新能源车时代,可靠的三电技术是保障安全的前提
傳統的燃油車當中,最重要的三大件是發動機、底盤和變速箱,進入到純電動時代,三電系統成為了衡量一款車是否具備硬核實力最重要的標準,如果三電系統不扎實卻總是空談智能網聯的話,那么新能源車的發展無異于空中樓閣。
而所謂的三電系統指的是動力電池、電機電控以及整車控制器,三電系統當中的每一項看上去都很簡單,但是組合在一起有著很高的技術含量,目前世界范圍內大部分新能源車企都沒有自己的三電系統研發能力。
在備受關注的新造車勢力當中,大家也普遍都是以采購的形式,如蔚來的電芯模組來自寧德時代、小鵬的電機來自精進電動,威馬的電機則來自的博格華納,不過像電控這樣的核心技術還是要依賴車企自身的研發。
電池技術是新能源車的安全保障
對新能源車企而言,電池包平臺化技術是十分關鍵的,近年來發生的多起新能源汽車自燃事件都與此有關,通常情況下,發生意外的主要原因便是電池內部的熱管理技術沒做好,電芯過熱失控才導致自燃。
就在幾天前,湖南長沙一輛理想 ONE 發生了自燃事件,盡管目前官方尚未出具體詳細的事故原因,理想 ONE 也不是一臺標準的純電動車型,其內部還有增程器等結構,但是毫無疑問此類事件還是給行業內當中的許多車企帶來了警醒。
過去的 2019 年,新能源汽車自燃事故較前一年增加 14 倍,包括特斯拉、蔚來都先后爆出自燃事件,這也將新能源汽車的電池安全問題推上了風口浪尖。
眾所周知,電動車的主流電芯材料已經從過去的鎳氫、鉛酸專為了封裝更加靈活、能量密度更高的鋰離子電池,三元鋰是目前市場上大部分產品所采用的方案,電池容量基本在 50-100kWh 范圍之間。
因此,如何通過前期設計和后期維護,做好三元鋰電池包核心技術的技術儲備,通過充分的驗證保障電池全生命周期的安全,將是很多新能源車企要研究解決的重大課題,安全性也會很大程度上影響著其產品在市場上的競爭力。
大數據如何參與打造電池包技術
威馬算是在這個技術問題上關注較早的車企,是造車新勢力陣營中唯一配有電池包自主研發和生產配套的廠商,旗下的威馬汽車研究院電池開發及應用中心于 2018 年底,正式組建 Pack 安全科,專注于電池系統安全的研究與設計。
該研究院現階段主要業務涵蓋電池系統的機械安全、電氣安全、熱安全及大數據預警四個板塊。后期計劃逐步增加功能安全、化學安全兩個板塊以豐富和完善電池系統的安全版圖。
威馬汽車采用全球領先的電池包平臺化技術,兼容國內主流電池供應商生產的電芯模組,這種自主定制化電池管理方案,確保了電池的安全、可靠以及高續航能力,同時能夠大幅提升產品迭代能力。
通常情況下,車企為了質量考慮會選擇多家電池供應商,如威馬采用了 VDA(德國汽車工業聯合會)標準的方形電芯,并通過電池包平臺化的四大技術,共同確保不同品牌間電池的兼容性,以及電池的高效、安全和可靠。
電池系統機械、電氣、熱安全的設計,在工程可行性的前提下,通常有一定的設計冗余,但也只能盡量做到“保”和“防”,在極端工況下,仍然無法完全杜絕失效的發生。
而大數據預警則是對上述手段的補充,起到“探”和“測”的作用,是電池系統安全方案的 Plan B,即第二道保險。
基于對動力電池電化學特性的認知和實際應用中積累的豐富經驗,威馬成都研究院電池開發及應用中心主要負責算法概念模型的搭建;IT 中心大數據應用部依托后臺數據庫和強大的數據處理、分析能力,負責算法的實現與 UI 界面的呈現。
其運作原理可簡單概括為:后臺檢索所有車輛涉及動力電池的關鍵信息,依靠自動算法過濾掉無效或干擾因素,最終篩選出可疑問題車輛,并呈現在預警平臺。
半年多以來,雙方通力合作、反復溝通,經過不斷迭代,已初步搭建完成 6 個大數據平臺模型,并已開始逐漸應用于市場端車輛故障預警。
預警平臺初顯成效,相比換電模式更靠譜
下一步工作,通過引入機器學習模塊,持續提升算法智能程度,賦予其糾偏、糾錯的自適應能力,讓大數據平臺在預警的及時性和準確性方面不斷進化。通過大數據預警平臺的應用來實現電池系統這個偏硬件板塊的智能化。
在保證電池包安全方面,另外一家廠商蔚來汽車采用了一種液冷恒溫技術,其將鋁制液冷板鋪于電池模組下,在模組與液冷板之間加入一層導熱墊,并在液冷板與殼體底部之間再鋪設有隔熱和絕緣材料,確保電池整系統的恒溫和安全。
正常情況下,電芯的溫度傳遞到模組與冷板接觸的底部,再通過導熱墊傳給液冷板,液冷板外壁再把熱量傳導到冷卻液,達到降為溫目的,這個方式的好處在于支持換電模式。
與直接充電的方式相比,換電模式由于其電池可以拆卸,所以能實現可多頻次的檢修維護,在電池出現問題之前提前排除來,此外換電站也可以集中對多塊電池進行管理,比如營造恒溫恒濕的標準環境,避免快充所帶來的電池損耗,從而延長電池的壽命。
不過,在行業當中普及換電模式至少現階段并不現實,目前大部分的電動車都是以充電形式設計的,僅有蔚等少數廠家在嘗試這個方式,實現這個服務還需要大量的資源來配合,所以相比之下車企自身可靠的電池包技術顯得更為重要。
通常來說,電芯是可以直接購買的,但是電池包技術卻往往需要自己研發,所以我們才會看到不同的廠家在電池包技術上有著不同的解決方案。
但是總而言之萬變不離其宗,一個好的電芯是前提,這樣組合成的模組才安全,用模組組合成的電池包才更加可靠。
前不久,有消息稱理想汽車 ONE 將采購比亞迪電芯,自己做電池包技術,從而降低對外部的依賴以及生產成本,可見以電池包技術為核心的電池管理系統正在發揮越來越重要的作用。
而相比之下威馬在許多其他車企重視以前,更早地擁有了自己的電池包技術以及自建工廠,剛剛發布威馬 EX5-Z,其動力電池組也配備了全車熱管理 2.0 系統,這正是體現新造車企業研發實力的重要部分。(本文首發鈦媒體,作者/李玉鵬)
總結
以上是生活随笔為你收集整理的新能源车时代,可靠的三电技术是保障安全的前提的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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