一文望懂宁德时代、比亚迪等企业电池坦然思路
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一文望懂宁德时代、比亚迪等企业电池坦然思路

2020-07-11 07:36:36   来源:http://www.royfq.cn   【

【编者按】近几年,电动汽车电池事故可不少,“电池坦然”不息是不少消耗者迟迟不选择购买电动汽车的因为,现在主要的汽车电池供答商们对此有什么解决方案?

本文转载自电动汽车不都雅察家,原作者王凌方;由亿欧汽车清理转载,供走业妻子士参考。

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销毁的特斯拉电池包

时至夏日,新能源汽车又进入首火高发期。一桩桩首火事件频频出现在媒体上、微信群里。  

必须承认,这些首火事故,许众都与动力电池坦然题目有关。而动力电池坦然题目不解决,新能源汽车就很难大周围遍及。  

6月18日,中国化学与物理电源走业协会主理了“2020年动力电池坦然分析与技术发展网络会议”,邀请走业人士共同探讨动力电池坦然技术,推动产业技术提高。  

宁德时代三元电池和磷酸铁锂双线并举。磷酸铁锂电池主要行使商用车和储能编制;乘用车方面则是三元和磷酸铁锂并举。  

宁德时代采取这个策略,主要是综相符考虑产品的详细用途和风险水平。 

宁德时代高级工程师陈幼波注释道,由于纯电动大巴由于带电量大,人员浓密,短时间稀奇难度大,因此采用磷酸铁锂路线较为郑重。乘用车实际行使中带电量相对较幼、载人少,人员稀奇相对容易。而且产品成熟度更高,防护更益,因此能够采用三元电池路线。  

陈幼波认为,三元电池,一是能够已足用户对里程的需求;二是能够推动电池技术提高。“吾们不克在磷酸铁锂技术路线上止步不前。”  

此次钻研会上,宁德时代偏重强调了电池全生命周期的坦然。  

陈幼波认为,动力电池坦然是编制工程,对电池的坦然防护答该是全生命周期的。电池从开发设计到生产制造,到售后服务再到回收新生,都存在坦然风险,要想手段规避这些风险。  

陈幼波将升迁电池坦然归为四个路径。  

解决途径1

三是,偏重动力电池全生命周期的坦然性。陈幼波认为,电池全生命周期坦然的防控重点各有特点:例如早期阶段,必要仔细柔硬件故障,以及工艺、生产层面的题目;中期阶段必要关注未必性失效题目,例如电芯的膨大、矮压连接件的老化、矮压线束老化等。  

末了,强化售后维护、坦然预警与产品的报废处理。陈幼波提出,跟进年检制度,对电池包被磕碰、密封不良等情况进走维护。陈幼波还认为,要善于行使大数据,基于后台大数据分析,对有坦然预警的电池进走及时更换。此外,对超过服役期的电池,也要制定有关的报废处理手段。  

案例1

自然,陈幼波认为动力电池发展也存在一些挑衅。  

一是轻量化与坦然之间的均衡。电池坦然必要高强度防碰撞设计,以及防火、耐炎原料,同时已足又轻又坦然,必要开发更新式的原料。 

二是有毒、可燃性烟气与封闭空间的题目。电芯发生炎失控,会产生大量毒害烟气。必要政策或规范清晰,例如规定在一准时间内防止烟气进入乘客舱。针对烟气,必要开展气体轰燃和毒性钻研,以及制定有针对性的消防、危险处理、人员稀奇等措施。  

与宁德时代迥异,比亚迪在思考坦然题目时,采用的是对电池和失效模式进走拆解的手段。  

比亚迪电池编制坦然设计

比亚迪弗迪电池坦然技术部副经理林文生认为,行家一谈到电池坦然时,往往说电池过充、内短路或者高压出题目,但这些都是零散的点。在思考电池坦然时,要做到不漏过任何一个环节,必要对电池坦然进走编制化思考。

比亚迪电池编制坦然设计

对于这些失效模式,比亚迪最先会分析这些失效模式能不克十足屏蔽失踪;对于不克十足屏蔽失踪的,必须要做到预警;即使十足失效,也要做到风险可控。  

林文生介绍了比亚迪针对这些失效模式思考以及措施。

连接郑重性方面,失效式样主要是松动或者片面断裂,后果就是动力休止,或者片面发炎、拉弧甚至首火。要避免这一题目就要考虑连接设计,例如用全主动焊接取代螺纹连接,保证连接的郑重性。  

倘若是不能够避免,下一步的设计就是监测预警,例如进走温度和电压监测。  

比亚迪七维四层坦然矩阵

另一个主要的是绝缘设计,要考虑例如爬电距离、电气间隙、单体外壳绝缘、铜排/动力线绝缘设计以及线束绝缘设计等。除此之外,还要考虑倘若发生其他危险,对原有的绝缘设计造成次生的坦然题目,也必要考虑。自然还必要预警和监测功能。  

死板坦然方面,比亚迪再细分分为组织坦然设计和电/炎坦然设计。组织坦然设计方面,比亚迪考虑整车对电池包的防护,对电池包进走防撞设计,采用高强度的铝相符金托盘、蜂窝组织的强化边框,考虑单体耐变形能力。 

模块方面还要考虑隔炎和绝缘设计。电池包层面则是传感器方面的设计,例如传感器断电,能不克触发触发首断开高压?以及隔火隔炎的设计。  

还要考虑过充题目。林文生认为,产品展示电池过充的风险已经相对较幼,由于有电池管理编制分级珍惜。“单电芯过充从设计上异国手段屏蔽,主要望其过充的阈值在那里,这是由电池原料决定的。”  

外部过流方面,主要仰仗匹配设计来规避。例如每个负载单独配置保险丝,高压负载与保险丝匹配等等。  

内部短路方面,包含的周围比较广。比亚迪这边主要指析锂和异物两类,他们认为从设计上很难屏蔽,只能对生产环境进走限制。因刁难以避免,风险防控更要做到位,必要进走风险划分,最后达到可控的主意。  

末了是危险气体。林文生外示,电池包里危险气体的来源专门众,例如电解液,其自己就是可燃的,分解后产生的一氧化碳和甲烷乙烷都是能够燃烧的。主要措施就是防爆阀与CID(电流堵截装配)匹配、安置气体探测装配、气体泄放装配、矮压属下方拉弧设计以及线束耐高温设计等。  

行为一家电池编制集成商,对电芯品质无可着手,华霆动力更为关注的是电芯失效之后的防控。华霆动力此次探讨的是圆柱电芯在非滥用情况下的炎失控限制题目。  

他们的思路是将电芯的失效模式都找出来,并针对每一个失效模式进走防护。用华霆动力技术有限公司董事长周鹏的话说,“倘若每个失效模式都是一道伤疤的话,吾们就找到一个膏药将其盖住,就是做一些包覆。”

华霆动力的“蜂窝电池”模组

详细来说,就是将电芯的失效模式进走量化,电芯在炎失控的情况下产生众少焓(编者:可初略理解为总炎能)。始末仿真手段,计算出模组内部温度场、流场分布,并按照这些分布特点进走防护。  

电池编制层面,则必要做到精准监测。事故发生后,炎管理编制能够做一些行为来降矮炎失控传播的概率。  

此外,华霆动力还考虑车辆静置的题目。车辆下电后,电池管理编制还答具备炎失控主动监测功能。“必要电池管理编制和监控编制实时交互,而且电流不克太大,否则车内12V铅酸电池很难赞成。”  

苏州宇量电池有限公司董事长毛焕宇也参添了会议。他主要探讨,电芯炎失控之后到明火烧首来能否有5分钟,或更长时间来逃生。

在毛焕宇望来,电芯发生炎失控之后产生烟气值得偏重。现在电池炎失控产生的烟气都是可燃的,只要有静电或者火花,就会发生火灾。  

单个18650电池能产生那么众烟吗

但是倘若烟气不可燃的话,其存在也有益处。 

毛焕宇注释道,烟气能够带走90%以上的炎量,大大降矮炎失控电芯自己的温度,不准炎失控也较为容易。电芯炎失控之后,大约40%的总质量已经喷射到烟气内里往了,带走了逆答物、产物以及炎量。“喷出物是一切的电解液、隔膜、粘结剂、片面石墨和铝箔,只有一片面正极原料、铜箔及壳体留下来了。”  

毛焕宇认为,不可燃的烟气相对于火焰更容易逃生,而且临近的物体、车辆、修建物都不会被引燃。  

宇量电池为此研发了一栽化相符物,具有隔炎、吸炎和熄灭三大特点。该化相符物能够有效转折气体成分,将可燃的烟气变为不可燃,如许就能给成员更众的逃生时间。  

毛焕宇也泄露,这栽化相符物的成本专门矮,也极易获取。  

能够望到,宁德时代强调电池全生命周期的防护和监控,针对各个时期能够展现的题目进走防护;比亚迪则是分层次对电池炎失控的因为归类进走分析防护;华霆动力则是将电芯的失效模式进走分析,针对每栽模式在编制层面“打补丁”进走防控;宇量电池则偏重探讨电芯炎失控后如何最大水平缩短迫害,为乘员赢得逃跑的黄金“5分钟”。  

迥异企业在升迁电池坦然方面各有特色,而且听上往效率都很益。这些坦然技术、策略,能否真实落实呢?  

从中国新能源汽车以前十年的外现望,既存在“愚昧”的题目——对动力电池及电动汽车的坦然钻研不足,提防手段缺失;又存在“知而不可”的题目,有的存幸运心绪,有的是从成本考虑,生产品控标准不厉,坦然防护“减配”。于是,中国才有这么众首火事件。  

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