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動力電池系統安全性關鍵技術及應用研究本項目來源於廣東工業大學、欣旺達電子股份有限公司和中國科學技術大學的長期產學研合作，開展動力電池系統、電池系統安全性關鍵技術的研發工作。

一、課題來源

本項目來源於廣東工業大學、欣旺達電子股份有限公司和中國科學技術大學的長期產學研合作，開展動力電池系統、電池系統安全性關鍵技術的研發工作。項目的主要內容及技術來源於廣東省科技計劃項目「高安全性動力電池系統的研究及產業化」（2015B010135010）重大項目的支持下，經過近些年的技術攻關，取得了豐富的科研成果，獲得良好的市場效益。

二、技術原理及性能指標

項目的主要研究開發思路：通過三元電池正極材料的熱穩定性提升，結合電芯設計和生產製造工藝的優化獲得高熱穩定性的三元動力電芯;通過分析三元電池及其模組的產熱行為、熱-電化學關聯性及熱失控熱蔓延規律，開發滿足實際工程需求的高控溫、高阻燃、抗泄露/形變的相變材料熱管理模塊;依照功能安全開發流程，對BMS進行安全性優化設計，獲得高精度、安全策略完善的BMS;採用高穩定性的密封材料，保障電池系統整個生命周期滿足IP67的防水等級;本項目從可測、可控以及可防的角度全方位實現對動力電池系統安全性關鍵技術的開發及應用研究。

項目完成技術指標如下

（1）所製造的三元電芯容量≥174 Ah，循環壽命>2500 次，電芯產品的比能量密度≥240 Wh kg-1。已產業化的三元電芯在室溫（25 ℃）1.2C快充/1C放電條件下，循環3200次後容量保持率80%；在高溫（45 ℃）1.2C快充/1C放電條件下，循環2800次後容量保持率80%；其熱安全邊界溫度可提高至150℃。

（2）開發的分布式構架的 BMS，電壓檢測精度為±0.1%，溫度採集精度為±1.5 ℃，SOC 估算精度為3%，SOH 估算精度為5%， 功能安全達到Asil C;

（3）相變控溫材料：導熱係數 ≥ 1.0 W m-1K-1，潛熱 ≥ 110 J g-1，絕緣電阻> 1×1013 Ω，阻燃等級為UL-94V0。

（4）動力電池模組：比能量密度 ≥ 191 Wh kg-1，Pack系統能量密度 ≥150 Wh kg-1，循環壽命 >1500次（DOD100%）;熱管理系統控溫效果：模組最高溫度 ≤ 50 ℃，溫度差 ≤ 2 ℃。

（5）安全算法、雲端預警：通過電池監控的數據採集與分析，建立模型實現安全特性計算，提前從雲端向車端發出預警提示，避免安全災難的發生。

（6）動力電池系統熱失控預警、防護技術：實現對電池系統溫升速率的實時監控，識別並診斷髮出預警信號;實現電池之間熱災害的相互隔離，阻斷熱蔓延傳播。

三、技術的創造性與先進性

本項目通過對關鍵材料改性、電芯設計及生產工藝優化，顯著改善了高能量密度電芯的安全性;開發了具有吸熱均溫功能的複合相變材料，結合高精度、安全策略完善的BMS模塊，實現了電池模組關鍵安全因子的可測、可控和可防，有效提升了動力電池熱安全可靠性和工作壽命。

相關技術獲授權發明專利22件、實用新型專利15件，發表論文21篇。項目產品通過了國家轎車質量監督檢驗中心、萊茵技術監督服務（廣東）有限公司、清華大學深圳國際研究生院材料與器件檢測技術中心、中汽研汽車檢驗中心（天津）有限公司、廣州能源檢測研究院、華測檢測認證集團股份有限公司等的檢測。該項目技術具有創新性，關鍵技術達到國際領先水平，得到了項目評價委員會的高度認可。

四、技術的成熟度、適用範圍和安全性

本項目以智能製造，電動汽車高性能的動力電池組及電池管理系統的開發及產業化為首要目標，圍繞電芯製造，電池組的熱管理及管理系統、電池災害防控為主題開展系列研究。自項目實施以來，項目組聚焦在關鍵技術攻堅與產品預研製相關研究，積極推進項目成果產業化，優化設計適用於產業化的工藝流程，開展生產線建設和調試。

在本項目實施過程中，已實現35億的動力電池組及電池管理系統的銷售額，取得了良好的經濟效益，與多家知名、上市汽車公司建立了長期友好的合作關係。高性能三元動力電池的產業化對於提升新能源電動汽車的安全性和可靠性，以及促進行業快速發展具有重大的意義。從三元電池的材料改性和優化入手，可獲得具有良好結構穩定性與電化學性能的電極材料，從電芯內部提升三元動電池的穩定性和安全性，從而推動上游電池材料行業，促進高能量密度的三元動力電池材料生產和研發。研製的高可靠性複合相變材料，耦合液冷板應用於三元動力電池模組冷卻系統，並輔助以高精度與多功能的BMS模塊，從結構和系統層面大幅提升項目開發的電池模組及PACK的安全性。

五、應用情況

本項目服務於下游的整車製造和銷售企業，為電動汽車提供技術含量高、壽命長、安全性高的動力電池包，從根本上擴大電動汽車的應用市場，增強其續航里程及安全性能。

通過本項目的全面實施，有力了促進本地區電池行業的技術水平升級，帶動了電動汽車整個行業的發展，並以智能製造和新能源技術行業為輻射圈，促進了廣東省甚至全國整個產業鏈的高速發展。

所取得的技術成果在國內已成功應用在五個省市自治區的電動汽車、新能源汽車以及儲能領域，總電池PACK銷售量超過30000多台，如東風柳汽、雲度、廣州小鵬、威睿電動汽車、吉利汽車等公司，取得了良好的客戶評價；在國際技術推廣應用方面，該技術成果應用於歐洲的新能源汽車以及儲能領域，如法國雷諾主流新能源車型的電池供應。