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有关动力锂电池热失控预警技术

时间:2022-08-02 16:43:54来源:钜大LARGE

导语:​编者按:正向开发,是一个从无到有的过程,要经历立项、调研、设计、验证、制造等一系列过程,对于正在快速发展的电池箱专用自动灭火装置行业的企业而言,这是个相当重要的标志,能反映出其自身研发能力的强弱。

  但不少企业当下仍无法做到正向开发,还在靠拼凑、模仿,在市场上打擦边球求(hū)生(yōu)存(qián)。

  01立足正向开发,聚焦安全

  从无到有,由弱而强,自小而大,烟台创为新能源科技有限公司的发展见证了动力电池热失控预警技术的发生发展历程。

  2012年,在国内最早立项研究动力电池热失控及监测预警技术。

  2013年,联合多方科研机构进行深入系统研发。

  2014年,动力电池热失控监测预警产品成功安装第一台样车。

  2015年,推出全新一代适应IP67标准的CW1160-02系列电池箱专用自动灭火装置产品。烟台创为新能源科技有限公司跨入了正向开发行列,建立起了一个系统完整的研发体系,进入创新能力建立期。正向开发,对于一个成立时间不久的企业来说,耗时耗力不说,还要投入巨大的技术力量和财力物资,成本巨大,为什么创为新能源要坚持建立起正向开发体系呢?

  研究安全技术,必须要全面思考安全问题。创为立项之初,就认识到,动力电池热失控预警技术本身就是聚焦安全的重要技术,必须首先要确保产品自身的可靠性,才能让产品正常发挥功能。没有正向开发的系统方法,产品自身的可靠性就无从验证,更没法谈保护客户财产和生命安全!

  创为新能源深知动力电池热失控的严重性和危害性。在市场调研期,走访北京、青岛等多地公交公司、充电场站,深入了解客户需求,然后有针对性地制定了产品各项目标。

  动力电池热失控监测预警技术立项后,创为新能源将产品预设各项目标分解到系统和零部件开发中。以正向开发的方法,保证开发出来的零部件满足系统级的要求,进而满足整车技术条件的要求。

  依据正向开发要求,各种元器件选型定型的过程中,对元器件的失效机制进行分析验证;验证定型后的元器件组成的子系统,根据系统性能要求进行失效机制分析验证,同时对软件的可靠性策略进行验证;所有子系统组成整体系统后,根据整车环境开进行产品系统整体验证;安装进整车后,对整车的EMC及各种性能进行验证。

  这一系列连续贯通的过程,都是按照正向开发的系统性方法要求进行的,虽然开发成本很高,但是确保了产品的可靠性和安全性,经得起各种工况环境检验。

  02锂离子电池热失控模型专有技术先进有效

  作为国内动力电池热失控预警及安全技术的最早研究者和电池箱专用自动灭火装置的创领者,创为新能源首创“锂离子电池热失控模型”,促进了电池箱热失控监测及自动灭火技术的规模化应用。

  “锂离子电池热失控模型”分为纵向、横向和垂向三维。纵向为多传感器的数据冗合,即对多组同环境下的传感器数据进行多次拟合,模拟不同材料、不同环境的数据表征曲线;横向为对传感器的历史数据进行连续时间算法,排除噪声干扰,有效解决了阈值法监测方式的漏报、误报、预警滞后问题;垂向采用穿刺、钝针积压等不同方法模拟不同类型容量动力电池热失控过程。

  通过三维融合,用数学手段,以大量实验及真实运行数据为基础,归纳热失控导致的各种变量之间的内在关系,采用神经学原理,形成极早、高可靠、自运行的“锂离子电池热失控模型”,实现电池活在隐患的早期预警和智能控制。

  大量实车运行中发生的预警实例证明了此模型的有效性和先进性,使之成为当前电池箱热失控预警及自动灭火的核心技术。

  预警实例一

  2017年3月12日,**公交公司3路纯电动公交3号电池箱报2级预警(安全隐患等级),驾驶员及时上报公司,并停止运行。采集数据分析,其他箱体电池气体含量和变化率正常,3号电池箱气体含量和变化率明显高出。判定为电池危险气体超标,可能为电池漏液导致。后经公交公司、车企、电池企业协同努力,拆箱检查,证实为电池漏液。更换电池,不再报警。

  预警实例二

  2017年3月19日,**公交公司某纯电动公交报7号箱2级预警,驾驶员及时上报公司,并停止运行。数据分析判定为电池危险气体超标,可能为电池漏液导致。后经车企、电池企业协同努力,拆箱检查,证实为电池漏液。更换电池后,不再报警。

  大量实车运行中发生的预警实例证明了电池箱专用自动灭火装置系统的有效性和必要性。

  03用正向开发,破解行业瓶颈

  对于多数企业而言,电池箱专用自动灭火装置产业属于新兴行业,要发展壮大,必须快速抓住机会风口。但在创为看来,快速发展和扎实做技术是不矛盾的,而是相辅相成的。没有正向开发能力时,只能靠经验来开发产品,这种经验往往来自于市场的流行趋势。有正向开发能力后,就可以根据市场需求趋势做产品规划,自主地开发出满足更多细分市场需求的产品。

  最重要的是,电池箱专用自动灭火装置生产企业作为整车配套商,如果没有正向开发能力,会缺乏与整车企业同步开发配套技术的能力。这也是这个新兴的行业,目前存在的最大发展瓶颈。只有具备了与整车企业同步开发配套技术的能力,企业的发展才能长久。

  从创为产品推向市场后的客户反馈和同类产品对比来看,创为新能源坚持正向开发是极具胆识和战略眼光的。

  第一,正向开发,确保了产品自身的可靠性。创为产品通过了CATL、宇通、长江汽车、中航锂电、上汽大通等多家整车企业和电池企业的严苛检验。

  第二,正向开发,保障了客户的安全和利益。在收集到的市场反馈信息中,只有创为产品有极早期准确预警避免事故的案例,其他产品都没有准确预警案例。相反,有的产品还发生多起误报现象,引发客户和厂商投诉,造成了极大的赔偿损失。

  第三,正向开发,提升了产品的市场竞争力,创为新能源在汽车行业内是新入行者,没有人脉、资源积累,但是,靠着极强的产品竞争力,创为产品的市场销售额和占有率稳居行业前列,且逐年稳步提升。

  第四,创为新能源以自身的长期持续科研投入,避免了仿制者简单粗暴抄袭引起的恶劣竞争,避免陷入低价无序竞争的泥潭,引导整个行业走上注重研发、重视品质的高效发展之路。

  04以正向开发为导向,建立完善的研发体系

  创为新能源目前拥有比较完善的研发体系,这得益于“产品开发三大模块”的建立:一是智能设计模块,二是数学模型优化模块,三是仿真验证模块。智能设计模块包括“规范的设计流程”和“标准的设计模板”;数学模型优化模块包括“先进实用的分析评估工具”和“高性能集成计算系统”;仿真验证模块包括“磷酸铁锂电池仿真验证”和“三元电池仿真验证”。这三大开发模块的建立并不简单,背后是长期、持续、大量的技术积累。

  建立起这三大模块系统后,创为新能源也就具备了产品的正向开发能力,也具备了与整车进行项目同步开发的能力。

  通过完善的研发体系,创为不但解决了行业发展的瓶颈问题,可以顺应市场需求更快开发产品,而且还能不断去升级产品。

  随着市场未来竞争的加剧,创为下一步将在保证产品基本性能不断提升的基础上,重点提前预警的临界点,将热失控的预警阶段再向前推进一步,顺应市场上对于热失控监测的迫切需求,致力创造更安全高效的产品。


标签: 锂电池

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