中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2016年11月26日—27日，百人會(huì)?清華大學(xué)新能源汽車產(chǎn)業(yè)高層研修班第三期四次課程在清華大學(xué)開課。目前，我國自主研發(fā)的核心零部件缺失，尚未形成技術(shù)壁壘，成為新能源汽車發(fā)展的潛在危險(xiǎn)。掌握核心技術(shù)，提高產(chǎn)品性能及安全性，才能形成具有國際競爭力的品牌，支撐產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的根本保障。因此，此次課程的主題定為“電動(dòng)汽車核心技術(shù)突破與創(chuàng)新”。
高層研修班作為中國電動(dòng)汽車百人會(huì)為汽車產(chǎn)業(yè)服務(wù)的一個(gè)重要平臺(tái)，時(shí)刻關(guān)注著汽車產(chǎn)業(yè)的相關(guān)熱點(diǎn)話題。目前第三期研修班已圍繞動(dòng)力電池、新能源汽車產(chǎn)業(yè)投融資、智能汽車與交通等熱點(diǎn)問題舉辦了三次研修班課程。
此次課程，上海捷新動(dòng)力電池系統(tǒng)有限公司總經(jīng)理樊曉松為學(xué)員們帶來了精彩的內(nèi)容。
上海捷新動(dòng)力電池系統(tǒng)有限公司總經(jīng)理樊曉松
捷能的“三電”系統(tǒng)
首先，給大家介紹一下上汽集團(tuán)新能源汽車的情況。上汽集團(tuán)從2002年就開始積極參與國863新能源汽車項(xiàng)目，我很有幸一開始就參與了。
關(guān)于上汽新能源大家可能會(huì)比較關(guān)注集團(tuán)下屬的上海捷能汽車技術(shù)公司（以下簡稱“捷能”）。捷能自2009年成立，至今已有7年多時(shí)間，所有上汽集團(tuán)核心的新能源動(dòng)力系統(tǒng)都在捷能進(jìn)行研發(fā)。捷能主要由電控集成部、電池系統(tǒng)部、電驅(qū)系統(tǒng)部和項(xiàng)目運(yùn)營部組成。
捷能公司做的“三電”系統(tǒng)（電池、電機(jī)、電控），是上汽新能源最核心的部分。上汽“三電”系統(tǒng)技術(shù)難度最大的、最核心的、最有技術(shù)門檻的應(yīng)該是EDU（電驅(qū)系統(tǒng)），研發(fā)投入最多。目前，我們的EDU技術(shù)在國際上應(yīng)該領(lǐng)先了，可以跟豐田的技術(shù)抗衡。EDU電驅(qū)變速系統(tǒng)比電池、電控難度更大，應(yīng)該是“三電”系統(tǒng)里面最難的，但做混合動(dòng)力必須要掌握這套技術(shù)，一定要有自主開發(fā)能力，而且還要高質(zhì)量。
電動(dòng)汽車的安全設(shè)計(jì)
電池的熱管理設(shè)計(jì)
我今天更多是想跟大家分享幾個(gè)我在開發(fā)制造過程中的案例。
主要講一下動(dòng)力電池?zé)峁芾碓O(shè)計(jì)。熱管理在系統(tǒng)和模組設(shè)計(jì)方面非常重要，它涉及到安全。熱管理設(shè)計(jì)不好的話，可能會(huì)有安全問題，同時(shí)它牽扯到產(chǎn)品的壽命。電池壽命跟溫度密切相關(guān)，目前的鋰電池環(huán)境適應(yīng)性不是很好，怎么樣把運(yùn)行的溫度控制好，這是一個(gè)非常重要的一個(gè)課題。上汽的新能源汽車在這方面采用的模組設(shè)計(jì)是水冷模式，至今捷新制造的所有電池系統(tǒng)都是水冷設(shè)計(jì)，通過水冷增強(qiáng)散熱能力。對(duì)與電池?zé)峁芾?，肯定要做系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和必要的仿真分析。標(biāo)準(zhǔn)的模組設(shè)計(jì)，它的寬度和高度是不變的，長度是可變的。把電芯堆疊在一起，通過金屬綁帶緊固，用這種設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)電池膨脹力的控制有幫助。因?yàn)殡娦驹谑褂卯?dāng)中會(huì)有膨脹，特別是在使用的后期，繃帶的設(shè)計(jì)會(huì)比螺絲好一些。
還有，關(guān)鍵的模組測量電路板，看著很簡單，只是檢測電池電壓、模組的溫度及完成均衡任務(wù)，但是實(shí)際并不簡單，可靠性及一致性要做好真的不容易，目前售后市場，三萬多臺(tái)車在市場上跑，基本上故障近一半就是來自它。
BMS安全設(shè)計(jì)
下面講BMS的相關(guān)安全設(shè)計(jì)。BMS的安全策略包括SOC、SOH、SOP，熱管理、故障診斷策略、慢充控制策略、快充控制策略、均衡策略、高壓安全策略等。
我分享一個(gè)故障診斷的案例：打開一個(gè)E550的EPO（出現(xiàn)故障時(shí)，切斷動(dòng)力電源或直接切斷電池包的主接觸器）優(yōu)化策略報(bào)告。最初的設(shè)計(jì)，EPO觸發(fā)的情況有90多種，但在車輛開發(fā)試驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)EPO過多，會(huì)更加危險(xiǎn)。眾所周知，車輛上最危險(xiǎn)的情況之一就是動(dòng)力中斷或稱扭矩中斷，所以頻繁觸發(fā)EPO，是人為地造成了更大的風(fēng)險(xiǎn)，是不能接受的。發(fā)現(xiàn)這個(gè)問題后，我們就提出要更改要求，需要去考慮的問題是，要保護(hù)電池還是保護(hù)人，結(jié)論顯而易見：人的安全更重要。通常情況下，我們希望永遠(yuǎn)不要產(chǎn)生EPO的情況?，F(xiàn)在的故障診斷策略已經(jīng)全部優(yōu)化了，目前EPO情況很少。做故障診斷設(shè)計(jì)時(shí)一定要注意這點(diǎn)，絕對(duì)不能隨便切斷車輛行進(jìn)的動(dòng)力，切斷的后果可能是一個(gè)小的故障帶來一個(gè)很大的風(fēng)險(xiǎn)。
電池的安全驗(yàn)證
關(guān)于電池的安全驗(yàn)證，我簡單介紹一下。
現(xiàn)在國家正在制定標(biāo)準(zhǔn)，我們也在做一些研究。這個(gè)三元電池的熱失控試驗(yàn)是在9月跟上海市消防合作的，試驗(yàn)環(huán)境就在他們的實(shí)驗(yàn)室。
當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)用的一個(gè)電池包是12度電，三個(gè)模組，一個(gè)模組4度電，過充超過百分之百，電池包放在網(wǎng)罩里。我們連續(xù)充電充了近3個(gè)小時(shí)，這種熱失控?cái)U(kuò)散后終止都很難，擴(kuò)散延續(xù)了大約四五個(gè)小時(shí)，沒有辦法終止。大量的煙霧蔓延到室外，非常濃烈恐怖。燒完后的電池包內(nèi)部，已經(jīng)全部燒毀了。
我們還做了電池包的浸水試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)完全浸水相對(duì)比較安全，而部分浸水是比較危險(xiǎn)的。給大家分享一個(gè)例子，在做E50電池系統(tǒng)時(shí)，開始的設(shè)計(jì)不完善，電池包安裝在車輛底部涉水時(shí)容易漏水。當(dāng)時(shí)驗(yàn)證時(shí)電池包是可以通過IP67標(biāo)準(zhǔn)的，在大水箱里浸泡是不漏水的。但是，IP67測試是靜態(tài)的，而裝到車上的時(shí)候，電池包并不是靜態(tài)的。所以，我認(rèn)為僅通過IP67測試是完全不夠的，一定要做動(dòng)態(tài)的涉水試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)做北京地標(biāo)的測試時(shí)我們的電池包確實(shí)失效了，送去兩部車，一部車就漏水了。隨后，我們發(fā)現(xiàn)了設(shè)計(jì)問題：E50電池包外殼上的緊固螺栓距離大。發(fā)現(xiàn)問題后便進(jìn)行了改進(jìn)，增加螺栓且貼近密封圈。
火燒試驗(yàn)也很重要?；馃囼?yàn)主要的問題是外殼和接插件，這些材料一定要做到V0級(jí)。
整車的安全設(shè)計(jì)
我從電池安全的角度，對(duì)整車安全的設(shè)計(jì)提一些要求。首先是整車的高壓電安全，整車的高壓線路在車內(nèi)部布線，所有高壓線的布置都非常關(guān)鍵，如果設(shè)計(jì)不好，很容易受到破損，或是在碰撞的過程中，受到損傷造成漏電。因此，高壓線一定要有保護(hù)。線纜的連接要做到安全可靠，線纜必須是密封防水的，整套線束系統(tǒng)泡到水里面，是不會(huì)絕緣失效的，整車高壓線纜設(shè)計(jì)也是專業(yè)性很強(qiáng)的。
關(guān)于整車行駛當(dāng)中的安全，上汽在這方面有一個(gè)團(tuán)隊(duì)，專門做這方面的研究，我認(rèn)為已做得比較好，設(shè)計(jì)了一些場景分析，也建立了自己的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
例如，我們?cè)O(shè)計(jì)的No.61實(shí)驗(yàn)，按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)通過的時(shí)候，可以接觸變形，但是不允許燃燒、起火。No.62實(shí)驗(yàn)是模擬飛濺的場景，車輛開過去，深度是200毫米，要對(duì)電池包不造成嚴(yán)重的傷害，通過的時(shí)候電池包不能受到傷害后造成燃燒、爆炸。還有斜柱碰實(shí)驗(yàn)，我們所有的車都必須要通過斜柱碰實(shí)驗(yàn)。
制造高質(zhì)量產(chǎn)品
設(shè)計(jì)再好的產(chǎn)品，生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)不過關(guān)，過程控制不好，也不能稱之為好產(chǎn)品。分享最后一個(gè)案例，是一個(gè)細(xì)節(jié)決定成敗的例子。有一個(gè)著名公司后來破產(chǎn)了，大家都知道是誰。為什么破產(chǎn)了，就是這樣一個(gè)小小的細(xì)節(jié)引起的。他們的電芯有四條產(chǎn)線，其中一條產(chǎn)線出現(xiàn)了問題，一個(gè)小零件放偏了，放置之后沒有設(shè)計(jì)監(jiān)控措施，造成這些有問題的產(chǎn)品直接投放到市場。過了一段時(shí)間后，有問題的產(chǎn)品中，小尖角露出來了戳破了外殼，造成電池漏氣。一個(gè)小細(xì)節(jié)造成了這個(gè)公司最后破產(chǎn)，還導(dǎo)致了其配套的整車企業(yè)破產(chǎn)，教訓(xùn)非常慘痛。若分析主要的原因，就是在量產(chǎn)前沒有做好制造過程失效分析和過程驗(yàn)證。
（根據(jù)課程速記整理 已經(jīng)本人審核）
