中汽中心王芳:从全生命周期角度提升电池安全
发布时间:2022-12-22 15:32:00
关键词:动力电池

中汽研王芳:动力电池全生命周期安全管理与创新技术

中国汽车技术研究中心有限公司首席科学家王芳发表主题演讲


“我们应该关注动力电池在全生命周期内的损伤动态累计过程,以能够在微量损伤的时候更早地捕捉到,从而更好地进行电池安全管理。”在第七届动力电池应用国际峰会(CBIS2022)上,中国汽车技术研究中心有限公司首席科学家王芳表示。同时,通过多层级多种测试技术联用,揭示电池安全的边界,以多元化的途径去建立电池预警的手段。

在整个动力电池的使用过程当中,我们都希望能够是健康的而且高效的。王芳指出,即使当发生一些损伤累计到一定的阶段,也希望它是能够可控的。所以行业都会从全生命周期的角度,去不断地提升电池安全的管理技术,创新的技术。

“这几年,我们在调研和测试过程当中发现,实际上电池在使用过程当中,一直到最终的生命周期结束,它的安全会跟前期的研发设计、生产制造和使用,都会有密切相关的联系,它本身就涉及到全生命周期的过程。”王芳表示。实际上,现在行业内的很多电池企业和车企通过在不同阶段的一些设计和改进,去不断提升整个电池的安全性,希望电池是不起火、不爆炸,甚至不冒烟。

主要思路是,首先是材料、部件和电芯层级这样的研发设计和制造的过程,会涉及材料的选择、工艺的精益求精,以及结构的优化设计。再到系统层级的集成设计理念的创新,也包括热管理技术不断地革新,再到整车在实际使用中的监控和预警技术不断地发展。

“实际上材料和组件的层级,大家首先想的是从元素周期表里,希望能有更低产热、更高比能量的活性物质被用到动力电池上。然后把材料的性能发挥到极致,选择到更稳定的电解液,更高强度的集流体和安全性更好的隔膜,构成电池本征的高安全材料的组合体。”王芳指出。

在这种情况下,再选择更可靠的工艺设计。“比如说,希望能够避免电芯的产热的集中、聚集,以及在使用的过程当中,因为快充等会导致的缺陷在某一个薄弱点高度的集中。”王芳解释,在这个基础上,再不断地提升系统集成的方案。

到了使用阶段,王芳指出,要关注新能源汽车在实际使用过程当中的高频、高危的事故形态。首先,如何能够设计一个安全合理的快充技术,能够满足消费者补能需求,是必须要重视和去不断提升的技术方面。第二是托底的防护。因为在车辆底部的各种异物的冲击下,电池的壳体都有可能受到一定的损伤。这个需要研究改进。

第三是自燃。这个问题涉及两个方面,王芳指出,即如何能够在现有的技术水平下,一方面提高电池本身的热安全,另一方面当电池本身的热安全不能够作为最终屏障的时候,是否能够在整车的层级实现热扩散的阻断。

“到了实际使用的阶段,可能最重要的就是到了热管理的层级。要想起到很好的热管理作用,必须是对每一个电池量身打造的,必须知道每个电池的发热量、热的特性,以及发生失控的点在哪里,也就是说它的边界点在哪里。”王芳表示,所以我们必须了解和熟悉每一款电芯,才能够设计出一个好的热管理的系统来。

稿件来源: 电池中国网
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