2015年12月16-17日,作为国内新能源汽车技术交流最具影响力的峰会,2015第二届中国新能源汽车高峰论坛暨总工技术交流会在深圳隆重召开。峰会历时两天,以“整车安全设计及技术路线、关键零部件安全设计及测试、新能源汽车整车及关键零部件安全测试与标准、新能源汽车运营模式创新及电动物流车产业发展”为主题,共举办三十余场主题演讲、2场互动沙龙、2场行业专家及技术总工交流会、10余场高端访谈。本届大会高举技术交流的大旗,务实而接地气,吸引了近600人到场参会。作为大会主办方和电动汽车行业专业网上平台,对本次峰会做全面回顾和总结。
深圳比克动力电池有限公司高级工程师、研发部部长陈辉做主题为“电动汽车动力电池安全设计与技术——从单体电池到模组集成”的演讲。
以下是陈辉的演讲内容:
一、比克单体电池安全研究及安全技术
(一)单体电池安全技术研究
四种内短路模式
外部短路
(二)单体电池安全技术研究--电极材料的选择
锂离子扩散系数小的电极材料更容易过针刺
晶粒大的电极材料更容易过针刺
(三)单体电池安全技术研究--电解液的选择
(四)单体电池安全技术研究--电解液添加剂研究
磷氮烯(Phosphazene)类阻燃剂:
具有优异的阻燃效果,同时循环性能优异,高温产气小,安全性好。机理是磷氮烯的双键参与了正极和负极的成膜作用,减少了电极材料与电解液之间的副反应。缺点是粘度稍大,需要设计更低粘度的磷氮烯类阻燃剂。
(五)单体电池安全技术研究--陶瓷涂布技术
比克在国内率先引入负极陶瓷涂层和陶瓷隔膜以改善动力电池的安全性。
150℃热箱性能对比
强制内短路性能对比
(六)单体电池安全技术研究--结构设计
(七)单体电池安全技术研究--制程控制I
(八)单体电池安全技术研究--制程控制II
全自动的制片、装配线和化成数据系统,所有制造过程可追溯。
搅拌机
涂布机
碾压机
分切机
卷绕机
组装设备
二、比克动力电池模组安全设计与技术
(一)单体电池排布及安全间隙设计
汽车行驶中,垂直于底盘方向震动最明显,单体电池的轴向避开垂直底盘方向,减少震动影响。
单体间保持足够间隙缓冲挤压
(二)模组散热通风与断流技术
模组双路径散热与载流片过流熔断:
设计载流片的电流承载能力,当电流大于承载上限时,载流片自动熔断,及时断开过流的单体电池与模组的连接。
载流片过流熔断
模组通风散热
(三)模组泄压技术
模组泄压设计
排烟设计
水管上方的空隙提供了良好的排烟通道,保证单体电池热失控时及时排烟。
(四)模组热失控的真实情况模拟
三、比克动力电池开发现状
(一)比克新能源动力电池开发历程
(二)比克动力电池开发战略
·所开发产品均以大规模自动化生产为目标
·18650 电池模块为主打产品,实现自动化生产。
― 模块为主,开发多系列产品。
― 形成大批量量产能力
·20~30Ah 可量产的电池为另一款主攻产品
― 含锰及三元正极
― 以全电动车或插电式中功率电池为主
― 结构上兼顾大电流需求
·建立动力大电池模组自动化组装生产线
― 关注整车使用的需求,通过和车厂的技术交流,在设计初期就纳入车厂技术要求,有针对性开发电池及模块。
― 从电池技术、模块技术到量产自动生产线等各层面展开长期合作。
― 实现自动化模块组装线
·为新能源领域提供完整的解决方案
(三)比克三元18650动力电池 Roadmap
(四)比克三元动力电池产品序列
(五)18650动力电池新体系开发与应用
1850-2.4Ah NMC532/石墨 量产品 | 18650-3.1Ah 高镍正极/石墨 中试品 | 18650-3.5Ah 高镍正极/硅合金 开发品 |
抑制高镍材料与大气作用发生副反应是重点。 |
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(六)比克三元18650动力电池应用实例-北汽迷迪
夏天平均温27度,日里程平均170公里;冬天平均温-5度,日里程平均140公里。
2011年9月至今北京昌平、延庆30度电出租车超200台营运单车累积里程超10万公里,无电池客诉。
(七)比克三元18650动力电池应用实例——汽集团(北京车展)
(八)比克三元18650动力电池应用实例——汽奔腾B50
(九)比克三元18650动力电池应用实例——海马爱尚14.5kWh(开发中)
(十)比克三元18650动力电池应用实例——长沙众泰云100/18kWh
(十一)比克三元18650动力电池应用实例——安源纯电动客车
(十二)比克三元18650动力电池应用实例——安源混合动力客车
(十三)比克三元18650动力电池应用实例——汽客车插电式混合动力大巴
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