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百人会论坛2020|黄晨东:电动汽车电池包安全策略经验分享

2020-01-12 作者:诺一 来源:中国客车网

  2020年1月10-12日,以"把握形势聚焦转型引领创新"为主题,由中国电动汽车百人会精心策划第六届年度论坛--中国电动汽车百人会论坛(2020)在北京钓鱼台国宾馆正式召开,会议继续秉持"传递权威信息、广泛展开讨论、促进沟通合作"的目标,试图帮助业界人士梳理分析产业形势,探讨及回应产业关切的问题,寻找今后3-5年产业调整的方向及路径。

  论坛现场,蔚来汽车电动力工程高级副总裁黄晨东发表了主题演讲。

  以下为黄晨东的演讲实录:


蔚来汽车电动力工程高级副总裁黄晨东

  大家好!我是蔚来汽车的黄晨东。今天跟大家分享一下我们在车辆电池包上安全策略方面的一些心得。大家知道对燃油车来讲,核心是发动机、变速箱、底盘这些,电动车的核心是“三电”,都非常清楚了,就不用细讲了。我们电动力工程主要包含着电池、电驱动、整车控制单元、电力电子,还有一些冷却系统,大家也都比较清楚了。

  电池安全是电动车里面非常重要的议题,是电动车发展的生死线,是有跟无的问题,不是其它锦上添花的问题。其它的噪音或者智能,都是锦上添花的问题,但是如果电动车不安全,这是生死线问题,所以最重要的是电池的安全。

  我们对它的预期要从几个方面来看:一个方面,本身对于电芯不能有热失控,因为制造当中都有一些PPM,可能都有一些质量问题,还是有可能会引起热失控,电池包里如果有一个出现热失控,要把它控制住不让它蔓延;另一方面,即使有蔓延,要控制在一定的特定范围之内,让它不会在车上引起损害,也是从电池安全预期来讲。

  蔚来提出了电池安全设计的“三纵三横”原理:“三纵”是电芯、模组和系统,“三横”是从预防到监测再到灾害的控制。比如在电芯层面,一定要选不容易热失控的电芯,要做好电芯的评估,我们整车厂也要做电芯的评估;在模组方面,模组的设计、工作条件、电芯成组,都有适合的、能够用在车上;最后的系统,要考虑到机械、电气、BMS的设计,来把系统控制好。设计好了,预防的工作做完了就要做监测,除了最基本的电阻、电压、温度等等,还会监控发展趋势,从而才能够达到在后面的灾害控制。

  这些怎么做?举一个简单的例子,比如最左边的这个图,这是电芯热失控的机理图,可能是电芯制造中的质量问题。右面的图,从原来最原始的To温度到T1,再到T2,再到T3,T1的时候还有机会控制住,T2就直接到T3了,所以T1到T2之间要控制住,还要把热控制住,这样就可以控制住T1到T2的转变过程。最右面的图,电芯的热失控保证之后,在模组上要怎么做?即使有个电芯出现热失控,要控制在电芯的内部,要把热尽量带走,不要把热蔓延到其它地方,就可以达到防止热失控的目的了。我们蔚来的优化设计,做了一些电芯、模组的热隔离,还有电池包的优化,从而达到热失控的控制。

  在BMS控制方面,我们通过对SOC、SOH、SOE、SOF等多方面监测,实现安全的实时预警,提前发展问题。我们有三个系统,所有的电芯都可以联网,我们有一个全生命周期的管理,还有一个实时监控的管理系统,还有一个包括后面的退役系统的管理。通过云端把它连起来,从工厂端的数据,就要有一个数据管理起来,从供应商这边到我们这里。我们做成包的时候,因为包是自己做的,包的数据,每一个出厂的包,每个电芯,每一个模组的数据都要收集到。通过这个模型,我们可以配成一些代码,建立一个模型,可以是统计型的,把所有变量算出来,算出来以后把机理传给后端实时预警的团队。

  大数据监控,最重要的是两个方面的工作:一个是统计型的工作,一个是事件型的。事件型基本上就是基于参数,统计型的不是所有都能做到。举一个例子,比如说这是所有包里面的电芯,最右面的红色框框,偏离了总的分布,如果确实有一个偏离的,就要把它抓回来,然后分析它。蔚来做的是可换电的系统,如果有问题 我们就可以抓回来以后就可以给用户换一个新的电池包,旧的拿回来我们换模组,进行分析。可以看到,这是正态分布的曲线。

  经过所有的方法,我们能够达到,从前面的设计到中间的监控,再到后面的防护,可以达到这个效果。我们从2018年6月28号开始正式向用户交付车,到目前为止已经交付了31913台,我们希望在运行当中能够保证用户的安全,也是我们的首要工作。

  我就介绍到这里,谢谢大家!

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