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王红梅:从整车角度开发电动车动力电池系统

国际新能源网  来源:电动汽车资源网  日期:2016-09-26
9月24日,由张家港市发展和改革委员会、张家港市科技局主办,江苏天鹏电源有限公司、电动汽车资源网承办,江苏华东锂电技术研究院协办,苏州益茂电动客车有限公司、新能源巴士联盟支持的“2016中国新能源汽车动力电池产业技术发展高峰论坛暨车企与动力电池企业技术交流会”(以下简称“动力电池交流会”)精彩继续, 来自政府主管部门、行业权威专家学者、新能源整车企业、动力电池产业链企业、检测机构等,共计600余位业界精英齐聚一堂,就“重构新能源汽车动力电池产业生态”问题进行深度探讨。 下午大会围绕“车企对动力电池及系统的技术需求”这一主题进行讨论,知豆电动车股份有限公司电池系统首席工程师王红梅带来了主题为“从整车角度开发电动车动力电池系统”的演讲。  
王红梅:从整车角度开发电动车动力电池系统
  知豆电动车股份有限公司电池系统首席工程师王红梅 以下为电动汽车资源网整理的王红梅演讲主要内容: 一、动力电池系统开发体系介绍 1、电池系统顶层设计思路—安全!安全!安全! 电池是电动汽车的心脏,电池包满足IP67(8)防护等级,-1米深浸水30min后,还能正常使用。涉水实验:300mm 水深(< 5KM/h),200mm 水深 (<20KM/h),车辆还能正常安全行驶。同时要保证电池箱体上下盖密封设计,高低压连接器防水设计,电池箱体本身防腐、防锈、防蚀。 电池包按照GB/T 31467.3-2015 第3部分:安全性要求不测试方法 完成试验 (外部火烧、挤压、针刺、振动);电池包按照GB/T 18384.3-2015 满足防护、绝缘、耐压、爬电距离等高压电安全技术条件。 除了电池包本身要满足相应的安全设计标准外,也要推进BMS管理系统依照 ISO 26262 功能安全要求设计开发,关键安全功能确保达到ASIL D级;推进BMS预警系统的开发,推进后台监控预警系统的开发;推进电池标准化、模块化的开发;推进动力电池梯次利用及回收处理。 2、动力电池系统V模式的开发 建立最安全,高效能,模块化的动 力电池系统!采用通用汽车开发V模式,开发动力锂离子电池系统。 在设计开发过程中:1、充分挖掘产品的需求定义;2、以安全为导向,兼顾性能。 在产品验证过程中:1、紧跟国际国内测试标准;2、形成企业内部完整的测试体系。 3、动力电池系统开发功能划分 动力电池系统的开发应包括电源系统开发、BMS功能开发、充电系统功能开发以及电池测试及联调。 主要是围绕安全的目标,设计开发安全可靠的动力电池析,并经过DVP充分验证,经过装车路试、高热、高寒测试、耐久测试等等。 4、动力电池系统开发要满足国标要求与整车VTS 要求  
王红梅:从整车角度开发电动车动力电池系统
  5、动力电池系统评估体系 从设计开发能力、性能、成本、寿命、安全、一致性、梯次利用及回收等10个维度对电池系统进行严格评估。找出薄弱环节,重点提升。  
王红梅:从整车角度开发电动车动力电池系统
  二、电池系统开发介绍 1、不同形状电池路线之争 电池形状有圆形、方形、软包,不同形状的电池在性能上有差异,到底哪种更安全,该采用哪种形状的电池不能一概而论。关于电池的尺寸规格,近日全国汽车标准化委员会也发布了《电动汽车用动力蓄电池产品规格尺寸》。 2、动力电池系统PACK设计与PACK仿真设计 Pack的设计要遵循一定的原则,国家对整车设计开发也有轻量化的要求。在轻量化方面,在pack的设计上要考虑,高压电安全防护设计(绝缘、耐压、HVIL);碰撞自动断电安全保护设计;极端环境下主动预警及灭火防护设计 ;IP67防护等级设计;箱体的防腐、防锈、防石击处理;电池系统通过振动、翻滚、跌落、碰撞、挤压、外部火烧 、针刺等测试。 3、电池热管理。电池热管理系统对于电池的寿命及安全性至关重要。电池热管里之前要先保温再考虑加热及冷却!冷却系统设计包括 风冷、液冷、相变材料、混合控制;低温加热通过小电流充放电利用电池内阻自身加热、PTC加热、另外CFD仿真非常关键! 4、 动力电池系统BMS设计。BMS系统采用Autosar架构,UDS诊断协议;全生命周期内SOC估算误差≤8%;4级故障处理运行机制;遵循ISO 26262 功能安全开发原则以及热管理控制(确保电池在最佳温度环境下工作,确保电池安全,延长寿命)。 5、电芯及模块进行相关安全滥用测试,包括:过充测试、加热测试、针刺测试、模组过充测试、模组加热测试与模组针刺测试。 6、由于绝缘、漏电、爬电距离、EMC都可能带来高压电安全隐患。动力电池安全设计要防护被高压电击伤、防护被电解液泄漏造成的伤害 、防护电池起火、爆炸带来的人身伤害;防止因为动力电池移动给人员带来的伤害;要参考相应的设计标准GB/T 18384.1,2,3-2015,ECE R100。 7、电池系统大数据管理,通过建立监控平台,可将电池系统的电压、电流、SOC、历史故障信息通过整车CAN网络、GPRS终端上传到公司后台服务器。服务器接收到以上信息将进行存储和计算。可及时通知终端用户对动力电池系统进行维护,实现安全运行。同时,存储下的大量数据可交由电池企业进行分析。例如可获得对动力电池衰减的规律曲线,便于电池企业分析结果,调整电池的配方和结构。从化学材料方面提升产品性能。 8、大数据时代电池的Pack设计可利用大数据,云计算:建立完整的从电芯生产到售后追溯的供应链体系;建立完整的车辆运行数据库;建立完整的用户群体数据库;个人定制成为可能。 9、电池梯次利用及回收项目 关于动力电池的梯次使用和回收问题,主要通过对动力电池梯次使用和回收市场进行调研,选择适合公司需求的动力电池梯次使用和回收企业作为合作对象,并不其形成一套全流程的生态循环链条的合同契约关系,以初步建立废旧动力蓄电池回收工作流程及框架。 建立统一的动力蓄电池产品编码制度及可追溯体系,对其全生命周期内的流向进行有效追踪和管理。以保证电池有全生命周期信息记录,提高检测评估的便利性和准确性。优化电池系统PACK结构设计、连接方式、成组技术,通过标准化、模块化,降低后 续电池包拆解难度,促进拆解效率提升。    建立废旧动力电池判定、拆解、储存和运输等方面的技术文件。 加大对废旧电池拆解、重组、测试和寿命预测等关键技术的研究,提高其技术成熟度和生产过程的安全性。 
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