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動力電池核心問題

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年06月27日  

提出討論動力電池十大安全問題:1.電芯安全2.成組安全3.電池辦理4.規劃安全5.充電安全6.運用安全7.安全預警8.日常維護9.安全維護10.安全等級劃分。本整理稿件是從10個問題中挑選3個核心問題進行要點討論,并提出本組的處理思路,具體如下:


1、電芯安全的處理思路


C組:電芯、電池模塊規范化


經過規范化可以改善幾個方面:


(1)規劃方面,把電芯的規劃問題會集露出,會集處理;


(2)生產設備方面,設備的規范化程度也會相應高一些,設備企業產品迭代會更快;


(3)繼續改善和經歷推廣,經過規范化,可以把優異的設備配套商和零配件配套商的經歷向行業推廣,這樣全體進步了電池行業的安全技術水平。


D組:電芯的規范化


電芯的規范化可以下下降層次勞動的重復。電芯規范化本身對電芯的安全性能有很大的進步,更多廠商做同一個規范的電芯,電芯本錢會下降,安全性會進步。從緊迫性和可實現性來看,是比較緊迫也比較容易實現的。


2、成組安全的處理思路


D組:熱辦理規劃對電池安全非常重要


成組安全方面,熱辦理規劃的好,熱量均衡,BMS雖然很小的電流均衡,可是可以把不同電池之前的溫度差導致的電壓差均衡起來,由于電池就是電化學里能斯特方程的溫度,正極是正相關,負極是負相關,電壓差是正極減負極的話是更大的,所以溫度對它的電壓影響是很大的。


當然焊接工藝也是很重要的一個方面,焊接工藝不一樣會導致內阻的不均衡上升,所以從這幾個維度來進步它的成組安全。


F組:PACK的電辦理、熱辦理


安全性問題最終要歸結為電池模塊,運用體系論的辦法來考慮電芯和PACK的安全問題,BMS要對每個電芯做精確的檢測、管控和預警。


同時也不能由于只考慮電池的安全問題,而疏忽了它的壽數,咱們既要確保電池的安全性,也要盡或許的進步電池的壽數。假如沒有好的壽數,就失去了利用鋰電池的理由。


3、電池辦理的處理思路


C組:BMS安全策略


將電池體系分級并擬定相應的安全目標,根據目標擬定測量、辨認、處理的安全策略并進行驗證。假如行業會集精力做這方面的工作,可以在短期內進步電池安全水平。


F組:BMS對電芯檢測、管控、預警


咱們應該從根本上以為鋰電池本身是不安全的,對它進行有罪推論,它本身是不安全的動力設備,需求在BMS管控的基礎上,外加熱失控、及時救活機制和設備,如一發現火情,馬上啟動救活設備救活。


4、規劃安全的處理思路


F組:體系規劃科學、合理,生產過程控制


各種電池資料、電池結構均有優缺點,只是對安全性影響的程度不同而已,只需規劃科學、制造精密,在必定程度上都可以制造出安全性可以承受的動力電池。


5、充電安全的處理思路


A組:充電設備上添加電池快速體檢功能


車輛充電完成80%-90%時做大電流檢測,經過直流內存的變化找出電池組中不一致的當地,到達電池快速體檢的目的。


PACK在出廠前,都會做一個大電流的脈沖充電和放電,在充電的末端做一個大電流的脈沖充電,在放電的末端做一個大電流的脈沖放電,經過這個辦法,把電池組合中不一致的當地找出來,或許是電芯的問題、或許銜接有問題、也或許是數據線有問題,這些大電流脈沖會顯著的顯示出一些反常。


把這種辦法應用到用戶端,由于用戶端除了充電樁外沒有什么可檢測的手法。


D組:充電初期對電池進行電流脈沖檢測


關于不同電池的SOE、SOH充電的電流,在充電初期對它進行電流的脈沖檢測,發現不一致性,提早宣布安全警報。由于在充電初期,電池PACK是常溫的,充電末端的時分電池PACK的溫度或許現已上升了10°或許15°,導致電池的電壓不均衡,所以在均衡的時分檢測它的不一致性或許誤差更小。


別的,對BMS進行實時診斷、檢測,對車、充電樁、電網這三方進行協調,充沛保證充電安全。


6、運用安全的處理思路


E組:在單體熱失控狀態下怎么確保人員安全


(1)推遲熱失控方面,有一些成熟的規劃辦法:


采用防火資料,在防火結構上做防火隔熱處理,如特斯拉的規劃里可以看到,確真實必定程度上可以推遲熱失控的過程,推遲單體熱失控到整組熱失控的過程。


(2)添加人員逃生時間方面,主動做些檢測:


煙霧的檢測、化學成分的檢測、熱的檢測等,經過檢測發現前期單體熱失控,并給駕駛員和乘客宣布警報,提示人員逃生。


(3)做限制處理:


不能讓駕駛員依照常規的功率去運用,經過限功率的形式,讓車子有必定的動力,但動力很弱,可以靠邊停車做處理。


(4)添加救活設備:


現在電動客車國標正在推動添加救活設備,添加救活設備或許有好處也有壞處,由于現在電池箱的規劃都會添加防爆閥,假如噴發大量氣體或許氣凝膠出來,它會導致內部壓力增大,或許把防爆閥沖破,會帶來別的一個問題。


假如誤檢測單體熱失控,把這些東西噴出來,或許會導致整組電池的報廢,假如噴出來的氣體、液體或半凝膠物質對電池無危害會是比較好挑選,期望有這種資料可以到達這種效果。


(5)整車規劃:


在整車規劃方面要添加安全逃生設備,電動車和傳統車不一樣,電池作為電動車的僅有動力來歷,在熱失控的情況下假如經過切斷動力的方法停電,車門有或許會打不開,所以在整車規劃上假如能添加可以快速、便利打開的逃生門或許其他的逃生設備也是個可行的挑選。


7、安全預警的處理思路


D組:BMS監控,VCU呼應,大數據分析


轎車的VCU對呈現的問題做呼應。車在呈現安全問題時,可以讓司機靠邊停車,或許是做一些相應的動作,并把VCU收集到的BMS信息上傳到云端進行大數據分析,VCU有個智能學習的過程,進步安全預警的可靠性。


8、日常維護的處理思路


B組:擬定日常維護的流程及國家的相關法律規定是非常緊急和必要的


現在車輛很多問題都出在沒有日常維護的規范或沒有國家強制檢測的規范。傳統車都有強制檢測,電動車作為新生事物,相關的安全性、可靠性還沒有到達傳統車的等級,究竟每隔3個月,6個月,仍是1年進行檢測,應該檢測哪些項目(體系密封性、電器可靠性、銜接可靠性等都需求檢測),這都缺少相關的規范。


現在整車廠更多的賣點是電動車不用維護,但實際上這徹底與安全的認識背道而馳,因而,國家應該擬定強制檢測的規范,整車廠也應該有強制檢測的項目要求。


從可行性上來講,國家或行業擬定相關的規范,整車廠擬定檢測、維護的項目或手冊,執行起來比較容易。


9、安全維護的處理思路


E組:過充、過熱、銜接安全問題


(1)過充問題的處理


經過BMS、充電機、VCU維護,最簡略的是經過BMS來維護,假如BMS不起作用還可以經過充電機來維護,還可以經過整車VCU來介入。關于過充的問題,從技術上來處理的話是比較容易處理的,而且效果也比較顯著。


(2)過熱問題的處理


在充電過程中,由于電芯本體的過熱或許銜接阻抗過大導致的過熱也會引起熱失控。關于過熱的問題主要從兩個方面來處理,一是減小電芯的密度、減小銜接阻抗,這從實質上去下降風險;第二個是加強散熱,咱們期望在充電過程中能采取更有用的散熱辦法,比如說經過加強風冷或液冷的辦法,可以下降充電過程中熱失控的或許性,還有溫度采樣的問題,溫度采樣要準確,怎么樣有用可靠地采樣出溫度點,這或許要跟咱們的熱仿真和實際測試成果做一下匹配。


(3)銜接毛病的處理


前段時間在上海發生了一同事端,飛線銜接充電起火,還有在地下車庫充電起火的事端,其實都是跟充電銜接的關系非常大。充電銜接充電槍的插頭,還有一般車載充電機的插頭,假如長期運用,假如銜接不可靠會過熱起火。現在在充電國標里現已有要求了,在充電槍上會添加溫度傳感器,來收集充電過程中充電槍的溫度。


還有充電槍和插頭插座的壽數要經過嚴格的計算和驗證,要可以滿意整車的運用壽數要求。日常的檢查和維護,可以判別出來插頭插座的觸摸是不是現已下降到一個數字之下,假如現已下降到安全數值之下,那么肯定要更換,經過這幾種方法處理充電銜接問題。


10、安全等級劃分的處理思路


C組:產業鏈協作,整車廠和零配件企業樹立專業化分工和協作體系


依照轎車行業的要求,從APQP、PPAP等環節依照轎車行業的要求實施,分工、職責明確,實現產品全壽數周期可監控、可追溯,從協作形式改動方面來進步動力電池的安全水平。


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