动力电池系统的可靠性与安全性课件

动力电池系统的可靠性与安全性北京普莱德新能源科技有限公司东莞新能源科技有限公司北大先行科技产业有限公司主讲人:李新宏日期:2019-09-19动力电池系统的1内容摘要第一部分事故及要素分析√由安全事故引发的思考,三个不等于√电芯内短路风险与机理√连接可靠性与安全风险评估√总结:动力电池系统的可靠性与安全性要素第二部分实现途径及方式√系统安全依赖于设计设制造过程√可靠性安全性与成本的矛盾关系√动力电池的安全设计原则√结构与环境对电池安全性的影响√系统模拟分析与优化第三部分实验与运行验证√强制性安全实验√滥用模拟安全实验实际运行结果分析内容摘要2电芯安全≠整车安全杭州纯电动出租已海纯电动客车两起事故特点1.均为运营车辆,运行强度高,环境恶劣;2.单个电芯安全,但成组后因连接和热管理原因导致失控;3.一日发生事故,火势很难控制,车辆全毁;电芯安全≠整车安全3材料安全≠电池安全DSCARCTestResults-LFPTo曾0.50LTO0501001503003504005017520225250275300·IFP1.磷酸铁锂电池也会发生热失控,只是在1000℃不释放氧气的特征,相对在300~500℃释放氧气的钴酸锂、锰酸锂、三元材料表现得更加稳定而已:2.锂离子电池各个组成部分均有可能导致锂离子电池发生燃烧,相互之间具有连锁应;3.由于工艺上的问题,会有短路的风险,就会可能发生安全问题。在笔记本电脑和其他电子产品上,出现这个问题的概率是千万分之一,但一辆车的电池组由成百上千颗电池组成,发生问题的概率就会增加到几千分之材料安全≠电池安全4电池内短路失效模型ExampleofSynergeticModelCombinationforStudyonHeatReleaseforshort极限四倍于“阻Ho=.PER,a“阻抗匹配抗匹配”时的ElctranElectrochemicalShortCe/McdelcDAcuseReactionMcdelHeatingPatternatDifferentResistance-Shorts7QShort30mQShortCanslowdowntheevolutionCansuppress?3min6min9min4s8s1电池内短路失效模型5元件可靠≠连接可靠命圆安费诺系列接插件BUSSMAN系列熔断器泰科系列继电器1.单个元器件均符合UL/CSAIEC/ISO安全认证,其中接插件防护等级l|P68,熔断器短路响应时间≤0.1秒,继电器带载切断3000次以上2对于大型电池组,工作电流超过100A,接头上经常有高达几百安培的电流,接头稍微有松动就会出现电弧,更容易引发安全事故;元件可靠≠连接可靠6电池与接线端子可靠度及风险预测电池C的可靠度Pcell=1-(1-Pee11)"5185929t=的个电池丰联电池每8者12个用一个芯片来测量,即每8或者12个又有一个新的一对端个串联电和担可靠烹Pb=100,Q%190,010.,0100,0%10,00%100,0%10,00组端子可靠度001.。3.758.14898.929.784%9.935n+m/B)对联电0.00‰10.4237%56.94381%99.775%9.9325%串联电池组电池组中电池的失误n+m12)对串联电电池明中子的失误950,6462,15341.61在n=100个电池串联形成的系统里面,单个电池1C使用可靠度只要99%,就可保证在电池柱中02C使用经历n个串联,失效率低于1ppm而单个接线端子即使做到了6sgma的品质水平,经历(nn/2)或者(n+n8)对端子串联后,失效率在650m以上。所以在动力电池组中,可靠度控制的核心在于接线端子,而不是电池。原因是电池容量冗余形成了并联关系提高可靠度,而端子数量成倍且串联降低可靠度。电池与接线端子可靠度及风险预测7总结:系统安全性与可靠性要素器件是否耐高低温、腐蚀和高压?电芯状态是否一致?是否具备均衡功能?①电气●焊点或出现虚连接?外箱,模组边框,接插头,螺栓是否能通过振动测试?是否存在弱点?②机械各部件公差及膨胀系数是否匹配?是否存在应力?③热管理是否具备紧急情况预警以及泄压设计?以我们近八年来的电动汽车动力电池开发经验来看,系统的科技含量绝不是业界通常所理解的那样低,电池系统的安全和可靠性要求绝不亚于电芯,甚至可能更重要。总结:系统安全性与可靠性要素8系统安全性与可靠性实现方法●电池安全设计与制造●电气元件选型与安装极限应力模拟分析与优化●热场流场模拟分布与优化模块化成型与自动化组装系统安全性与可靠性实现方法9可靠性与安全性是设计和制造出来的动力电池系统一核心零部件动力电池机械结构KEYOFFKEYINSTART员袤继电器正妥动力电池电气原理动力电池运行控制逻辑可靠性与安全性是设计和制造出来的10动力电池系统的可靠性与安全性课件11动力电池系统的可靠性与安全性课件12动力电池系统的可靠性与安全性课件13动力电池系统的可靠性与安全性课件14动力电池系统的可靠性与安全性课件15动力电池系统的可靠性与安全性课件16动力电池系统的可靠性与安全性课件17动力电池系统的可靠性与安全性课件18动力电池系统的可靠性与安全性课件19动力电池系统的可靠性与安全性课件20动力电池系统的可靠性与安全性课件21动力电池系统的可靠性与安全性课件22动力电池系统的可靠性与安全性课件23动力电池系统的可靠性与安全性课件24动力电池系统的可靠性与安全性课件25动力电池系统的可靠性与安全性课件26动力电池系统的