電池包的種類(lèi)是非常重要的,很多都疏忽了這一點(diǎn)。在實(shí)際中,最大功率和平均功率相差非常大情況下能釋放出能量,這才是關(guān)鍵的。最容易出問(wèn)題的還是電池包,雖然鋰離子電池已經(jīng)商用很多年,但是真正做成汽車(chē)動(dòng)力還是十幾年的時(shí)間。不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外,都出現(xiàn)了很多各種各樣的問(wèn)題。把這么多數(shù)量的單體可靠連接起來(lái),經(jīng)受時(shí)間、工況、環(huán)境、機(jī)械振動(dòng)與沖擊的綜合考驗(yàn),絕對(duì)不是一件容易的事兒。我是從2010年到欣旺達(dá)就沒(méi)有干別的,就只是做這些研究,做了四年下來(lái),越做發(fā)現(xiàn)這里面要做的事情非常多,越做下去越看到我們可以做的工作真得是太多了。
所以有些過(guò)于追求集成的,對(duì)電池成組不是特別重視的,都是為自己埋下一顆地雷。汽車(chē)動(dòng)力電池成組,并非簡(jiǎn)單地將電池并聯(lián)和串聯(lián),涉及到電學(xué)、力學(xué)、化學(xué)、熱學(xué)、儀器儀表強(qiáng)弱信號(hào)檢測(cè)技術(shù)、復(fù)雜環(huán)境通信技術(shù)、高可靠電力控制技術(shù)等等,確實(shí)是跨學(xué)科多領(lǐng)域的技術(shù)。
前面有的車(chē)廠說(shuō)你們有沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)力電車(chē),拿過(guò)來(lái)用一下。我們沒(méi)有,所有的車(chē)用動(dòng)力電池,系統(tǒng)都是專(zhuān)門(mén)定制的,要求能量功率、電壓、工況環(huán)境以及尺寸重量安裝與連接方式通信協(xié)議可能都不同往往要花很長(zhǎng)時(shí)間跟客戶(hù)溝通最后確定客戶(hù)的需求。汽車(chē)動(dòng)力電池首先要滿(mǎn)足能量供給的需求,也就是續(xù)駛里程的需求。其次要滿(mǎn)足功率,足夠輕的質(zhì)量,便于安裝和維修的固定方式,滿(mǎn)足所有運(yùn)營(yíng)情況的熱管理系統(tǒng),還要防塵、防水、防撞擊、防擠壓,防地上石頭跳起砸傷機(jī)箱。
特斯拉走在前面,那些事故都給大家很多提醒,像裝在底盤(pán)上的電池包做到什么程度才合適,其實(shí)也不一定每輛車(chē)都要加很厚的防水板。所以為了滿(mǎn)足經(jīng)濟(jì)的需求,電池報(bào)必須選擇最合適的電池單體、采用最合適的材料和組裝方式來(lái)連接、固定,并且滿(mǎn)足能夠大批量快速生產(chǎn)的要求,保證產(chǎn)品性能一致,質(zhì)量穩(wěn)定。最后,不同的設(shè)計(jì)會(huì)帶來(lái)不同的可靠性,這是由溫度均勻性、電流一致性、電壓均衡性決定的,任何一個(gè)細(xì)節(jié)考慮步驟,就會(huì)帶來(lái)產(chǎn)品的早期衰退。中國(guó)的情況跟歐洲不同,歐洲很多都是首先在實(shí)驗(yàn)室做大量的實(shí)驗(yàn),而中國(guó)總是早早上市,其實(shí)很多前面的示范工程效果都不是很理想。
任何電子產(chǎn)品的一致性、穩(wěn)定性和可靠性首先是由設(shè)計(jì)保證的,其次才是由生產(chǎn)控制來(lái)保證。很多年前我跟人討論過(guò),那時(shí)候是靠檢驗(yàn)出來(lái)的、控制出來(lái)的還是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出來(lái)的?我們的觀點(diǎn)是首先有好的設(shè)計(jì),當(dāng)然了后期工序也是必須的,但是沒(méi)有前期正確的設(shè)計(jì)方法,后面再怎么都做不到。
我們選擇電池組的時(shí)候,首先根據(jù)功率特性和經(jīng)濟(jì)效能選擇材料體系,比如空間大、放電倍率低、安全性要求高的客車(chē),多選用磷酸鐵鋰和石墨組成的能量型電池。而對(duì)空間、重量、成本都非常敏感的BEV/PHEV,比如乘用車(chē)多使用三元正極與石墨負(fù)極做成的三元電池。另一些只需要很大功率卻不需要多少能量的應(yīng)用,比如HEV,多使用負(fù)極鈦酸鋰和正極三元,或者其它的高倍率鋰離子電池,也有使用鎳氫高功率電池的。
其次,根據(jù)熱管理方案、連接技術(shù)能力、安全管理要求和經(jīng)濟(jì)性要求選擇單體的封裝形式是方形、軟包還是圓柱,以及其它新型封裝。一般來(lái)說(shuō),圓柱型適合氣體換熱系統(tǒng),因?yàn)?8650的單位能量的表面積非常大,而且外殼堅(jiān)固便于固定,即使擠壓也不易破損,但是將大量18650可靠的連接起來(lái)是一項(xiàng)非常有挑戰(zhàn)性的工作。軟包電池很薄,而且很軟,在充放電過(guò)程中,它的體積還會(huì)發(fā)生變化,必須有很靠譜的方法把它固定住,我們跟很多軟包電池廠也學(xué)習(xí)了很多,怎樣讓它更好地工作。動(dòng)力電池靠前的企業(yè)也出現(xiàn)過(guò)這樣的情況,早期的電池經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期震動(dòng),極耳的連接和固定是非常關(guān)鍵的,經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期震動(dòng)以后,極耳沒(méi)準(zhǔn)兒就可能會(huì)開(kāi)裂,甚至折斷。
