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百人會論壇2020|黃晨東:電動汽車電池包安全策略經驗分享

2020-01-12 作者:諾一 來源:中國客車網

  2020年1月10-12日,以"把握形勢聚焦轉型引領創新"為主題,由中國電動汽車百人會精心策劃第六屆年度論壇--中國電動汽車百人會論壇(2020)在北京釣魚臺國賓館正式召開,會議繼續秉持"傳遞權威信息、廣泛展開討論、促進溝通合作"的目標,試圖幫助業界人士梳理分析產業形勢,探討及回應產業關切的問題,尋找今后3-5年產業調整的方向及路徑。

  論壇現場,蔚來汽車電動力工程高級副總裁黃晨東發表了主題演講。

  以下為黃晨東的演講實錄:


蔚來汽車電動力工程高級副總裁黃晨東

  大家好!我是蔚來汽車的黃晨東。今天跟大家分享一下我們在車輛電池包上安全策略方面的一些心得。大家知道對燃油車來講,核心是發動機、變速箱、底盤這些,電動車的核心是“三電”,都非常清楚了,就不用細講了。我們電動力工程主要包含著電池、電驅動、整車控制單元、電力電子,還有一些冷卻系統,大家也都比較清楚了。

  電池安全是電動車里面非常重要的議題,是電動車發展的生死線,是有跟無的問題,不是其它錦上添花的問題。其它的噪音或者智能,都是錦上添花的問題,但是如果電動車不安全,這是生死線問題,所以最重要的是電池的安全。

  我們對它的預期要從幾個方面來看:一個方面,本身對于電芯不能有熱失控,因為制造當中都有一些PPM,可能都有一些質量問題,還是有可能會引起熱失控,電池包里如果有一個出現熱失控,要把它控制住不讓它蔓延;另一方面,即使有蔓延,要控制在一定的特定范圍之內,讓它不會在車上引起損害,也是從電池安全預期來講。

  蔚來提出了電池安全設計的“三縱三橫”原理:“三縱”是電芯、模組和系統,“三橫”是從預防到監測再到災害的控制。比如在電芯層面,一定要選不容易熱失控的電芯,要做好電芯的評估,我們整車廠也要做電芯的評估;在模組方面,模組的設計、工作條件、電芯成組,都有適合的、能夠用在車上;最后的系統,要考慮到機械、電氣、BMS的設計,來把系統控制好。設計好了,預防的工作做完了就要做監測,除了最基本的電阻、電壓、溫度等等,還會監控發展趨勢,從而才能夠達到在后面的災害控制。

  這些怎么做?舉一個簡單的例子,比如最左邊的這個圖,這是電芯熱失控的機理圖,可能是電芯制造中的質量問題。右面的圖,從原來最原始的To溫度到T1,再到T2,再到T3,T1的時候還有機會控制住,T2就直接到T3了,所以T1到T2之間要控制住,還要把熱控制住,這樣就可以控制住T1到T2的轉變過程。最右面的圖,電芯的熱失控保證之后,在模組上要怎么做?即使有個電芯出現熱失控,要控制在電芯的內部,要把熱盡量帶走,不要把熱蔓延到其它地方,就可以達到防止熱失控的目的了。我們蔚來的優化設計,做了一些電芯、模組的熱隔離,還有電池包的優化,從而達到熱失控的控制。

  在BMS控制方面,我們通過對SOC、SOH、SOE、SOF等多方面監測,實現安全的實時預警,提前發展問題。我們有三個系統,所有的電芯都可以聯網,我們有一個全生命周期的管理,還有一個實時監控的管理系統,還有一個包括后面的退役系統的管理。通過云端把它連起來,從工廠端的數據,就要有一個數據管理起來,從供應商這邊到我們這里。我們做成包的時候,因為包是自己做的,包的數據,每一個出廠的包,每個電芯,每一個模組的數據都要收集到。通過這個模型,我們可以配成一些代碼,建立一個模型,可以是統計型的,把所有變量算出來,算出來以后把機理傳給后端實時預警的團隊。

  大數據監控,最重要的是兩個方面的工作:一個是統計型的工作,一個是事件型的。事件型基本上就是基于參數,統計型的不是所有都能做到。舉一個例子,比如說這是所有包里面的電芯,最右面的紅色框框,偏離了總的分布,如果確實有一個偏離的,就要把它抓回來,然后分析它。蔚來做的是可換電的系統,如果有問題 我們就可以抓回來以后就可以給用戶換一個新的電池包,舊的拿回來我們換模組,進行分析。可以看到,這是正態分布的曲線。

  經過所有的方法,我們能夠達到,從前面的設計到中間的監控,再到后面的防護,可以達到這個效果。我們從2018年6月28號開始正式向用戶交付車,到目前為止已經交付了31913臺,我們希望在運行當中能夠保證用戶的安全,也是我們的首要工作。

  我就介紹到這里,謝謝大家!

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