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孙立清博士:(新能源汽车)车载动力电池的安全使用探讨
  • 来源:锂电大数据
  • 阅读数:
  • 发布时间:2018-01-09
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摘要我国目前正在打造新能源汽车国家。即打造新经济、国家支柱产业,所以对于目前这样的产业,在国际国内包括政治经济的背景下,重要性不言而喻。

12月27-28日,由起点研究 、锂电大数据、起点电动网主办的“2017APEC新能源汽车&锂电池领袖峰会暨第三届起点金鼎奖颁奖典礼”在深圳龙岗珠江皇冠假日酒店聚龙厅举行。

来自整车企业、核心部件企业、零部件企业等1000+精英高层欢聚一堂,探讨新的合作模式,加强新能源汽车产业链的深度融合、促进产业的健康发展。

孙立清博士在会上发表了题为“(新能源汽车)车载动力电池的安全使用探讨”的演讲,以下内容根据现场演讲整理:

今天非常高兴有这个机会给大家就车载动力电池的安全使用问题跟大家做简要的探讨。

整个电动汽车发展到今天,我认为现在不要纠结于电动汽车的环保、节能,而重点是要考虑一句非常实用的话,就是电动汽车怎么能更高效的、更多的用好电池来解决能源包括经济转型的问题,这才是目前的核心。如果离开了这样一个核心,那大家可能就会走弯路。

我国目前正在打造新能源汽车国家。即打造新经济、国家支柱产业,所以对于目前这样的产业,在国际国内包括政治经济的背景下,重要性不言而喻。

双积分也即将开始实施,大家看到了A00级汽车的野蛮生长,尤其补贴逐渐退坡环境下,它的快速增长。大家看到了政府扶优扶强,开始讲究效率,尤其在双积分政策当中对新能源汽车的效率也提出了要求。目前行业洗牌在进行当中,随着补贴退坡,车企压力也是蛮大的,这是大家要面临的形势。

对于燃油车的退出,我们要从新的角度理解,随着电动化、轻量化、无人化、智能化、个性化、网联化的发展,作为能源互联网化的电动汽车,我觉得现在也需要提到日程上来。除了电池本身的安全,我觉得最重要的就是使用了。作为使用,这跟成组技术、电池管理技术、整个机械结构技术、热管理技术以及高压配置技术等等都是密切相关的。我们都设想用固态电池开启电动车安全大门,但是光有固态电池是不够的。
   
下面,我从充放电控制的角度给大家简单介绍一下我自己粗浅的认识。

我们首先想到的,电动汽车第一是安全,这里不得不去好好理解一下特斯拉为什么从18650变成21700。在过去的产能当中特斯拉年产量不到五万台,每辆车电池的数量大概七千多个,现在事故概率是大概两个月发生一起,一年事故大约六起。如果达到明年底年产五十万台,如果不更改电池方案,那么它一年内出故障的数量大概是六十台,我想有三个月它的股票就没了。它换21700,即使达到年产五十万台,由于每辆车电池数量减少了一半,可能出现事故概率是大概2到2.5台车,一年还有三十台车的故障数或者发生事故。平均下来,五十万台年产销,一个月两台左右的故障是可以接受的。这是我的一个理解,所以首先要想到安全。

影响安全的众多因素当中,电池本身的安全性是最关键的。包括电池成组、系统管理、轻量化等都是必要的,固态电池现在已经成为风口。国内固态电池从材料角度分成凝胶的硫化物或者氧化物,作为凝胶的大家可以做到320到340瓦,我们也看到有相关电池企业进行工厂落地,也看到了主流的车企在已经批量至少十台套以上采购相关的高温化设备,这是值得我们关注的。固态电池在一些方面也是有优势的,比如高低温,所以对于固态电池要给予足够关注,我们要密切关注日本及西方国家技术的进展。
   
接下来说一下PACK的问题,过去我们单体组合筛选的工作已经做得非常细致了,温度的管理也做到了整个电池PACK的温差不超过两度,散热也比较均匀等等,甚至热管理已经和整车进行协同控制。我们在做PACK的时候还要考虑其他的因素,比如说等电位的技术、动态阻抗、散热和电磁屏蔽,以及一些失效的影响,这都是我们需要注意的。

在安全问题当中还有很多废电池的因素,比如汽车载荷比较复杂,具有随机性、高变化率、冲击性。我们由于缺少大数据支持,对于SOS的判断不准确,对SOD的判断也非常困难。

如果我们把电动车设想成一块电池,可能安全性就不是问题了。我们要考虑为什么成组之后这个电池会面临安全、寿命衰减快的问题。从成组的角度来看,电池成组之后,跟单组的寿命是一致的,但这时候我们要考虑化成设备与装在电动汽车上有什么差异。

第二是车载电源,广泛采用的是这种移相全桥的结构,这样的结构只能实现电压过零开通,所以它是存在很多弊端的。
   
接下来说一下充电电流纹波问题,现在大家在构建33008标准,充电电流大于30A纹波不超过5%。

关于动力系统的问题,这个使用不好也会造成安全的问题,我们在过去设立了过多变换的装置,这些东西的可靠性、安全性包括协调控制都是非常麻烦的,我们寄希望于一种综合的控制系统,能够把电池、增程器、超级电容和电机都联系在一起。那么它的功能是什么呢?拓扑结构的对称性,能够实现双向、构建多端口,这才是我们的需求。

最后与大家共同探讨一个问题,对于燃料电池和锂电池,我的理解是两者是相生相和的。作为燃料电池是可以提升增程的,锂电池可以协助燃料电池高变化的需求提供供给。未来一定要研究好电池路线,改善好电池条件,一定有好的未来。我们要立足于电混合来改善电机的工作状况、改善电池的工作条件、实现动力系统的一体化。

未来有很多可期的东西,短程的电动车一定不是我们的需求,所以我们不要对过去的低端技术路线和产品路线进行重复,要有所创新、要抛弃重资产的概念,这样才有好的未来。

谢谢各位!

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