Li+學(xué)社丨長(cháng)安楊輝前：大數據監控及時(shí)發(fā)現安全隱患非常重要
6月25日，由電池中國網(wǎng)主辦的第15期“Li+學(xué)社”大講堂在廣州舉辦。重慶長(cháng)安新能源汽車(chē)科技有限公司電池專(zhuān)家楊輝前，做了關(guān)于“新能源汽車(chē)電池系統安全問(wèn)題分析及解決對策”的技術(shù)分享。
圖為重慶長(cháng)安新能源汽車(chē)科技有限公司電池專(zhuān)家楊輝前在Li+學(xué)社做專(zhuān)題報告
楊輝前談道，電芯能量密度高和體積變大會(huì )帶來(lái)一些問(wèn)題，比如內部發(fā)熱多、散熱困難，以及熱失控噴發(fā)非常劇烈等。所以應對策略之一就是，將溫度的布點(diǎn)增多以及時(shí)全面捕捉電池溫度的變化，同時(shí)還要增加熱管理系統的效率，比如升溫和降溫的速率，導熱的效率等。
對于熱失控，需要進(jìn)行全方位的防護，這其中電芯之間的隔熱非常重要。對于電池“不起火”的說(shuō)法，楊輝前認為有時(shí)候是個(gè)偽命題，最大的挑戰在于電芯熱失控時(shí)噴閥方向的不確定性，電芯的六個(gè)面都有可能?chē)婇y，尤其是電芯底面防護困難，代價(jià)高，只有在設計上能確保電芯熱失控噴閥位置和方向的唯一性，即只從電芯的防爆閥處噴發(fā)，電池包的防護上才是完全可控的，代價(jià)可接受的，本質(zhì)上有解的，“不起火”才終將“貨真價(jià)實(shí)，言行一致”。
對于電池熱失控該如何排氣，楊輝前表示，我們認為安全首先是對人的安全，對人的安全是第一位的，我們的理念是熱失控的時(shí)候電池包只能從規定的地方排氣，即從電池包防爆閥定向排氣，不允許從其他的位置排氣，只要從其他位置漏氣測試就是失敗的，同時(shí)要避免熱失控氣體進(jìn)入車(chē)內，熱失控氣體中有40%左右都是一氧化碳，容易吸入中毒。
楊輝前指出，大數據監控對于及時(shí)發(fā)現電池安全隱患問(wèn)題非常重要，通過(guò)“治小病來(lái)防大病”，在電池全生命周期的使用過(guò)程中，電池有任何異常放電，或自身耗電電量降低的一致性變差的行為，都希望能夠及時(shí)通過(guò)大數據監控到，然后把它從車(chē)上拆下來(lái)，排除潛在不安全的隱患，接著(zhù)對舊件進(jìn)行返廠(chǎng)分析原因，返回到生產(chǎn)線(xiàn)工藝過(guò)程上找尋根本原因，分析問(wèn)題到底是怎么產(chǎn)生的并加以改進(jìn)，以不斷提升后續產(chǎn)品質(zhì)量。
BMS及大數據算法應用好的基礎前提是數據質(zhì)量和顆粒度，要確保各個(gè)信號包括總電壓、總電流、單體電壓等嚴格意義上同步。因為電池本身的反應速度皮秒級，而采樣系統目前最多能做到十微秒級。各家芯片采樣速度不同，采集一路需要幾十到幾百微秒不等，加之許多單體采樣芯片是串行的，一般有6~18路，即使系統上做到各芯片同時(shí)啟動(dòng)采樣，但各芯片采樣的第一路和最后一路也差別了較長(cháng)時(shí)間，有的差幾毫秒。在總電流快速變化時(shí)，同一時(shí)刻采集的電壓壓差較大，比如200A充放電時(shí)，本來(lái)電池實(shí)際的動(dòng)態(tài)壓差在20mV以?xún)?，但因采集芯片串行采樣的不同步，?dòng)態(tài)壓差可能會(huì )超過(guò)100mV，甚至更大，這需要與單體電壓采集芯片廠(chǎng)家一起再努努力，意識到同步采樣的重要性，真正做到每個(gè)單體電壓信號采樣甚至包括總電壓、總電流和溫度都是嚴格意義上的完全同步。這或許又是一次行業(yè)巨大的技術(shù)革命，這樣就可以發(fā)現和驗證電芯內部更多的有趣的預想規律，可以排除更多的潛在隱患，市場(chǎng)車(chē)輛電池熱失控發(fā)生率將明顯大幅減少。
楊輝前表示，怎么避免極耳焊接的焊渣是非常重要的，因為有些焊渣掉在電芯頂部很不容易被檢出，但有時(shí)候會(huì )壞事，是否會(huì )導致電芯的“猝死”還未強關(guān)聯(lián)，但至少從各種可能觸發(fā)電池熱失控條件的組合試驗來(lái)看，極片間的正負極鋁箔銅箔硬短路是最劇烈的不停歇的，而且在數據上表現不一定明顯。通過(guò)對電芯合格成品再度抽樣進(jìn)行頂部X-Ray拍片，逐個(gè)仔細比對照片色差變化發(fā)現，偶發(fā)會(huì )有微小顆粒存在，但與設備廠(chǎng)家交流，達到能自動(dòng)識別和篩選還有一定難度;同樣，抽取一定量的入殼絕緣合格但頂蓋還未焊接的電芯倒置抖動(dòng)，偶發(fā)也會(huì )有微小顆粒焊渣存在，這對電芯而言是非常不利的，是顆不***。對于大電芯可能更是未來(lái)的一種挑戰，連X-Ray設備都將無(wú)法使用，希望能加強相關(guān)設備的檢出能力或改進(jìn)焊接工藝，避免焊接時(shí)焊渣飛濺落入或重力落入。
“對于電池熱失控報警，在時(shí)間層面來(lái)說(shuō)，主要是將報警的時(shí)間縮短提前，因為一旦發(fā)生熱失控之后，電池系統內部溫度會(huì )特別高，尤其是靶芯靠近BMS時(shí)，如果時(shí)間長(cháng)了，可能整個(gè)系統就不能正常工作了，會(huì )漏報;在電池箱體的防護上需要將時(shí)間延長(cháng)，確保熱失控過(guò)程中密封不失效，氣體和熱量有序可控，達到‘不起火不爆炸’的目的。在預警上，我們開(kāi)發(fā)了24h在線(xiàn)巡檢功能，任何時(shí)候電池電壓和溫度的微量變化都將被捕捉，一旦有熱失控的趨勢，就會(huì )預警，將進(jìn)行快速市場(chǎng)處置行動(dòng)?！睏钶x前指出。
圖為“Li+學(xué)社”技術(shù)交流現場(chǎng)
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