奇瑞新能源曾祥兵：從設計、材料、工藝等維度提升軟包模組成組效率
圖為奇瑞新能源汽車(chē)技術(shù)有限公司電池系統部部長(cháng)曾祥兵發(fā)表主題演講
日前，“第二屆新能源汽車(chē)及動(dòng)力電池（CIBF2021深圳）國際交流會(huì )”在深圳舉行，在“全周期打造‘更安全’的軟包電池”專(zhuān)場(chǎng)論壇上，奇瑞新能源汽車(chē)技術(shù)有限公司電池系統部部長(cháng)曾祥兵發(fā)表了主題為“車(chē)用軟包電池成組提升與保護措施”的演講。
曾祥兵表示，在全球電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)持續增長(cháng)的大背景下，軟包電池憑借能量密度高、外形可靈活設計、內阻小等諸多優(yōu)勢，將迎來(lái)持續高速發(fā)展。預計到2025年，軟包電池的裝機量將達100GWh。
在模組成組效率方面，曾祥兵認為，軟包電池模組成組效率的提升既可以帶來(lái)直觀(guān)的經(jīng)濟效益（成本），又利于電池重量下降、系統能量密度提升等目標的實(shí)現。軟包電池模組此前多為非標準模組，成組效率較低，在75%左右；逐步替換為標準模組后，軟包電池模組成組效率有所提升，可達到85% ；在未來(lái)，軟包電池模組將逐漸發(fā)展為大模組，成組效率有望達到95% 。
那該如何提高軟包電池模組成組效率呢？曾祥兵表示，可通過(guò)軟包電池的輕量化設計、空間利用率提高、電芯能量密度提升等途徑實(shí)現。
其中，軟包電池的輕量化設計包括模組輕量化（從設計、材料、工藝等方面入手）、系統輕量化、新材料新技術(shù)應用等方面；空間利用率提高包括電芯排布方式改進(jìn)、標準化平臺化（包括殼體平臺化、模組尺寸標準化、電氣架構、電池管理系統、標準化測試驗證流程等方面）、集成化大模組化等實(shí)現方式；電芯能量密度提升則涉及材料體系的演變、結構尺寸的調整等。
談及軟包電池安全設計，曾祥兵認為，可從五個(gè)方面進(jìn)行全面提升。
第一、處理好軟包電池膨脹問(wèn)題。曾祥兵介紹道，軟包電芯膨脹抑制技術(shù)的開(kāi)發(fā)設計階段，需要將通過(guò)***段、驗證手段全面收集到的基礎數據應用到軟包電池模組結構上，再用力學(xué)模型表達出來(lái)。
第二、機械安全。具體分為六方面的工作：1、抗振動(dòng)的設計：要做好仿真分析并優(yōu)化結構振動(dòng)試驗驗證。2、抗擠壓設計：需要依據車(chē)輛碰撞特性結合仿真設計箱體結構，實(shí)施碰撞試驗驗證。3、密封設計：做到有效密封結構的平臺化，驗證手段包括氣密檢測+水密驗證 。4、抗球擊設計：依據車(chē)輛底盤(pán)特性，分析刮底失效形式，做好仿真及結構優(yōu)化。5、抗沖擊設計：建立結構件抗沖擊規范，實(shí)施仿真分析、試驗驗證。6、抗碰撞設計：依據車(chē)輛碰撞特性，結合箱體結構仿真設計，做好碰撞試驗驗證。
第三、熱安全。曾祥兵分析道，軟包電池的外部火燒安全設計關(guān)鍵是電池包零部件的阻燃性能和隔熱結構及材料應用。而熱擴散安全設計的核心在于：從整車(chē)乘員安全出發(fā)，通過(guò)對不同工況的電池熱失控本征分析對比，分析并驗證不同條件下的熱擴散傳播路徑，形成多種可實(shí)施的熱事件報警方案和熱擴散防護方案，最大程度保護車(chē)上人員和財產(chǎn)安全。
第四、電氣安全。曾祥兵表示，動(dòng)力電池，尤其是純電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力電池，電壓一般為300V以上的B級電壓，設計時(shí)必須考慮絕緣防護、電連接、過(guò)流短路保護、高壓互鎖等方面的電氣安全。
第五、功能安全。曾祥兵建議，功能安全設計目標必須貫穿電池包的整個(gè)產(chǎn)品生命周期，要從整車(chē)的安全貫穿于整車(chē)開(kāi)發(fā)的流程、目標中，再逐步分解到系統、模組，以此形成完整的循環(huán)。
“我們要通過(guò)強化安全設計理念、規劃安全設計流程等方式，保障制造出的軟包電池更安全、更可靠?！痹楸偨Y道。
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