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新能源車時(shí)代,可靠的三電技術(shù)是保障安全的前提

   
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傳統(tǒng)的燃油車當(dāng)中,最重要的三大件是發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤(pán)和變速箱,進(jìn)入到純電動(dòng)時(shí)代,三電系統(tǒng)成為了衡量一款車是否具備硬核實(shí)力最重要的標(biāo)準(zhǔn),如果三電系統(tǒng)不扎實(shí)卻總是空談智能網(wǎng)聯(lián)的話,那么新能源車的發(fā)展無(wú)異于空中樓閣。

而所謂的三電系統(tǒng)指的是動(dòng)力電池、電機(jī)電控以及整車控制器,三電系統(tǒng)當(dāng)中的每一項(xiàng)看上去都很簡(jiǎn)單,但是組合在一起有著很高的技術(shù)含量,目前世界范圍內(nèi)大部分新能源車企都沒(méi)有自己的三電系統(tǒng)研發(fā)能力。

在備受關(guān)注的新造車勢(shì)力當(dāng)中,大家也普遍都是以采購(gòu)的形式,如蔚來(lái)的電芯模組來(lái)自寧德時(shí)代、小鵬的電機(jī)來(lái)自精進(jìn)電動(dòng),威馬的電機(jī)則來(lái)自的博格華納,不過(guò)像電控這樣的核心技術(shù)還是要依賴車企自身的研發(fā)。

電池技術(shù)是新能源車的安全保障

對(duì)新能源車企而言,電池包平臺(tái)化技術(shù)是十分關(guān)鍵的,近年來(lái)發(fā)生的多起新能源汽車自燃事件都與此有關(guān),通常情況下,發(fā)生意外的主要原因便是電池內(nèi)部的熱管理技術(shù)沒(méi)做好,電芯過(guò)熱失控才導(dǎo)致自燃。

就在幾天前,湖南長(zhǎng)沙一輛理想ONE發(fā)生了自燃事件,盡管目前官方尚未出具體詳細(xì)的事故原因,理想ONE也不是一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的純電動(dòng)車型,其內(nèi)部還有增程器等結(jié)構(gòu),但是毫無(wú)疑問(wèn)此類事件還是給行業(yè)內(nèi)當(dāng)中的許多車企帶來(lái)了警醒。

過(guò)去的2019年,新能源汽車自燃事故較前一年增加14倍,包括特斯拉、蔚來(lái)都先后爆出自燃事件,這也將新能源汽車的電池安全問(wèn)題推上了風(fēng)口浪尖。

眾所周知,電動(dòng)車的主流電芯材料已經(jīng)從過(guò)去的鎳氫、鉛酸專為了封裝更加靈活、能量密度更高的鋰離子電池,三元鋰是目前市場(chǎng)上大部分產(chǎn)品所采用的方案,電池容量基本在50-100kWh范圍之間。

因此,如何通過(guò)前期設(shè)計(jì)和后期維護(hù),做好三元鋰電池包核心技術(shù)的技術(shù)儲(chǔ)備,通過(guò)充分的驗(yàn)證保障電池全生命周期的安全,將是很多新能源車企要研究解決的重大課題,安全性也會(huì)很大程度上影響著其產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

大數(shù)據(jù)如何參與打造電池包技術(shù)

威馬算是在這個(gè)技術(shù)問(wèn)題上關(guān)注較早的車企,是造車新勢(shì)力陣營(yíng)中唯一配有電池包自主研發(fā)和生產(chǎn)配套的廠商,旗下的威馬汽車研究院電池開(kāi)發(fā)及應(yīng)用中心于2018年底,正式組建Pack安全科,專注于電池系統(tǒng)安全的研究與設(shè)計(jì)。

該研究院現(xiàn)階段主要業(yè)務(wù)涵蓋電池系統(tǒng)的機(jī)械安全、電氣安全、熱安全及大數(shù)據(jù)預(yù)警四個(gè)板塊。后期計(jì)劃逐步增加功能安全、化學(xué)安全兩個(gè)板塊以豐富和完善電池系統(tǒng)的安全版圖。

威馬汽車采用全球領(lǐng)先的電池包平臺(tái)化技術(shù),兼容國(guó)內(nèi)主流電池供應(yīng)商生產(chǎn)的電芯模組,這種自主定制化電池管理方案,確保了電池的安全、可靠以及高續(xù)航能力,同時(shí)能夠大幅提升產(chǎn)品迭代能力。

通常情況下,車企為了質(zhì)量考慮會(huì)選擇多家電池供應(yīng)商,如威馬采用了VDA(德國(guó)汽車工業(yè)聯(lián)合會(huì))標(biāo)準(zhǔn)的方形電芯,并通過(guò)電池包平臺(tái)化的四大技術(shù),共同確保不同品牌間電池的兼容性,以及電池的高效、安全和可靠。

電池系統(tǒng)機(jī)械、電氣、熱安全的設(shè)計(jì),在工程可行性的前提下,通常有一定的設(shè)計(jì)冗余,但也只能盡量做到“保”和“防”,在極端工況下,仍然無(wú)法完全杜絕失效的發(fā)生。

而大數(shù)據(jù)預(yù)警則是對(duì)上述手段的補(bǔ)充,起到“探”和“測(cè)”的作用,是電池系統(tǒng)安全方案的Plan B,即第二道保險(xiǎn)。

基于對(duì)動(dòng)力電池電化學(xué)特性的認(rèn)知和實(shí)際應(yīng)用中積累的豐富經(jīng)驗(yàn),威馬成都研究院電池開(kāi)發(fā)及應(yīng)用中心主要負(fù)責(zé)算法概念模型的搭建;IT中心大數(shù)據(jù)應(yīng)用部依托后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、分析能力,負(fù)責(zé)算法的實(shí)現(xiàn)與UI界面的呈現(xiàn)。

 

其運(yùn)作原理可簡(jiǎn)單概括為:后臺(tái)檢索所有車輛涉及動(dòng)力電池的關(guān)鍵信息,依靠自動(dòng)算法過(guò)濾掉無(wú)效或干擾因素,最終篩選出可疑問(wèn)題車輛,并呈現(xiàn)在預(yù)警平臺(tái)。

半年多以來(lái),雙方通力合作、反復(fù)溝通,經(jīng)過(guò)不斷迭代,已初步搭建完成6個(gè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)模型,并已開(kāi)始逐漸應(yīng)用于市場(chǎng)端車輛故障預(yù)警。

預(yù)警平臺(tái)初顯成效,相比換電模式更靠譜

下一步工作,通過(guò)引入機(jī)器學(xué)習(xí)模塊,持續(xù)提升算法智能程度,賦予其糾偏、糾錯(cuò)的自適應(yīng)能力,讓大數(shù)據(jù)平臺(tái)在預(yù)警的及時(shí)性和準(zhǔn)確性方面不斷進(jìn)化。通過(guò)大數(shù)據(jù)預(yù)警平臺(tái)的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)電池系統(tǒng)這個(gè)偏硬件板塊的智能化。

在保證電池包安全方面,另外一家廠商蔚來(lái)汽車采用了一種液冷恒溫技術(shù),其將鋁制液冷板鋪于電池模組下,在模組與液冷板之間加入一層導(dǎo)熱墊,并在液冷板與殼體底部之間再鋪設(shè)有隔熱和絕緣材料,確保電池整系統(tǒng)的恒溫和安全。

正常情況下,電芯的溫度傳遞到模組與冷板接觸的底部,再通過(guò)導(dǎo)熱墊傳給液冷板,液冷板外壁再把熱量傳導(dǎo)到冷卻液,達(dá)到降為溫目的,這個(gè)方式的好處在于支持換電模式。

與直接充電的方式相比,換電模式由于其電池可以拆卸,所以能實(shí)現(xiàn)可多頻次的檢修維護(hù),在電池出現(xiàn)問(wèn)題之前提前排除來(lái),此外換電站也可以集中對(duì)多塊電池進(jìn)行管理,比如營(yíng)造恒溫恒濕的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境,避免快充所帶來(lái)的電池?fù)p耗,從而延長(zhǎng)電池的壽命。

不過(guò),在行業(yè)當(dāng)中普及換電模式至少現(xiàn)階段并不現(xiàn)實(shí),目前大部分的電動(dòng)車都是以充電形式設(shè)計(jì)的,僅有蔚等少數(shù)廠家在嘗試這個(gè)方式,實(shí)現(xiàn)這個(gè)服務(wù)還需要大量的資源來(lái)配合,所以相比之下車企自身可靠的電池包技術(shù)顯得更為重要。

通常來(lái)說(shuō),電芯是可以直接購(gòu)買(mǎi)的,但是電池包技術(shù)卻往往需要自己研發(fā),所以我們才會(huì)看到不同的廠家在電池包技術(shù)上有著不同的解決方案。

但是總而言之萬(wàn)變不離其宗,一個(gè)好的電芯是前提,這樣組合成的模組才安全,用模組組合成的電池包才更加可靠。

前不久,有消息稱理想汽車ONE將采購(gòu)比亞迪電芯,自己做電池包技術(shù),從而降低對(duì)外部的依賴以及生產(chǎn)成本,可見(jiàn)以電池包技術(shù)為核心的電池管理系統(tǒng)正在發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

而相比之下威馬在許多其他車企重視以前,更早地?fù)碛辛俗约旱碾姵匕夹g(shù)以及自建工廠,剛剛發(fā)布威馬EX5-Z,其動(dòng)力電池組也配備了全車熱管理2.0系統(tǒng),這正是體現(xiàn)新造車企業(yè)研發(fā)實(shí)力的重要部分。(本文首發(fā)鈦媒體,作者/李玉鵬)


來(lái)源:鈦媒體

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