苑文学:电池组品质决定整车安全

第一电动网 滕鹏华

2015年动力电池行业繁华胜景,也许很快将面临严峻挑战:安全性、衰减、产能过剩、退补。随着产能的集中释放,这四大危机在2016年是否会集中爆发?波士顿电池工程与战略企划副总裁:苑文学先生登台演讲。

苑文学:电池组品质决定整车安全

波士顿电池工程与战略企划副总裁 苑文学

新能源最近很火,但是事故总是不断,一两个礼拜以前,在挪威出现了安全事故燃烧、爆炸。这个事故不光在中国有,最高端的品牌也是有,在全世界范围内的这个现象总是在出现。在这种环境下,电动汽车的安全已经成为这个产业要发展、要推广电动车的关键问题之一,因此,必须要对此有一个正确的认识,危险来自于哪里,不安全是由什么引起的,我们如何来一层一层避免。

出事故是因为电池热失控,电池燃烧引起电池包、模组,甚至引发整车的燃烧,首先是原材料的因素、工艺的因素包括应用过程中的因素,以及使用过程中的短路或者过充。材料和工艺的提升,是制造过程中比较容易做到的。有一些是使用过程当中的因素,随机性太大,不太容易控制,往往是触发热失控的主要原因。 总结出来就是,有短路、过充等等因素会引发电池内部的反应,生热、产生热,最后电池失控,引起燃烧或者爆炸。所有的因素除了外部的短路、过充的诱发因素以外,电池本身的电化学体系和电池结构里面产热的速率、产热的量、速度等等都是影响热失控的因素,行业结论是要完全避免热失控,目前为止不可能。所以结论是电池热失控只是几率大和小的问题,完全避免现在做不到。

波士顿采用的电池是小电芯,相当于两个18650的大小,采用扁的、椭圆形的设计,小电芯的能量小,如果发生热失控的问题,容易控制,就像一个小鞭炮和一个地雷的关系。如果小一旦出现问题,要进行控制相对容易一些,如果是很大的电池,三元材料能量很高,要对它进行控制就难一些。同时采用铝制外壳,再加上采用CID,一旦里面短路、发生温度失控的时候,在电芯上就会将它熔断。在电池侧面有排气阀,一旦压力升高,排气阀会打开,避免热失控进一步恶化。如果这些都起不到作用,最后可打开上盖设计,一步一步进行安全考虑。

要给整个电池系统加上热管理系统,对温度范围进行控制。在不同环境温度下怎么让电池的表现非常稳定,首先最重要的是要控制温度,因此要加上电池的热管理系统。电池包的短路熔断器,用于保护电池包不受外部短路的危害。增加单体电芯的熔断丝确保一旦该电芯发生短路时,瞬间熔断该电芯与系统的电连接,保护其他电芯和模组免受危害,电池包内部结构适当使用隔热层延缓热传导过程。汽车等级的结构与电器安全性,确保电池在经受外部碰撞、挤压、震动等极端情况下受到保护,不引发电池热失控。

动力电池的应用安全是一个系统工程,在不能完全控制电池热失控不发生的情况下,要通过BMS、TMS、熔断保护、热障、结构集成等等,在成组设计中设置多重的安全保障。

电池热失控往往是在使用过程中发生的,周到和精细的应用设计,尤其是充分耐久性试验认证是必不可少的。

苑文学博士表示:“目前对电动汽车安全性的关注和讨论,自动地聚焦在电池层面,而对于电池组层面的应用安全设计、关注和讨论都相对欠缺。”新能源汽车的进步离不开千千万万的工程师和千千万万的汽车人的通力合作。感谢本届新能源汽车大会提供这样的一个开放式的讨论平台助推新能源行业的发展进步。

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