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威马汽车电池包安全大揭秘,从开发设计到生产检测环环相扣

2020-04-13 10:10 | EV知道

随着这几年国家对新能源汽车行业的大力扶持,挂着绿色牌照的新能源汽车变得越来越常见。与此同时,新能源汽车本身的安全问题也变得越来越突出,特别是电池的安全问题,已然成为了人们关注的新焦点。如何在保证续航的前提下,确保电池的安全性,成为了各大车企必须探索和研究的课题。

威马汽车电池包安全大揭秘,从开发设计到生产检测环环相扣

电池安全问题离不开技术的积累,这并不是短期就能速成的事情。真正优秀的车企,应该是未雨绸缪的,在问题还没暴露之前就已经开始有所准备。威马汽车就是一个很好的例子,作为智能汽车头号实力派,早在2018年就开始组建了电池包安全科,专注于电池系统安全的研究与设计。现阶段的业务已经发展为涵盖电池系统的机械安全、电气安全、热安全及大数据预警四个板块。后期计划逐步增加功能安全、化学安全两个板块以丰富和完善电池系统的安全版图。电池系统机械、电气、热安全的设计,在工程可行性的前提下,通常有一定的设计冗余,但也只能尽量做到“保”和“防”,在极端工况下,仍然无法完全杜绝失效的发生。

运用大数据预警平台,进行电池包监控

对这个行业性难题,威马汽车的做法十分具有前瞻性,运用大数据预警平台来防患于未然。大数据预警是对上述手段的补充,起到“探”和“测”的作用,是电池系统安全方案的Plan B,即第二道保险。威马汽车一步还将通过引入机器学习模块,通过大数据预警平台的应用来实现电池系统这个偏硬件板块的智能化。其运作原理可简单概括为:后台检索所有车辆涉及动力电池的关键信息,依靠自动算法过滤掉无效或干扰因素,最终筛选出可疑问题车辆,并呈现在预警平台。而在打造电池包安全方面,威马具体的是怎么做的呢?我们接着继续深度揭秘。

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自建工厂,电池包平台化开发

我们经常能看到这样的信息,某某车是基于某某平台打造的。所谓平台可以理解为骨架,就像是人身体的骨架一样,可以说是一切设计和创新的根本,涵盖汽车的基础部分,如底盘、车身结构等。与其他造车新势力不同,威马从一开始便选择走自建工厂的路子,不仅拥有AJAX纯电动车正向开发整车平台,还单独将电池包这一核心领域,也进行了平台化开发,做到了:

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1.电芯/模组的平台化

前瞻性的VDA电芯/模组,边界接口固化,实现与不同供应商电芯模组的兼容,并且建立全球电芯数据库并保持持续更新。

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2.热管理系统的平台化

通过CFD仿真和结构优化实现热管理结构的平台化,对其进行流道优化及流量分配设计,确保电芯温度保持在适宜和安全的范围。同时,基于同一热管理系统架构,仅通过调整其管路数量、长短及水排大小,即可适应不同的电芯类型。

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3.箱体结构的平台化

通过零件积木式组合实现不同电量的电池包开发快速开发,以应对新车型的设计需要,为用户提供灵活的续航里程选择,有效降低了开发费用及开发周期。

威马汽车的电池包平台化技术是全球领先的,做到了兼容国内主流电池供应商生产的电芯模组,这种自主定制化电池管理方案,确保了电池的安全、可靠以及高续航能力,同时能够大幅提升产品迭代能力。

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电池包安全设计,行业领先

就像前面说的,平台是骨架,是设计和创新的根本。有了自己的平台,才有设计的基础与可能。而威马的电池包安全设计,由外至内,可谓是层层保障。外部具有四大安全保障,DP780高强度钢壳体和内支架+预留缓冲空间+外部防火涂层,有效抵御碰撞和挤压带来的冲击。这些设计带来的好处显而易见,让电池包的可经受的拉伸强度超过780Mpa,减重效果可达17%,能量密度提升4%。

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双门槛电池包防撞设计,侧围双门槛设计保证侧碰时车身有足够的强度,抵御侧面冲击力,保障用户和电池包的安全。门槛外侧采用1500Mpa热成型钢,内侧采用1200Mpa超高强度辊压钢材和800Map高强度钢板,配合矩阵式电池舱结构,最大限度降低动力电池包在碰撞环境下所受到的变形挤压,保证电池安全性。

威马汽车电池包安全大揭秘,从开发设计到生产检测环环相扣

预留充足缓冲空间设计上,威马电池包壳体内部边沿和四角设置缓冲区,受到冲击后外壳溃缩,即使严重碰撞也无法伤及电池。而且电池模组采用铝制中空外保护设计,受到冲击后外壳溃缩,为电池提供最后一层保护。

威马汽车电池包安全大揭秘,从开发设计到生产检测环环相扣

全串联布局设计,威马电芯模组采用全串联模式,在单体电芯故障发生后可以迅速彻底切断整个通路,防止因模组并联导致正常电芯对故障电芯持续放电发热发生危险。

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热管理水排设计,电芯模组底部整齐有序的布置了铝制水冷板,导热效率高,铝板表面覆盖一层导热硅脂材料,贴合性更好,实现电芯温度均匀控制。提高电池的充放电效率,冬季充电效率提高50%以上。电池包尾部还布置了一个泄压防爆阀,采用透气防水的高分子聚合透气膜,确保电池包内外压差平衡。若因故障导致单体电池模组温度升高,电池包内压力增加时,迅速启动泄压。

威马的电池包安全设计,可以说每一项都非常有针对性,不论是外部保护结构还是内部电芯模组,以及热管理,充分考虑了各种极端情况下电池包的安全性。

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电池包生产标准、制造工艺、测试把关,严苛三重奏

开发和设计,最终还是要落实到生产制造,生产标准和制造工艺是保证品质的关键。威马的电池包生产车间,采用全自动AGV流水线操作,每一个工位都设置组装和质检人员,对每一个电池包的生产进行全流程管控。具体标准细节上,比如电池模组紧固螺栓,采用电动扭矩控制安装,防止螺栓松动、歪斜、扭矩误差过大等导致模组内差异过大,内部均衡性变差,不仅严苛,而且也非常科学。

威马汽车电池包安全大揭秘,从开发设计到生产检测环环相扣

制造工艺上,使用6轴ABB机器人进行电芯模组的安装,全自动抓取并通过视觉定位进行安装。机械臂在抓取模组的同时会检测读取电池信息,判断模组电压内阻等参数是否符合初始化标准,避免人工操作出现的失误。

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整个生产过程中,还会进行多方面、多轮次的安全测试,全方位保证用户用车时的电池安全。包括机械安全、电气安全、受热安全、涉水安全,四大安全保障。比如生产过程中进行了X(Y)方向挤压试验,实测挤压力达到100kN,相当于两只亚洲象踩压电池包零变形,三只亚洲象踩压变形度小于20%。进行振动/机械冲击/模拟碰撞/跌落实验,70s火烧测试、1m深水中浸泡8小时测试等等。按照全世界最严格的国标对电池进行过充电保护、高海拔、短路保护等高标准共16项安全测试,所有测试均一次性通过,并且多项测试远超国标。只有通过以上层层测试后的电池包,方可出厂安装在威马的车型上。

威马汽车电池包安全大揭秘,从开发设计到生产检测环环相扣

总结:总书记早就说过,“关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。只有把关键核心技术掌握在自己手中,才能从根本上保障......”而威马很早就认识到了这一点,经过不懈的探索研究以及技术积累,如今已成为了造车新势力阵营中唯一配有电池包自主研发和生产配套的厂商,所有电池包核心技术均自主掌握,从开发、设计、生产、制造、检测等多个环节对电池进行全生命周期监控,确保了电池全生命周期的安全性。让威马不仅在造车新势力中脱颖而出,放眼整个新能源汽车行业,亦处于先进水平。

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责任编辑:张默怡
  • 专家级 2020-04-26

    ​车辆无法通过快充桩充电,不知道纯电动车友们有没有遇到过类似情况呢?

  • 专家级 2020-04-17

    ​数字车钥匙作为汽车智能化变革下的一项创新技术,由于可以让车主通过智能手机、可穿戴设备等解锁汽车,并对汽车实施相关的操作,提升用车便利性,正受到越来越多车企的关注。

  • 专家级 2020-02-27

    ​新型冠状病毒仍在蔓延,虽然一切都在往好的方向发展,但疾控专家提示我们:还没到放松警惕的时候!伴随着越来越多企业的复工,广大车主朋友又要驾驶自己的车辆返回工作岗位了,那么私家车是不是绝对安全的避风港呢?车内防疫又该怎样做呢?

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