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PACK熱管理工藝培訓除了漲姿勢,還有啥?

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2020年03月27日  

九月七日至九日,由我國電池聯盟、我國電子節能技術協會電池專業委員會主辦的動力鋰電池PACK及熱管理生產工藝培訓將在天津進行,培訓城市與去年十月份舉辦過的動力鋰離子電池PACK生產工藝培訓相同,但內容、參訓人員成分等大不同。


我國電池聯盟秘書長王超介紹說:比起去年,今年我們邀請了熱管理方面的專家、造車新勢力經理宋兆普老師,北汽銀翔汽車公司動力鋰電池技術總監陳興友老師,將進行為期3天的培訓,比去年多1天;其次,培訓內容更偏實用性,重視于幫大家解決基礎生產過程中遇到的問題;另外,目前參訓人員大都來自電池廠、主機廠、PACK廠,還有梯次利用公司,其中主機廠和PACK廠居多,不會有設備廠;最后,今年參訓人數更多,但為了保障上課效果我們會適當控制規模。


PACK理論誤區層層疊疊


政策驅動電池能量密度快速提升。中汽協公布的數據顯示,今年1五月,動力鋰電池配套量逾124億瓦時,其中三元和磷酸鐵鋰離子電池的配套量分別達到近68億瓦時和50億瓦時。三元鋰電市場占有率提高得益于其能量密度的提高。目前這種變化對電池安全性帶來更大挑戰,那么對PACK設計和生產工藝就提出更高要求。同行之間互通有無,有競爭也有借鑒,這是成長的快車道。


并聯電池電壓并不相同


報道顯示,電池包在充電、跑路、撞擊、放置等各種狀態下都有過著火的案例,天康集團副總經理、總工程師王俊濤老師解釋說:電池成組的核心在BMS管理與熱管理上。而目前行業內BMS里涉及到的幾個理論基礎都站不住腳,面對的挑戰比較大,比如車放著也著火,這時的BMS沒有工作,原因在于并聯電池包里每個電池狀態不同,也就是說并聯電池里電池電壓并不相同,很多人認為相同,教科書也是這么寫的,教科書里這么寫的前提是‘靜態下’,在動態下它又不相同了。要以此為基礎去做PACK設計,否則做出的管理無法做到防過充過放等各種問題。


漏電保護支撐不起PACK高壓危害


過去十幾年動力鋰電池的技術進步,除去通過活性物質占比的提升來提高電池能量密度,還有以新增原來電池尺寸來達到電量擴容的效果,電池容量從30AH擴大到500AH,電池容量的擴大,是內部并聯和外部并聯的結果,現在大家重要在看外部并,實際上內部并聯也存在問題。其實,電池做大的可行性和安全單元、制作水平密切相關,不是想當然的事情。王俊濤老師強調說。


據悉,為了改善百公里耗電量高的狀況,為了調高電能轉化率,現在PACK電壓越做越高,甚至超出了安全電壓,車上高壓漏電后,在潮濕環境下,介質承受不了高壓的情況,容易出現拉弧現象,拉弧就容易造成短路。漏電保護沒意義,電源切斷頂多就是PDU斷開,可高壓沒地兒去啊,比如大巴車上的600伏平臺,轎車上的380伏高壓。這種情況下動力鋰電池的安全性能還是有很大質疑。王俊濤老師解釋道。


分組不科學是PACK生產中最關鍵的不良現象


目前,PACK工藝在日漸成熟,陳興友老師介紹說:電池的分選配組已不再是單純的靜態分選,主機廠更重視動態配組。分組比較麻煩,有很多電池廠嫌麻煩,比較草率,好多汽車廠對這塊不了解,缺乏監管,電池廠對這個是絕對保密的。不科學的分選會導致動力鋰電池系統能力低下、過早終結壽命,甚至整車中途趴窩。


眾所周知,分組不科學是PACK生產中最關鍵的不良現象。王俊濤老師就主動均衡與被動均衡問題說了自己的看法:做均衡,首要條件是測量電壓高低,采到電壓,有一個均衡功率,均衡功率的大小取決了效率夠不夠,采集的精度誤認為是真實電壓真實度,采集的精度很高,但是采集的東西是假的,結果就是越均衡越不均衡。所以電池不一定是被用壞,很有可能是均衡壞了。不是用壞,是過充過放弄壞了,因為你管不了,所以為何現在電池包的壽命和單體電芯壽命差百分之四十至五十,原因就出在這兒了。


相變材料冷卻或將是熱管理趨勢之一


隨著電池高溫導致的問題不斷出現,電池熱管理的重要性日漸浮出水面,廣東工業大學材料與能源學院教授、博士生導師、廣東省電動汽車及儲能系統災害防控中心主任張國慶老師介紹說:熱管理雖是整個行業里很細小的一個分支,但它的好壞大大影響著電池乃至整車的服務年限以及續駛里程。目前,熱管理都是一些冷卻公司在轉型操作,基本是國產化狀態。


熱管理要散熱、隔熱、加熱、均溫要求,無論散熱還是加熱,都要先考慮均溫。


電池熱管理從早期的自然冷卻和風冷,發展到現在的液冷和冷媒直冷。宋兆普老師說:無論什么種類或化學體系的電芯,對熱管理來說都是熱源,隨著電芯的高速升級,電池系統的熱安全也越來越重要,持續追蹤由此帶來的熱物性變化是熱管理的重要基礎問題。


陳興友老師總結說:目前大家對電池熱管理認識更深了,更多的趨向于液冷,在處理液冷技術工藝相關經驗更豐富。眾所周知,特斯拉也采用了液冷,它的蛇形冷板在較大程度上新增了液冷系統的壓力損失。


目前特斯拉的蛇形管依舊值得借鑒,但長時間在震動等多種因素用途下,焊接部位不可忽視存在泄漏風險。基于固固相變材料的冷卻,可以簡化液冷系統,泄漏風險大幅度降低,同時,這種方式可以簡化管路系統并降低成本,有可能成為電池熱管理趨勢之一。張國慶老師說。


無論是熱管理還是動力鋰電池PACK行業,相信市場總會走向理智,優勝劣汰是永恒的規則。在不斷地學習中強大自己,在團結合作中實現共贏。


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