安全系统解决方案 欣旺达“不起火电池”引发行业关注

来源:消费日报网    2020-12-04 17:32
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随着新能源汽车保有量的不断增加,关于新能源汽车安全的问题也逐渐被社会广泛关注。近年来,我国发生多起新能源汽车自燃事故,几乎每一起事故的发生都会将动力电池安全问题推到舆论的风口浪尖。

对于电动汽车起火现象,中国汽车技术研究中心有限公司动力电池首席专家、检测认证事业部副总工程师王芳表示,2011-2019年事故调研数据显示,“热失控扩散导致动力电池出现安全问题的比例占50%以上,

对于电池安全问题,国家层面也是极其重视。今年5月,国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会批准发布了,由工业信息化部组织制定的《电动汽车安全要求》《电动客车安全要求》和《电动汽车用动力蓄电池安全要求》三项强制性国家标准,将于2021年1月起开始实施。三项强制性国家标准,均对电池系统热事件报警信号提出要求,同时要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火、不爆炸,为乘员预留安全逃生时间。

近日,欣旺达“只冒烟、不起火”电池包的测试视频流传网络,引起了业内高度关注。视频展示其“只冒烟、不起火”电池包实验,通过加热一颗电芯,引起热失控冒烟,实验结果显示,周边电芯温度升高但不触发热失控。

在欣旺达电池研究院院长陈斌斌看来,电池安全是一种状态,是通过持续的危险识别和风险管理过程,使这个风险降低到可接受的水平以内。对电池系统而言,安全就是不能发生热蔓延,不能因为起火或者是爆炸危害人身安全,或者是财产安全。要实现产品的安全,重点要做到两点:一是识别出危险的因素,深入理解电池系统的失效模式;二是对失效模式做有效的控制。

欣旺达动力电池包“只冒烟、不起火”是如何做到的呢?据悉,欣旺达推出的安全性电池系统解决方案从电池本身设计和系统管理上都做出了非常多的工作。欣旺达2008年便进入动力电池领域,经过多年的技术积累和在动力电池安全方面的深入研究,欣旺达形成了系统化的动力电池安全解决方案。

据了解,基于系统化的安全理念,欣旺达构建了五层安全设计模型,从电芯设计、制造、模组、BMS再到PACK系统,严格把控每一个环节,成功创新研发出安全型的电池系统解决方案——“不起火的‘欣旺达方案’”。

“保证电芯的安全就要从设计着手,从制造落地。电芯材料的稳定性是电芯安全的基因,欣旺达基于对正极材料的认识,开发出来了更高热稳定性的正极材料,相比同行的同等能量密度的正极材料,欣旺达正极材料热反应温度提升30度,整体的反应产热量减少18%,具有更高的结构稳定性。” 欣旺达电芯研究院院长张耀表示,同时为了保证电芯设计的安全,欣旺达广泛应用多层级的安全内短防护设计理念。

据介绍,动力电池解决方案,在材料体系上选择的是镍5X三元材料体系。据悉,该电芯采用单晶、高电压中镍材料,产热比多晶三元材料低至少20%、正极释氧温度高30%,能量密度与目前的高镍体系接近,材料安全性更有优势。

与本征安全需要靠设计、制造不同,主动安全则需要靠控制来实现。欣旺达数据研究中心的总经理姜久春指出,欣旺达电池应用端的整体解决方案,结合了云端、地面检测和信号分析等方法。

姜久春指出,欣旺达开发了一套高精度的SOX算法,全生命周期SOC估算精度小于3%。此外,BMS可提前对电芯进行精准诊断,对热失控进行提前预警,预判电池的潜在危险杜绝安全事故发生。

在被动安全方面,陈斌斌指出,欣旺达主要通过机械系统设计实现安全保障。比如,即便车辆发生碰撞等事故,电池系统内部不会被破坏,或者即使电池热失控,也不会出现自燃事故。

据了解,欣旺达已经成功研发出了动力电池大数据监控平台、电池安全综合评估软件和电池安全专用检测设备,构建了完整的动力电池安全预警体系。该系统对于电池异常老化和热失控的识别率分别达到100%和70%以上,为电池的健康状态评估、故障诊断和维保提供了强有力的支撑。

目前,欣旺达已经实现了自有动力电池的全生命周期安全监管,并同时服务行业其它客户,服务车辆近30万辆。

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【责任编辑:钟经文】
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