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【起点新能源年会】江苏福斯特电芯工艺部总监吴启军:电池安全是一个系统工程
来源:起点研究 发布时间:2018-12-06

2018年12月6日,APEC起点新能源年会暨第四届起点金鼎奖颁奖典礼在深圳隆重举行。


江苏福斯特电芯工艺部总监吴启军发表了题为《安全动力电池应用及BIPV分享》的演讲,以下为现场实录:


吴启军.png


各位同事、各位专家,大家下午好!我是来自江苏福斯特的吴启军,一直负责电芯工艺技术十几年。今天要给大家分享的是动力电池安全杆上的策略以及公司BIPV的分享,这两个主题。


主要分为三部分,第一个是随着能量密度的提升,电池安全的变化;第二个是影响电池安全主要因素和策略,第三个是江苏福斯特公司BIPV分享。


刚才我们也看到、也听到几位专家在说要做一流的汽车,电池是关键,电池的可靠性、安全性是最基本的保障。只有电池系统安全了,那么整个汽车才安全,行业发展才能更加长久,所以我们今天就来聊聊电池的安全问题。


首先是能量密度以及电池的安全。大家都知道我国新能源汽车是随着国家政策的驱动快速发展起来的,我们国家也希望在电动汽车领域能实现全世界弯道超车。从这几年的发展来看,确确实实发展得非常快,我国已经从原来三分天下成为世界第一。2017年单体能量密度180-210、系统能量密度100-120,就可以拿到国家从1.0到2.01的补贴。正因为有这样的补贴,才使得电动汽车企业以及PACK企业、电池企业能够有更大的积极性去投入到这个领域,来推动这个领域的快速发展。到2018年能量密度单体210-240,系统能量密度是120-140才能拿到国家补贴。明年国家补贴基准点要达到单体能量密度240-260、系统能量密度140-160,才能拿到国家补贴。大家知道能量密度越多,安全性相对来讲是降低的。说句不好听的话,背个电池包,如果控制不好就是一个炸弹。里面的材料如果受到触发,它短时间内产生大量的能量,然后炸出来,它就属于一种炸弹。把它用得好,你在运行过程中,它就是安全的,只是一个物品而已。


这几年随着电动汽车的发展,电动车的事故也是逐步上升。这是2016年、2017年、2018年上半年的不完全统计,方形铝壳、圆柱、软包,还有一些没有统计到的事故原因。2017年方形铝壳电动车发生的事故达到94起,圆柱6起,软包是没有发现,还有未知的5起。2018年上半年方形是3起,圆柱3起,还有一些未知的。


我们做了一个汇总,做了一个柏拉图,看看前80%都是哪几项原因造成的,这是我们今天要探讨或者分析的主要原因。47%发生事故的汽车主要是因为充电的过程中产生事故。还有一些是在静止过程,没有充电也没有开车的情况下导致了一些燃烧。第三个是电池本身的原因。还有一些电池元器件特别是PACK系统里面以及汽车部分老化等等,也还有小部分是车辆自身的原因。2018年1-10月份新能源汽车使用电池类型统计,圆柱25%,方形10%,还有方形/圆柱是5%,还有一些未知是60%。从这里来看,方形铝壳安全性稍微略差。从这里看到软包电池将是更安全的电池。


这是一些汽车燃烧的情况,包括公交车,包括出租车等等,大部分情况是电池系统。


对于我们做电池的、做PACK和做汽车的,怎么来防止这些不安全因素,电池怎么做到安全可靠?从这里看,我们前期有些整车平台是在现有的平台上做改造,所以结构上相对来讲不是那么完善。第二个是动力电池系统的缺陷,主要是我们讲的PACK包,系统里面也有过冷却系统、绝缘系统、保护系统和预警系统等等。如果失效的话,也会导致一些不安全因素。后面是一些电池不过关,随着锂电行业的发展有很多新的企业如雨后春笋般发展起来。当然,它的产业网可能还没有经过长时间的验证已经大批量应用了,也有可能有不可靠的因素。第四个是电池使用不当的因素,比如说过充、过放,没有电了还在跑,跑得一点电都没有,对电池的伤害是非常大的。


从另外几个方向来看,从它的系统方面,一个是机械安全,第二是功能安全,另外是电气和化学,分为这四部分。


如果从电气、化学安全几方面来讲,我们要做分析,它的严重度,有没有标准、有没有方案,我们也做了一个详尽的介绍。比如绝缘配合,产生的容易程度,产生结果是比较严重的,有没有好的解决方案、有没有好的经济成本测算,我们通过这个分析,对我们做PACK会有一定的引导性。


我们看到后期电池安全的策略应该怎么去做,我今天也不会详细讲,只是简单做一个大略的介绍。比如做电池安全设计主要是几个方面,从正极材料、工艺设计、负极材料、隔膜和电解液几方面提升。其他的不讲,主要是讲电解液。大家知道出现热事故主要是因为热量太高导致电解液引发剧烈的反应,所以我们会加入一些高温盐、腈类等使电解液更加安全。


PACK安全设计,比如液冷系统,刚才邓总在哪吒汽车就讲到了液冷系统就很好,其实液冷就是让电池工作在一个更加舒适的温度。电池在一个稳定的工作范围区间内,它的效率更高。另外是一些阻燃材料,轻量化的设计。


对于电池安全方面我们也做了一个预估图,针对电芯老化、过流充电、电池过充等问题进行分析,做到软件控制策略里面。比如说大数据平台,可以做到数据的分析,深度自学习,以及主动预判问题电芯。刚才讲了,电池用量多肯定出现问题,如果我们能够把它预判,提前的预警,提前预防,就可以防止汽车安全事故的发生。


这是一个平台的生态,其实这个平台我们也正在构建,跟上游、下游、材料以及PACK方面的平台,使得这个更加有效。我们也希望社会各界,供应商或者是朋友一起来打造,做出更安全的电池系统。


接下来我们对福斯特公司介绍以及做一个BIPV的分享。BIPV,做一个简单介绍,因为江苏福斯特2017年7月份正式进驻开发电芯以及建造工程。我们发现电池成本是客户主要关注的,所以在屋顶选择了以太阳能来降低后期设备的应用成本,每年节省大概五千多万的电费。预计12月18号正式进驻,设备进厂。


江苏福斯特成立于2016年10月,注册资本是3亿,总投资是66.8亿元,占地面积1200余亩,专注于软包、电池PACK的产品,包括储能,2019年产能将会达到2GWh,2021年是6GWh。


产品的话,整个团队有丰富的经验,包括航天大巴、江铃E160、将领全顺、Zero摩托、逸动EV、南京金龙商务、厦门金龙海狮。产品包括,储能产品,移动储能系统,百千瓦级可移动箱式系统等。


我们也希望社会各界朋友和我们一起打造江苏福斯特公司,跟大家共同发展,推动我们锂电事业以及新能源事业大力的向前发展。


好,我的演讲结束了,谢谢大家!

关键词标签:第四届起点金鼎奖|起点金鼎奖|金鼎奖|锂电行业评选

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