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电池安全才是电动汽车真正安全,你了解动力电池这些方面嘛?


Tags:突发新闻    发布时间:2019-09-29 20:00

应对当前电动汽车如火如荼的发展趋势。很多人对于电动汽车依然存在表层现状而我发自拔,主要是对造型设计,功能配置的对比而选购哪款车型,殊不知,电动汽车的核心价值在于其三电系统是否安全。纵观国内电动汽车发展现状以及自主品牌在多年的发展中成长起来的电动汽车品牌成为很多人选购的重点,但是对三电系统了解不多的人会选择知名度高的品牌,但是一旦车辆出现什么问题,往往归结为品牌不行或者车辆整体质量不佳的问题。

你真的了解你的电动车嘛?

这可能是所有人想问的问题,作为一款电动汽车来说,动力电池总成才是至关重要的,而作为行业内投入最早,量产化率最高的宁德时代来说,在行业内显然成为经验最多,同时也是投入量产车型最多的电池企业。在电池端宁德时代拥有很高的发言权,主要还是电芯的制造和设计以及电池组的PACK设计标准,这是很多汽车品牌难以企及的地步。很多在电池PACK投入较早的车企坚持自己设计自己开发,但是在电芯方面依然采用外购的形式,这样给电芯的一致性以及BMS整个监控的核心算法需要不断的适应其他配套件厂商提供的配套件设计标准,这样给自己的产品打上很大的需求烙印。

当然,电动汽车的动力源只有电池组,电池组由众多的电芯够成,而电芯可以看作是电池组运行的关键个体,由众多个体组成的电池组,成为推动车辆前进的动力源。那么电芯的一致性,电芯的放电能力以及电芯承受高压大电流通过的能力成为很多电池企业的核心技术。同时对于宁德时代来说,这也是他们应对外部变化的核心技术之一。

电芯安全成为决定电池组这座大厦的安全基石

单体电芯作为电池组中单体组成部分,发挥着重要作用,而单体电芯的安全成为电池组重要组成部分。电芯的组成主要是正极、负极、电解液、隔膜,而目前电芯的制作工艺都是采用自动化电池生产线来完成,通过配料、涂布、烘烤、辊压、卷绕叠片、点焊、包装、注液、化成、分容。在电池的自动化生产方面更是其它企业无法比拟的技术优势。通过这十步的工艺完成的单体电芯的制作算是完成了,但是如果我们能够掌握电池的生产步骤,尤其是在配料阶段(精准自动配料让电芯的正极更加精准),涂布(涂布的精细化程度决定了正极材质的均匀性和一致性)阶段,将会对电池产生重大影响。而宁德时代在这方面采用全自动化生产线,保障了正极配料的精准,在涂布阶段更是将精密度提高很多,更加方便后面工序的一气呵成。这也是宁德时代在当前电芯安全的关键技术。

模组设计安全成为整体电池组安全可靠的关键技术

单体电芯组成一个模组,若干个模组组成整个电池组。当然电芯的可靠性一致性趋于相等的前提下,保障模组之间正常的工作至关重要。各个模组承担着电量输出和隔离电芯热失控的重任。链接采用硬链接方式,主要是充放电,对于模组来说如何做到低内阻,低发热量,这是链接的核心,材质选择至关重要,另外对于电量的均衡设计以及BMS的监控能力提出了更高的要求。隔离的作用就是十分明显了,主要是隔离各个模组之间出现热失控后即使的隔离开,防止事故扩大化,各个模组之间采用硬壳和气凝胶进行有效的隔热,但是依然无法阻止事故的发生,当然这些出现事故的车辆大多是由于电芯的一致性和各个模组之间主动均衡设计完善程度以及智能控温技术和热传导能力决定的。

单体电芯的形状决定了电池容量

我们都知道现阶段很多车企都在宣称自己产品搭载的软包电池、圆柱电池、方形电池等,其实这都是电芯的设计结构,而装配到车辆上都要进行模组设计和电池包的设计。其实包括BMS的电池管理系统的开发和设计以及针对模组的设计以及软件配套的开发设计统称为电池组PACK设计。这是动力电池组开发非常关键的步骤。

电池管理系统(BMS),主要功能是通过检测电池组中各单体电池的状态,来确定整个电池系统的状态,并根据它们的状态对动力电池系统进行对应的控制调整和策略实施,实现对动力电池系统及各单体的充放电管理以保证动力电池系统安全稳定地运行。

在动力电池管理系统中的软件设计功能一般包括电压检测、温度采集、电流检测、绝缘检测、SOC 估算、CAN 通讯、放电均衡功能、系统自检功能、系统检测功能、充电管理、热管理等。整体的设计指标包括最高可测量总电压、最大可测量电流、SOC估算误差、单体电压测量精度、电流测量精度、温度测量精度、工作温度范围、CAN通讯、故障诊断、故障记忆功能、在线监测与调试功能等。

电气及机械系统主要包括高压系统、电池箱体、连接线束、机械接插件等,其中高压系统主要由继电器、电流传感器、电阻和熔断器等器件组成。电气系统能够保证设备运行的可靠与安全,实现某项控制功能。电池系统的箱体则要固定安装到整车上,是电动汽车的一个重要的零部件组成。因此,电池箱体必须具备一些基本功能,如与整车的信号通信,电源输出,增程器充电输入,维护开关设计等。

其中,高压系统的安全设计尤为重要,在高压线路上配置手动维修开关,自动断路器、动力控制继电器、系统互锁和高压熔断器。整个箱体内采用电木和环氧板进行高压电绝缘;箱体外部与车底盘可靠连接;电池管理系统对系统绝缘电阻实施监控。

电池热管理系统是从使角度出发,用来确保电池系统工作在适宜温度范围内的一套管理系统,主要由电池箱、传热介质、监测设备等部件构成。动力电池的冷却性能的好坏直接影响电池的效率,同时也会影响到电池寿命和使用安全。

对于汽车的电池组来说,电芯至关重要,目前来看,宁德时代在产量以及单体电芯的一致性和能量密度方面走在了行业前端,目前以上汽、北汽新能源、广汽新能源、丰田、奇瑞新能源、吉利新能源等一线主流车企都在选用宁德时代的电芯,同时也采购模组,这在一定程度上避免了电芯出现问题而导致车辆的电池组出现热失控现象发生。当前前提是拥有良好的PACK设计,以及在热传导速度和换热能力方面拥有更加全面的设计,才能保证你的车不会出现电池短路或者性能出现衰减。