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新能源车时代,可靠的三电技术是保障安全的前

传统的燃油车当中,最重要的三大件是发动机、底盘和变速箱,进入到纯电动时代,三电系统成为了衡量一款车是否具备硬核实力最重要的标准,如果三电系统不扎实却总是空谈智能网联的话,那么新能源车的发展无异于空中楼阁。

而所谓的三电系统指的是动力电池、电机电控以及整车控制器,三电系统当中的每一项看上去都很简单,但是组合在一起有着很高的技术含量,目前世界范围内大部分新能源车企都没有自己的三电系统研发能力。

在备受关注的新造车势力当中,大家也普遍都是以采购的形式,如蔚来的电芯模组来自宁德时代、小鹏的电机来自精进电动,威马的电机则来自的博格华纳,不过像电控这样的核心技术还是要依赖车企自身的研发。

电池技术是新能源车的安全保障

对新能源车企而言,电池包平台化技术是十分关键的,近年来发生的多起新能源汽车自燃事件都与此有关,通常情况下,发生意外的主要原因便是电池内部的热管理技术没做好,电芯过热失控才导致自燃。

就在几天前,湖南长沙一辆理想ONE发生了自燃事件,尽管目前官方尚未出具体详细的事故原因,理想ONE也不是一台标准的纯电动车型,其内部还有增程器等结构,但是毫无疑问此类事件还是给行业内当中的许多车企带来了警醒。

过去的2019年,新能源汽车自燃事故较前一年增加14倍,包括特斯拉、蔚来都先后爆出自燃事件,这也将新能源汽车的电池安全问题推上了风口浪尖。

 

众所周知,电动车的主流电芯材料已经从过去的镍氢、铅酸专为了封装更加灵活、能量密度更高的锂离子电池,三元锂是目前市场上大部分产品所采用的方案,电池容量基本在50-100kWh范围之间。

因此,如何通过前期设计和后期维护,做好三元锂电池包核心技术的技术储备,通过充分的验证保障电池全生命周期的安全,将是很多新能源车企要研究解决的重大课题,安全性也会很大程度上影响着其产品在市场上的竞争力。

大数据如何参与打造电池包技术

威马算是在这个技术问题上关注较早的车企,是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,旗下的威马汽车研究院电池开发及应用中心于2018年底,正式组建Pack安全科,专注于电池系统安全的研究与设计。

该研究院现阶段主要业务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。

威马汽车采用全球领先的电池包平台化技术,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。

 

通常情况下,车企为了质量考虑会选择多家电池供应商,如威马采用了VDA(德国汽车工业联合会)标准的方形电芯,并通过电池包平台化的四大技术,共同确保不同品牌间电池的兼容性,以及电池的高效、安全和可靠。

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。

而大数据预警则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。

基于对动力电池电化学特性的认知和实际应用中积累的丰富经验,威马成都研究院电池开发及应用中心主要负责算法概念模型的搭建;IT中心大数据应用部依托后台数据库和强大的数据处理、分析能力,负责算法的实现与UI界面的呈现。

 

 

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。

半年多以来,双方通力合作、反复沟通,经过不断迭代,已初步搭建完成6个大数据平台模型,并已开始逐渐应用于市场端车辆故障预警。

预警平台初显成效,相比换电模式更靠谱

下一步工作,通过引入机器学习模块,持续提升算法智能程度,赋予其纠偏、纠错的自适应能力,让大数据平台在预警的及时性和准确性方面不断进化。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。

在保证电池包安全方面,另外一家厂商蔚来汽车采用了一种液冷恒温技术,其将铝制液冷板铺于电池模组下,在模组与液冷板之间加入一层导热垫,并在液冷板与壳体底部之间再铺设有隔热和绝缘材料,确保电池整系统的恒温和安全。

正常情况下,电芯的温度传递到模组与冷板接触的底部,再通过导热垫传给液冷板,液冷板外壁再把热量传导到冷却液,达到降为温目的,这个方式的好处在于支持换电模式。

与直接充电的方式相比,换电模式由于其电池可以拆卸,所以能实现可多频次的检修维护,在电池出现问题之前提前排除来,此外换电站也可以集中对多块电池进行管理,比如营造恒温恒湿的标准环境,避免快充所带来的电池损耗,从而延长电池的寿命。

新能源车时代,可靠的三电技术是保障安全的前提

不过,在行业当中普及换电模式至少现阶段并不现实,目前大部分的电动车都是以充电形式设计的,仅有蔚等少数厂家在尝试这个方式,实现这个服务还需要大量的资源来配合,所以相比之下车企自身可靠的电池包技术显得更为重要。

通常来说,电芯是可以直接购买的,但是电池包技术却往往需要自己研发,所以我们才会看到不同的厂家在电池包技术上有着不同的解决方案。

但是总而言之万变不离其宗,一个好的电芯是前提,这样组合成的模组才安全,用模组组合成的电池包才更加可靠。

前不久,有消息称理想汽车ONE将采购比亚迪电芯,自己做电池包技术,从而降低对外部的依赖以及生产成本,可见以电池包技术为核心的电池管理系统正在发挥越来越重要的作用。

而相比之下威马在许多其他车企重视以前,更早地拥有了自己的电池包技术以及自建工厂,刚刚发布威马EX5-Z,其动力电池组也配备了全车热管理2.0系统,这正是体现新造车企业研发实力的重要部分。(本文首发钛媒体,作者/李玉鹏)

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