方形電池似乎是非常簡(jiǎn)單的了,但也有連接片折斷,碰準(zhǔn)后短路的情況發(fā)生,如果電連接螺絲松動(dòng),或者長(zhǎng)時(shí)間以后腐蝕了會(huì)發(fā)生什么情況?當(dāng)然是出現(xiàn)熱點(diǎn),甚至引起整個(gè)電池包的燃燒!有的廠家用很厚的塑料殼將方塊電池封裝的很厚,這種電池我是不敢用的,你測(cè)試過(guò)電池內(nèi)部的溫度梯度分布嗎?剛才我們看到雄韜電源采用了特殊的方法,管式電池,這是非常好的思路,它把整個(gè)厚度控制住,內(nèi)部也不會(huì)有太高的溫度梯度。

用18650圓柱電池成組的挑戰(zhàn),特斯拉是怎么做到的呢?首先為什么選18650?因?yàn)樗漠a(chǎn)量最大,而且松下是全球做18650最成熟的一家。特斯拉后來(lái)采取了一些特殊的工藝配方改變?cè)瓉?lái)的18650,提高了容量和安全性。然后特斯拉使用了復(fù)雜的液冷技術(shù)。最近網(wǎng)上流傳了一篇文章,有一根水冷管圍著電池轉(zhuǎn),確實(shí)很復(fù)雜。

一個(gè)是平時(shí)保持電池溫度的一致性,另外“即使單一電芯發(fā)生熱失控”,這一點(diǎn)特別重要,我個(gè)人認(rèn)為真正可靠的系統(tǒng)允許出錯(cuò),允許各種各樣的失效模式,這套系統(tǒng)才是真正安全。特斯拉如果內(nèi)部單一電芯發(fā)生熱失控,熱量額能夠很快被冷卻液吸收,避免周圍單體也發(fā)生熱失控的連鎖反應(yīng)。我們也做過(guò)實(shí)驗(yàn),燃燒之后電池沒(méi)有損壞,這樣的系統(tǒng)才是真正具有商用價(jià)值的。

在這里面,特斯拉還采用了細(xì)細(xì)的金屬絲連接18650的正負(fù)極,是為了在單一18650內(nèi)部短路時(shí)能夠熔斷,避免周圍并聯(lián)的電池對(duì)它放電。金屬絲軟連接還有個(gè)好處是減少焊點(diǎn)的機(jī)械應(yīng)力,避免長(zhǎng)期震動(dòng)后焊點(diǎn)脫落。最后我們也看到特斯拉的電池包里面用了防火墻分隔開(kāi),即使下面被刺穿,電池包有一個(gè)分隔,燃燒會(huì)變慢,使乘客有足夠的時(shí)間逃生。這一點(diǎn)很重要,我們沒(méi)有辦法保證電池不燃燒,但是燃燒的話一定給乘客提供足夠的逃生時(shí)間。在今年初3月份,特斯拉又出現(xiàn)了一次強(qiáng)烈裝機(jī),發(fā)生了燃燒,還沒(méi)有定性到底是什么原因。

后來(lái)發(fā)現(xiàn)18650三元材料有很大好處,把這個(gè)作為重要的發(fā)展方向,開(kāi)發(fā)了很多技術(shù)。特斯拉RoadStar用的是標(biāo)準(zhǔn)電池模塊的串聯(lián),但MoleLS改用了整塊電池包。因?yàn)镸odeIS是全新設(shè)計(jì)的量產(chǎn)車,而RoadStar是實(shí)驗(yàn)車,作為量產(chǎn)車要采取整體設(shè)計(jì)的方案,可以最大限度地改善能量密度、經(jīng)濟(jì)性,并且大大提高整車的剛性,改善操控體驗(yàn)。

國(guó)內(nèi)很少全新設(shè)計(jì)的電動(dòng)車,多數(shù)也沒(méi)有大批量生產(chǎn)的奢望,所以只能使用通用的模塊。這是我們2012年設(shè)計(jì)的一個(gè)模塊,五個(gè)模塊串聯(lián)起來(lái),采用了比較特別的技術(shù)。每個(gè)模塊和另外一個(gè)模塊之間緊密結(jié)合,連接面特別大,而且電流是直接過(guò)來(lái),不是其中一個(gè)點(diǎn)過(guò)去。以后有機(jī)會(huì)的話歡迎大家到欣旺達(dá)參觀指導(dǎo),我們會(huì)詳細(xì)把這些跟大家分享。

18650標(biāo)準(zhǔn)電池模塊如何保證安全性、一致性、可靠性、穩(wěn)定性?實(shí)際上18650標(biāo)準(zhǔn)電池模塊是最成熟的一款產(chǎn)品,內(nèi)部有任何原因?qū)е聼崾Э?首先會(huì)導(dǎo)致隔膜閉孔,阻斷電流。如果隔膜已經(jīng)短路、內(nèi)部溫度繼續(xù)升高使電解液分解,內(nèi)壓必然升高,使得CID動(dòng)作,從正極切斷總電流并將內(nèi)壓釋放,氣體噴出單體。只要出現(xiàn)熱失控的單體泄壓閥能正常動(dòng)作,就不可能發(fā)生單體爆炸。日韓生產(chǎn)的18650失效概率大約在PPM數(shù)量級(jí),泄壓閥失效的概率也很低,組合在一起的機(jī)會(huì)就更小了。

任何鋰離子電池都有燃燒的機(jī)會(huì),但是因?yàn)槌叽缧?如果配合適當(dāng)?shù)母蝌鄞胧?單一18650燃燒是可以避免傳遞到周圍單體的。任何單體生產(chǎn)設(shè)備都會(huì)有波動(dòng),導(dǎo)致產(chǎn)品性能指標(biāo)隨之發(fā)生波動(dòng)。不管是大單體,還是小單體,都會(huì)造成初始一致性偏差?？煽啃詠?lái)源于原材料的質(zhì)量、設(shè)計(jì)的合理性以及對(duì)加工過(guò)程的控制。特別強(qiáng)調(diào)的是模塊內(nèi)電流的均勻性和溫度的一致性,對(duì)整體模塊有很大影響。

    動(dòng)力電池的制造,拋棄北歐模式,轉(zhuǎn)為亞洲模式。這句話看起來(lái)有點(diǎn)夸張,但是么聚集了大量實(shí)力派汽車企業(yè),他們對(duì)汽車的理解全球領(lǐng)先。那能不能把復(fù)雜的汽車工藝搬到流水線上,用亞洲積累的電子產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),一直做到模塊、模組,在現(xiàn)場(chǎng)組裝起來(lái),就會(huì)非常簡(jiǎn)單,提高工程效率。

軟包電池也有很多問(wèn)題,實(shí)際做的時(shí)候都要考慮。說(shuō)到焊接,最典型的電子行業(yè)都用的錫焊,錫焊時(shí)必須通過(guò)熱傳導(dǎo),有可能把高溫傳遞電池內(nèi)部,所以不建議錫焊。電阻焊就是通常所說(shuō)的“碰焊”,超聲焊也是比較新的材料,據(jù)說(shuō)可以將100層的銅箔或鋁箔焊接成一片厚材。激光焊有兩種不同的焊接模式,焊接效果是不一樣的。說(shuō)到BMS,多數(shù)BMS是巡檢的,在動(dòng)態(tài)變化情況下,測(cè)出來(lái)的電壓往往是不同時(shí)間不同電流下,差距非常大。熱管理,管還是不管,拿什么去管?很多企業(yè)認(rèn)為功率不大,不用管。但是真正做了實(shí)驗(yàn)才知道,特別是連續(xù)用的出租車,要特別小心。高壓部件,不可忽視的安全隱患,也是新能源汽車安全事故主要來(lái)源。

新能源汽車動(dòng)力電池系統(tǒng)成組是一個(gè)系統(tǒng)工程,我們需要把電池連接起來(lái),需要把電池固定應(yīng)對(duì)各種情況,要應(yīng)對(duì)不同的環(huán)境、不同的氣候溫度和載重、路面坡度,要準(zhǔn)確檢測(cè)每一串電池的電壓和箱內(nèi)溫度,要準(zhǔn)確測(cè)量總電壓、總電流。