編者按:新能源汽車的“火”是其真正進入市場前必須邁過的一道坎,而電池安全可以說是新能源汽車行業健康發展的重要保障。為應對電池安全這一重大挑戰,各車企也使出了看家本領。
在10月8日舉行的2019 IBSW國際電池安全大會上,來自北汽新能源、一汽以及蔚來的相關負責人就電池安全方面所做的工作進行了分享。
以下為蔚來汽車全球副總裁黃晨東演講內容分享。(有刪減)
我們都知道對于傳統汽車,關鍵技術主要是在引擎、變速箱以及底盤體系,但是電動車主要是電池系統以及電子駕駛、管控體系。對于蔚來汽車,主要是在電池與電子駕駛ECU,還有電子以及冷卻系統,我們希望能夠更加智能、更加輕型、更加電動化。
今天的論壇是關于電池安全,所以我也就電池安全這個領域做一些講解。
我們的目標是在電池安全領域:
第一步,希望能夠讓熱失控達到0%,但大家都知道這是不太可能的特別是今天的技術是很難實現。所以我們下一步希望即便有熱失控電池的情況下,電池組不要有熱蔓延,這樣就不會對整車造成二次傷害。為了完成這個目標,我們開發的這套矩陣,是我們自己的電池模組和體系,我們叫其保護體系,因為可以阻止它的發生,。
第二步,我們需要監測。在監測熱蔓延和熱失控的情況下,我們需要把電池召回,如果做不了監測就要做一些損害控制,所以才有了這樣的矩陣。在電池層面我們需要有合適的材料、合適的電池設計,在模塊這步需要在整個電池的集成方面要很好,同時也知道我們需要做機械設計、電氣設計還有BMS的設計。在監測層面,需要監測它的電壓以及溫度。在電池組這個基礎上,我們需要有更多的一些數據,以及SOH,它就是健康程度。
第三步,在損害控制這方面,電芯我們會有一個陶瓷的隔膜,還會有一些保險絲以及SSD和排風口,模型、模塊這個環節我們需要一些絕熱板以及控制板。
在最左邊,多次看到了我們在熱失控的情況下出現,在最下角是T1的溫度,在右側我們看到的是紅線,它是我們T2的溫度值,最上面是T3的溫度,歐陽院士也介紹了這樣的情形。在模塊情況下我們該如何管控這個溫度呢?我們右側有兩個電池,最上面有一個模塊,可能在模型中幾的電芯,在中間如果是有了一些故障,一旦有了故障的話,最后就會有熱失控出現,在這之前熱可能會在邊側和上下都蔓延,所以我們就使用絕緣材料來杜絕熱蔓延。在最上層我們是用這些空間防止煙跑出,在下步我們很難去控制,但是我們會有一個冷卻板或冷卻墊,我們如果使用這樣的液體,能夠很好的控制。在熱失控的情況下,我們最后需要在T1、T2溫度情況下有這樣的變化,我們可以做很好的BMS的控制,在我們的損失發生之前就可以很好的管控住,也可以很好的進行監測。
在未來設計的優化當中,我們也會有自己的一些杜絕電芯和電芯之間的熱傳遞的方式,在模塊的絕緣當中有防火墻的設計,會杜絕熱傳遞,在電池組的設計當中,也有相應的煙道的設計,來杜絕二次的損失。同時也會有一些相應的滅火裝置設計,我們可以減少相應的密度。
在BMS的層面,我們做了三件事情:第一個,電池生命管理系統,這是一個數據為基礎的設計優化系統。同時我們還有一個實時的監測系統,是全天候的,即便是在車輛睡眠的過程當中,比如說你把車停在停車場的時候,休眠的過程中,我們仍然會監測車輛電池的狀況。最后一個,就是電池的資產建模,比如說用它做一個層級的分析。
從數據分析的角度來講,我們對于數據進行持續的監測,但是是有兩個重點,一個叫做事件的監測,我想大部分人今天都會做事件的監測,比如說電芯的、電池的、電池組的,比如說溫度、電壓、內部的抗阻等等。除此之外,我們還有一個數據的監測,也就是說我們會找到在統計方面的一些差異性,看一下是不是正態分布。我們可以做統計方面的分析,會發現有一些數據偏離了正態分布,就把這樣的電池拿出來,做一些回溯性的分析,看一下是否真的存在問題,如果真的存在問題的話,我們就要為客戶來替換這個電池。
對于電池本身,我們也是有安全的非常精確的智能系統,總的來說,我們有非常精確的SOC預計,現在要實現這點并不十分困難,對于FSP的預計還是比較困難,所以這個過程中,我們每次在汽車發動的時候都必須要做一次,另外在充電的時候也必須要做,這是我們的平衡策略。還有一個是SOH的決定,這個不僅僅是取決于容量,同時也取決于電池的內部抗阻。另外,電池的安全監測和預警系統,即便汽車在休眠的過程中,我們仍然可以監測數據,所有的大數據都進入到云端,我們云端可以進行自動的分析,如果發現任何得異常,就會預警,我們就會來審議并且分析,或者把這個電池召回,或者我們可以從客戶那邊去把這個電池替換下來。
來源:第一電動網
作者:鄧婭
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