Li+學社丨長安楊輝前：大數(shù)據(jù)監(jiān)控及時發(fā)現(xiàn)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+學社”大講堂在廣州舉辦。重慶長安新能源汽車科技有限公司電池專家楊輝前，做了關(guān)于“新能源汽車電池系統(tǒng)安全問題分析及解決對策”的技術(shù)分享。
圖為重慶長安新能源汽車科技有限公司電池專家楊輝前在Li+學社做專題報告
楊輝前談道，電芯能量密度高和體積變大會帶來一些問題，比如內(nèi)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(yīng)對策略之一就是，將溫度的布點增多以及時全面捕捉電池溫度的變化，同時還要增加熱管理系統(tǒng)的效率，比如升溫和降溫的速率，導(dǎo)熱的效率等。
對于熱失控，需要進行全方位的防護，這其中電芯之間的隔熱非常重要。對于電池“不起火”的說法，楊輝前認為有時候是個偽命題，最大的挑戰(zhàn)在于電芯熱失控時噴閥方向的不確定性，電芯的六個面都有可能噴閥，尤其是電芯底面防護困難，代價高，只有在設(shè)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，代價可接受的，本質(zhì)上有解的，“不起火”才終將“貨真價實，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候電池包只能從規(guī)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，同時要避免熱失控氣體進入車內(nèi)，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(shù)據(jù)監(jiān)控對于及時發(fā)現(xiàn)電池安全隱患問題非常重要，通過“治小病來防大病”，在電池全生命周期的使用過程中，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，都希望能夠及時通過大數(shù)據(jù)監(jiān)控到，然后把它從車上拆下來，排除潛在不安全的隱患，接著對舊件進行返廠分析原因，返回到生產(chǎn)線工藝過程上找尋根本原因，分析問題到底是怎么產(chǎn)生的并加以改進，以不斷提升后續(xù)產(chǎn)品質(zhì)量。
BMS及大數(shù)據(jù)算法應(yīng)用好的基礎(chǔ)前提是數(shù)據(jù)質(zhì)量和顆粒度，要確保各個信號包括總電壓、總電流、單體電壓等嚴格意義上同步。因為電池本身的反應(yīng)速度皮秒級，而采樣系統(tǒng)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(tǒng)上做到各芯片同時啟動采樣，但各芯片采樣的第一路和最后一路也差別了較長時間，有的差幾毫秒。在總電流快速變化時，同一時刻采集的電壓壓差較大，比如200A充放電時，本來電池實際的動態(tài)壓差在20mV以內(nèi)，但因采集芯片串行采樣的不同步，動態(tài)壓差可能會超過100mV，甚至更大，這需要與單體電壓采集芯片廠家一起再努努力，意識到同步采樣的重要性，真正做到每個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(xiàn)和驗證電芯內(nèi)部更多的有趣的預(yù)想規(guī)律，可以排除更多的潛在隱患，市場車輛電池熱失控發(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，但有時候會壞事，是否會導(dǎo)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(shù)據(jù)上表現(xiàn)不一定明顯。通過對電芯合格成品再度抽樣進行頂部X-Ray拍片，逐個仔細比對照片色差變化發(fā)現(xiàn)，偶發(fā)會有微小顆粒存在，但與設(shè)備廠家交流，達到能自動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，偶發(fā)也會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的一種挑戰(zhàn)，連X-Ray設(shè)備都將無法使用，希望能加強相關(guān)設(shè)備的檢出能力或改進焊接工藝，避免焊接時焊渣飛濺落入或重力落入。
“對于電池熱失控報警，在時間層面來說，主要是將報警的時間縮短提前，因為一旦發(fā)生熱失控之后，電池系統(tǒng)內(nèi)部溫度會特別高，尤其是靶芯靠近BMS時，如果時間長了，可能整個系統(tǒng)就不能正常工作了，會漏報;在電池箱體的防護上需要將時間延長，確保熱失控過程中密封不失效，氣體和熱量有序可控，達到‘不起火不爆炸’的目的。在預(yù)警上，我們開發(fā)了24h在線巡檢功能，任何時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，就會預(yù)警，將進行快速市場處置行動。”楊輝前指出。
圖為“Li+學社”技術(shù)交流現(xiàn)場
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