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欣旺達翟冬:打造全生命周期無熱失控的電池安全系統(tǒng)
發(fā)布時間:2023-11-30 09:10:00

  安全問題重于泰山。行業(yè)數(shù)據(jù)顯示,今年前三個季度,中國新能源汽車產(chǎn)銷分別完成631.3萬輛和627.8萬輛,同比分別增長33.7%和37.5%,市場占有率達到29.8%。隨著新能源車銷量、保有量及車輛使用年限增加,新能源汽車安全事件發(fā)生率及復雜程度也逐漸增加。

  在第八屆動力電池應(yīng)用國際峰會(CBIS2023)上,欣旺達系統(tǒng)集成部部長翟冬,作主題為《大數(shù)據(jù)預(yù)警平臺在電池安全方面的應(yīng)用》的演講,指出安全是行業(yè)的底線?!半姵刈鳛樾履茉雌嚨闹饕獎恿ο到y(tǒng),從某種程度上來講,它的安全決+定了整車安全的底線?!?/p>

欣旺達系統(tǒng)集成部部長翟冬:大數(shù)據(jù)預(yù)警平臺在電池安全方面的應(yīng)用

圖為欣旺達系統(tǒng)集成部部長翟冬演講

  翟冬援引行業(yè)數(shù)據(jù),2021年新能源汽車安全事故發(fā)生率約為0.03%。其中,在充電時產(chǎn)生的安全事故大概占25%,停放時是37.5%,自然行駛時候占32.1%。他指出,安全事件是行業(yè)面臨的挑戰(zhàn),行業(yè)需要解決的是如何保證造出來的電池包是安全的。

01

疏堵結(jié)合的安全防護

  據(jù)介紹,欣旺達做了很多基礎(chǔ)理論研究和安全驗證?!癟1時間從觸發(fā)安全問題,到能夠檢測到安全事件基本是秒級時間。從T1到T2,第一顆電芯失效到內(nèi)部產(chǎn)生熱蔓延大概是數(shù)十秒;如果沒有防護或者防護失效,可能在數(shù)秒到數(shù)十秒內(nèi)整個包就產(chǎn)生熱蔓延?!钡远硎荆跇O端惡劣的情況下,在數(shù)秒之內(nèi)整個包就會達到無法控制的狀態(tài)。

  據(jù)翟冬介紹,對于安全問題,欣旺達的解決思路一個是疏,一個是堵。堵的方面,欣旺達在電芯層級、模組層級和系統(tǒng)層級都做了大量防護措施。在疏方面,欣旺達在預(yù)防安全上下足了功夫,搭建大數(shù)據(jù)平臺監(jiān)控不同車輛電池的安全狀態(tài)。目前欣旺達在網(wǎng)運行監(jiān)控的車輛接近20萬臺,歷史累計車輛也將近百萬臺,在電池安全數(shù)據(jù)方面有很多積累。

  整個大數(shù)據(jù)基于三端?!败嚩嘶谡囂峁┑挠布脚_,通過T-box和云端設(shè)備能夠及時收集采集電池包相關(guān)數(shù)據(jù)?!钡远榻B道,欣旺達還會在云端基于大數(shù)據(jù)衰減機理分析和大數(shù)據(jù)方法進行融合,對每一個電池包進行差異性管控。

  “電芯是一個化學品,每一秒都在變化,有可能前一秒電池表現(xiàn)都是ok,后一秒會產(chǎn)生安全事件。因此,建立差異化醫(yī)療檔案或者是數(shù)據(jù)記錄,對于整包安全分析非常重要?!钡远瑥娬{(diào)。同時欣旺達還會制定專項地面端檢測手段,或者對電池進行維護。從而實現(xiàn)在車載段、云端和地端構(gòu)建出三端結(jié)合的大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。

  上述整個工作是基于三個模型。一個是機理模型,主要用于分析電池壽命衰減、異常安全。另外是信號分析,從整車上收集到很多電池信號,包括電壓、電流以及溫度信號,會跟機理模型結(jié)合做安全評估。第三是數(shù)據(jù)發(fā)掘,可以用來評估除電芯安全之外整車的其他安全項。基于此可以做線上電芯老化預(yù)估,包括微短路監(jiān)控、分鐘級或者小時級安全預(yù)警。

  翟冬展示了一些歷史數(shù)據(jù)。針對電芯內(nèi)短路或者異物導致電芯異常放電進行安全預(yù)警,欣旺達安全方案可以做到提前半年以上,短的提前三四個小時識別出異常電芯。“當然識別出異常并不是最難的,最難的是要做到能夠在識別的同時不誤判,這非??简為撝翟O(shè)定和整個數(shù)據(jù)分析能力?!彼f。

  除了內(nèi)短路的檢測之外,大數(shù)據(jù)還可以做電池SOC差異分析,“如何在小的差異里面,能夠把異常電芯識別出來,這個是我們當前以及以后要長期做的工作?!钡远榻B,另外還可以對容量單體的異常進行分析,與SOC原理基本一致,基于電池衰減模型,設(shè)定兩個階段值,用來做報警和最終判定。

02

全生命周期NP

  除了預(yù)警電池包本身的安全事件,大數(shù)據(jù)還能做更多事情。比如,分析預(yù)警整個高壓回路。這包括預(yù)警整車端電機、電控的安全,對高壓回路內(nèi)阻和溫度的異常進行監(jiān)控,通過安全邊界設(shè)定去判定某一車輛高壓回路是安全或者是異常。

  通過大數(shù)據(jù)還可以做電氣件壽命分析。“整車里經(jīng)常會遇到電芯粘連或者Fuse的異常熔斷,但是通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)在熔斷那一刻并沒有產(chǎn)生很大異常,我們發(fā)現(xiàn)熔斷是一個累積過程。”翟冬介紹說。

  因此,欣旺達對熔斷器壽命做了一個預(yù)估模型,發(fā)現(xiàn)Fuse壽命跟它的使用時間、使用溫度和最高溫度的持續(xù)時間相關(guān)。當Fuse壽命達到壽命末期的時候,已經(jīng)出現(xiàn)明顯導通能力下降以及溫升異常,F(xiàn)use部分已經(jīng)熔斷接近壽命終點。

  “我們的大數(shù)據(jù)模型,基本上可以識別94%左右的安全事件,熱失控檢出率可以做到88%以上?!钡远硎?,欣旺達大數(shù)據(jù)平臺對于整個系統(tǒng)目標,是要做到全生命周期NP,無熱失控,無熱蔓延,“這一塊還有很多路要走,當前我們已經(jīng)走在正確的路上”,他說。

稿件來源: 電池中國網(wǎng)
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