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动力电池系统安全性关键技术及应用研究
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{| class="wikitable" align="right" |- |<center><img src=https://p2.itc.cn/images01/20210219/4256ac3307e7496c8cc721ab05392db1.png width="350"></center> <small>[https://www.sohu.com/a/451412358_120753212 来自 搜狐网 的图片]</small> |} '''动力电池系统安全性关键技术及应用研究'''本项目来源于[[广东工业大学]]、欣旺达电子股份有限公司和中国科学技术大学的长期产学研合作,开展动力电池系统<ref>[https://www.sohu.com/a/220758195_441163 简单易懂的动力电池系统设计讲解],搜狐,2018-02-03</ref>、电池系统安全性关键技术的研发工作。 ==一、课题来源== 本项目来源于广东工业大学、欣旺达电子股份有限公司和中国科学技术大学的长期产学研[[合作]],开展动力电池系统、电池系统安全性关键技术的研发工作。项目的主要内容及技术来源于[[广东省]]科技计划项目“高安全性动力电池系统的研究及产业化”(2015B010135010)重大项目的支持下,经过近些年的技术攻关,取得了丰富的科研成果,获得良好的市场效益。 ==二、技术原理及性能指标== 项目的主要[[研究]]开发思路:通过三元电池正极材料的热稳定性提升,结合电芯设计和生产制造工艺的优化获得高热稳定性的三元动力电芯;通过分析三元电池及其模组的产热行为、热-电化学关联性及热失控热蔓延规律,开发满足实际工程需求的高控温、高阻燃、抗泄露/形变的相变材料热管理模块;依照功能安全开发流程,对BMS进行安全性优化[[设计]],获得高精度、安全策略完善的BMS;采用高稳定性的密封材料,保障电池系统整个生命周期满足IP67的防水等级;本项目从可测、可控以及可防的角度全方位实现对动力电池系统安全性关键技术的开发及应用研究。 ===项目完成技术指标如下=== (1)所制造的三元电芯容量≥174 Ah,循环[[寿命]]>2500 次,电芯产品的比能量密度≥240 Wh kg-1。已产业化的三元电芯在室温(25 ℃)1.2C快充/1C放电条件下,循环3200次后容量保持率80%;在高温(45 ℃)1.2C快充/1C放电条件下,循环2800次后容量保持率80%;其热安全边界温度可提高至150℃。 (2)开发的[[分布]]式构架的 BMS,电压检测精度为±0.1%,温度采集精度为±1.5 ℃,SOC 估算精度为3%,SOH 估算精度为5%, 功能安全达到Asil C; (3)相变控温材料:导热系数 ≥ 1.0 W m-1K-1,潜热 ≥ 110 J g-1,绝缘电阻<ref>[https://www.sohu.com/a/481657405_120972689 什么是绝缘电阻?],搜狐,2021-08-05</ref>> 1×1013 Ω,阻燃等级为UL-94V0。 (4)动力电池模组:比能量[[密度]] ≥ 191 Wh kg-1,Pack系统能量密度 ≥150 Wh kg-1,循环寿命 >1500次(DOD100%);热管理系统控温效果:模组最高温度 ≤ 50 ℃,温度差 ≤ 2 ℃。 (5)安全算法、云端预警:通过电池监控的[[数据]]采集与分析,建立模型实现安全特性计算,提前从云端向车端发出预警提示,避免安全灾难的发生。 (6)动力电池系统热失控预警、防护[[技术]]:实现对电池系统温升速率的实时监控,识别并诊断发出预警信号;实现电池之间热灾害的相互隔离,阻断热蔓延传播。 ==三、技术的创造性与先进性== 本项目通过对关键材料改性、电芯设计及生产工艺优化,显著改善了高能量密度电芯的安全性;开发了具有吸热均温功能的复合相变材料,结合高精度、安全策略完善的BMS模块,实现了电池模组关键安全[[因子]]的可测、可控和可防,有效提升了动力电池热安全可靠性和工作寿命。 相关技术获授权发明专利22件、实用新型专利15件,发表论文21篇。项目产品通过了国家轿车质量监督检验中心、莱茵技术监督服务(广东)有限公司、清华大学深圳国际[[研究生]]院材料与器件检测技术中心、中汽研汽车检验中心(天津)有限公司、广州能源检测研究院、华测检测认证集团股份有限公司等的检测。该项目技术具有创新性,关键技术达到国际领先水平,得到了项目评价委员会的高度认可。 ==四、技术的成熟度、适用范围和安全性== 本项目以智能制造,电动汽车高性能的动力电池组及电池管理系统的开发及产业化为首要目标,围绕电芯制造,电池组的热管理及管理系统、电池灾害防控为主题开展系列研究。自[[项目]]实施以来,项目组聚焦在关键技术攻坚与产品预研制相关研究,积极推进项目成果产业化,优化设计适用于产业化的工艺流程,开展生产线建设和调试。 在本项目实施过程中,已实现35亿的动力电池组及电池管理系统的销售额,取得了良好的[[经济效益]],与多家知名、上市汽车公司建立了长期友好的合作关系。高性能三元动力电池的产业化对于提升新能源电动汽车的安全性和可靠性,以及促进行业快速发展具有重大的意义。从三元电池的材料改性和优化入手,可获得具有良好结构稳定性与电[[化学]]性能的电极材料,从电芯内部提升三元动电池的稳定性和安全性,从而推动上游电池材料行业,促进高能量密度的三元动力电池材料生产和研发。研制的高可靠性复合相变材料,耦合液冷板应用于三元动力电池模组冷却系统,并辅助以高精度与多功能的BMS模块,从结构和系统层面大幅提升项目开发的电池模组及PACK的安全性。 ==五、应用情况== 本项目服务于下游的整车制造和[[销售]]企业,为电动汽车提供技术含量高、寿命长、安全性高的动力电池包,从根本上扩大电动汽车的应用市场,增强其续航里程及安全性能。 通过本项目的全面实施,有力了促进本地区电池[[行业]]的技术水平升级,带动了电动汽车整个行业的发展,并以智能制造和新能源技术行业为辐射圈,促进了广东省甚至全国整个产业链的高速发展。 所取得的技术成果在国内已成功应用在五个省市自治区的[[电动汽车]]、新能源汽车以及储能领域,总电池PACK销售量超过30000多台,如东风柳汽、云度、广州小鹏、威睿电动汽车、吉利汽车等公司,取得了良好的客户评价;在国际技术推广应用方面,该技术成果应用于欧洲的新能源汽车以及储能领域,如法国雷诺主流新能源车型的电池供应。 ==参考文献== [[Category:500 社會科學類]]
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