鉅大LARGE | 點擊量：666次 | 2022年07月21日
馬寧:鋰電池包的可靠性已得到驗證
由我國汽車技術研究中心主辦的"2014我國汽車高新技術發(fā)展國際論壇(AUTOTEC2014)"于2014年七月十日-十一日在北京會議中心舉辦。論壇作為汽車行業(yè)交流技術、洽談合作的重要平臺，得到了政府主管部門、行業(yè)機構和公司的高度認可。天津清源電動汽車輛有限責任公司研發(fā)主管馬寧在本次會議上發(fā)言表示，從動力鋰電池包方面來看，q清源公司2001年就開始進行研發(fā)，04年我們投入了44輛電動汽車在天津市進行示范運行，里程超過10萬公里，積累了電池包的大量數據，包括工況、溫度、壽命。05年我們進行了第一輛鋰電池的實車碰撞試驗，驗證了電池包的可靠性。2012年批量出口的CODA車采用了清源公司開發(fā)電池包的方法。標準制定方面，清源公司是電池測試聯盟的發(fā)起人及重要成員。
天津清源電動汽車輛有限責任公司研發(fā)主管馬寧
以下為演講實錄
謝謝大家!首先我想介紹一下清源公司。天津清源電動汽車輛有限責任公司成立于2001年十一月，注冊資金2400萬元，資產總額1.4億元，占地面積6萬平方米，清源不僅是天津市高新技術公司，同時也是人事部認定的博士后工作站，獲得了科技部授權的新能源汽車整車生產公司的資質。清源的四家股東分別是我國汽車有限公司、天津力神電池公司，天津集團等,我們從2001年就開始進行BMS及動力鋰電池包的研發(fā)。
從動力鋰電池包方面來看，2001年就開始進行研發(fā)，04年我們投入了44輛電動汽車在天津市進行示范運行，里程超過10萬公里，積累了電池包的大量數據，包括工況、溫度、壽命。05年我們進行了第一輛鋰電池的實車碰撞試驗，驗證了電池包的可靠性。2012年批量出口的CODA車采用了清源公司開發(fā)電池包的方法。標準制定方面，清源公司是電池測試聯盟的發(fā)起人及重要成員。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在動力鋰電池包和電池開發(fā)方面，總的來說我們通過要求包含需求分析及管理，若干的一些CFD分析，機械設計及CAE分析，EMC設計以及BMS開發(fā)及匹配的關鍵設計開發(fā)能力，輔以完善的測試開發(fā)技術以及電池的選型和篩選技術，實現動力鋰電池包在安全可靠性、壽命、成本以及性能方面的價值體現。
有關動力鋰電池包設計初期的需求分析以及整個設計過程的管理，要根據整車的設計要求，提出對動力鋰電池包設計的項目控制文件，形成電池包設計輸入，以及電池單體的技術要求，還有其他諸如可靠性、安全性、可回收性等等這些全面的內容。
在單體電池的選型方面，我們根據整車的工藝，在不同的場合選擇不同類型的電池，比如說有高功率型，還有根據整車空間布置的要求，我們選擇了圓形、方形電池，同時擁有完整的電池單體數據測試及評價規(guī)范，獲得的數據重要用于輔助電池包的開發(fā)。
另外，還有耐用情況下它的安全性方面的表現。另外，電芯的材質以及表面涂層在我們模塊設計的時候，可以做一些方法設計和焊接的指導建議，其他解決比如說運輸安全方面的。
在熱管理以及CFD分析方面，重要分為1D和3D的分析。1D分析重要是通過1G仿真軟件分析電池單體的發(fā)熱特性，掌握對電芯進行導熱的合理途徑。3D分析重要是推動3D的軟件分析流場，優(yōu)化風道及水道設計，在高密度的電池排布下，達到溫差控制精度。
這個是我們目前進行的電池開發(fā)的分析參數。在機器設計方面，在動能電池模塊設計里面，包括熱設計和串并聯焊接焊接設計等等。
電池包的CAE分析方面分為五大塊，其中包括線性分析、模態(tài)分析等等，線性分析重要是對扭轉剛度、垂直加速度的分析。模態(tài)分析重要是通過對各個重要機械部件相關的仿真，具體的展示就是我們設計中的結果，比如說電池包的托盤，底部的結構，還有組裝之后的整體分析。疲勞分析重要是模擬車輛在使用狀況時遇到的顛簸，它承受震動的時候，它在機器結構方面會有一些薄弱點。此外，就是電池包在X、Y、Z三個方向的脈沖模擬分析，以及模擬水平跌落和旋轉10度的跌落情況。
下面介紹一下BMS，重要是主動的熱管理，單體的保護及診斷等等。溫度采樣精度可以達到0.5度，包括先進的熱管理，智能的集中管理可以在車輛停止時對多路的電池做平衡。
在EMC設計方面，左上角這個圖是對電池包進廠、原廠的電廠和磁場進行基本的分析。右上角是我們對電池包外殼在EMC的敏感評判下進行分析，它會對某一些特定頻段的電磁波頻率有放大用途，在內部的設計時，要想辦法避開這些頻率。
我們延長電池包壽命的手段，重要是均衡技術、充換電的功率計算等等，安全可靠性方面，在功能安全方面我們做了成套的基于IS26262的HIRA分析，同時對軟硬件的安全監(jiān)控架構進行優(yōu)化，主動保護重要是對電芯的過壓、欠壓、過流、過溫、絕緣等方面做保護。被動保護除了采用保險之外，我們還專門給電池做了防火墻。
清源具有國內優(yōu)秀的測試評價能力，左下角是兩個立方的溫度箱，右下角這個一排單體模塊充電設施設備，通過這些設備可以對電池包各個方面的性能做測試。
在EMC方面，左下角是我們專門給新能源汽車關鍵零部件做EMC的測試。右邊有一個電機臺架，這個臺架的特點是我們可以測電機空氣系統做運轉的情況。
有了這個設備我們可以進行一些全面的比較苛刻的試驗，比如說我們使用WLTP或者是主機廠比較復雜的工況，在實驗室或者實地道路上進行SOC估算精度的詳盡測試。這個是我們的模擬碰撞實驗室，最高可以達到40g。
在模塊測試層面，我們除了PPT上說的實驗之外，還有整個對電池單體進行串聯設計的時候，在電池包層面羅列了可靠性的測試，以及相關參考的標準。
最后給大家介紹我們現在正在開發(fā)的電池包參數，因為這個電池包是基于純電動轎車開發(fā)的電池包，我們看一下右下角這個圖表，圖上也列出了一些主流的新能源車電池包的性能，因為我們這個包是純電動的，功能上并不高，但是能量指標還是處于前列的。
我的介紹就是這些，謝謝大家!
