的电芯策略对不同的应用筛选不同的电池。我们主要是工业领域应用，所以说有不同的应用，不一定一种电池或一款电池能够满足所有的需要。最后，我们也打算把能量效率的研究推广到复杂大型的系统，包括一些储能系统等等，来计算能量效率，在评估能量输出跟能量消耗上，冲的比例是多少，假如说要进行推广的话，计算一些经济效益等等。这就是我今天的报告，谢谢大家！

（根据速记整理，未经嘉宾审阅）