張仁柏認(rèn)為，作為一家專業(yè)的動(dòng)力電池系統(tǒng)公司，普萊德也同動(dòng)力電芯企業(yè)一樣，面臨既要高比能量，又要高安全的矛盾問題。

“我們連續(xù)五年獨(dú)立第三方Pack企業(yè)排名第一，去年整個(gè)出貨量大約是2.3GWh，今年預(yù)測(cè)4.7GWh。”

近日，北京普萊德新能源電池科技有限公司（下稱“普萊德”）副總裁張仁柏在“中國(guó)(青海)鋰產(chǎn)業(yè)與動(dòng)力電池國(guó)際高峰論壇”上自信地表示，普萊德?lián)碛?00多項(xiàng)專利，其中發(fā)明專利136項(xiàng)，這成為公司產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的保障。

目前，市場(chǎng)上搭載普萊德動(dòng)力電池系統(tǒng)的車型數(shù)量達(dá)到3000輛車，已經(jīng)運(yùn)行了三年，體現(xiàn)了市場(chǎng)的接受度和技術(shù)可靠性。

▲普萊德副總裁張仁柏

張仁柏認(rèn)為，作為一家專業(yè)的動(dòng)力電池系統(tǒng)公司，普萊德首先就是要關(guān)注安全，但基于國(guó)家新能源汽車補(bǔ)貼退坡、雙積分等政策的頒布，普萊德也同動(dòng)力電芯企業(yè)一樣，面臨既要高比能量，又要高安全的矛盾問題。如何平衡兩者，成為雙方的共性問題。

為此，他以專業(yè)的動(dòng)力電池系統(tǒng)企業(yè)角度，從整個(gè)電池系統(tǒng)的失效模式、四大電池系統(tǒng)安全、熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電池輕量化技術(shù)等多個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述。

（一）電池系統(tǒng)失效模式

動(dòng)力電池系統(tǒng)安全肯定最先分析整個(gè)電池系統(tǒng)的失效模式。我列了一下有五項(xiàng)，一是電擊，即電能非正常釋放，然后是燃燒、爆炸、碰撞、腐蝕。

因?yàn)槊抠u一輛車基本質(zhì)保條件是八年12萬(wàn)公里，在這種情況下腐蝕也會(huì)影響到車輛的可靠性。腐蝕也是關(guān)注安全的一個(gè)方面。

（二）四大電池系統(tǒng)安全

普萊德開發(fā)的創(chuàng)新點(diǎn)，電池系統(tǒng)安全測(cè)試至少有四大安全。第一個(gè)是化學(xué)安全，材料阻燃、電芯安全，包括一些標(biāo)識(shí)。

第二個(gè)電氣安全是系統(tǒng)上設(shè)計(jì)的重要關(guān)注點(diǎn)，膨脹力、傳感、電壓采集、溫度采集，絕緣耐壓、電磁兼容，電磁評(píng)比、漏液檢測(cè)、冗余設(shè)計(jì)，交叉檢驗(yàn)算法。

第三個(gè)機(jī)械安全。現(xiàn)在行業(yè)里面可以做到IP67，后續(xù)會(huì)做到IP68，這里面還有隔熱、耐腐蝕、耐振動(dòng)。

第四個(gè)最重要的是功能安全。基于ISO26262，把電池系統(tǒng)放在汽車?yán)锩妫δ馨踩缸詣?dòng)滅火、主動(dòng)&被動(dòng)安全、碰撞過程中斷開、高壓。剛才孚能的王總也介紹了整個(gè)電池系統(tǒng)里面的容斷等等設(shè)計(jì)，包括濕度、煙霧、短路、過充。

一個(gè)電池包的開發(fā)周期一般是24個(gè)月，其中光測(cè)試要求就要高于國(guó)標(biāo)，或基本跟國(guó)際上持平，現(xiàn)在也增加了測(cè)試數(shù)量。

普萊德的產(chǎn)品安全采用全仿真的分析，有靜力、球擊、模態(tài)、振動(dòng)，還有沖擊、擠壓、疲勞和碰撞。從電芯到模組級(jí)的仿真模型，這都是必備的設(shè)計(jì)。很多廠家找我們說(shuō)三個(gè)月開發(fā)一個(gè)電池包，這確實(shí)很難，一般測(cè)試都是標(biāo)準(zhǔn)24個(gè)月的周期。

（三）安全與能量密度如何平衡

基于新能源汽車補(bǔ)貼退坡和雙積分的推動(dòng)，大家看到我們做電池系統(tǒng)和做電芯一樣，也是一個(gè)矛盾體，既要高比能量，又要高安全，這要如何平衡呢？這是一個(gè)共性問題。

除了電芯溫度提高，Pack結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是提升能量密度的重要方面，同時(shí)要保障整個(gè)動(dòng)力電池系統(tǒng)安全，這是我們每天都要考慮的問題。

目前，能量密度目標(biāo)，整個(gè)行業(yè)的平均成組效率在65%，普萊德項(xiàng)目目標(biāo)是80%；安全性的目標(biāo)，我們通過BMS的核心技術(shù)、系統(tǒng)控制策略優(yōu)化、結(jié)構(gòu)優(yōu)化，還有一些系統(tǒng)設(shè)計(jì)，希望把電池系統(tǒng)保持零事故，這里面基本涉及七大方面：集成模組設(shè)計(jì)、系統(tǒng)輕量化、廣義BMS的設(shè)計(jì)、熱設(shè)計(jì)、梯次利用等。

熱管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，我們攜帶的主要產(chǎn)品都是采用液冷方式，因?yàn)槟芰棵芏忍嵘龑?duì)熱管理、保障安全很重要。

系統(tǒng)輕量化設(shè)計(jì)方面，從以前的鈑金到?jīng)_壓，現(xiàn)在全面轉(zhuǎn)接到高強(qiáng)度鋁和復(fù)合材料，我們?cè)谀＝M設(shè)計(jì)里面再加上一些固定邊框，同時(shí)加強(qiáng)了溫度傳感器和電壓測(cè)試系統(tǒng)，能夠保障能量密度達(dá)到一定的指標(biāo)。

BMS方面，除了對(duì)產(chǎn)品的檢控以外，我們對(duì)SOC、SOP、SOH的管理也做了后臺(tái)大數(shù)據(jù)，保障每一輛車在運(yùn)行過程中都有數(shù)據(jù)記錄，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)全面可追蹤，監(jiān)督它的健康狀況并進(jìn)行預(yù)測(cè)。

除從上述三方面著手外，普萊德進(jìn)一步解釋了集成標(biāo)準(zhǔn)模組的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)輕量化設(shè)計(jì)，并針對(duì)全生命周期的廣義BMS和熱設(shè)計(jì)做了一些工作。

這是我們的自動(dòng)化工藝設(shè)計(jì)里面的部分，包括我們的光學(xué)檢測(cè)、激光連續(xù)焊、工裝模塊化的組裝、CMT機(jī)器人，還有一拖二雙工位焊接工藝，大大提升了制造的效率和可靠性。

其中，重點(diǎn)講BMS里面的大數(shù)據(jù)庫(kù)部分。整個(gè)工作原理是，通過電池系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)、電池系統(tǒng)參數(shù)傳輸、模式算法，最后達(dá)到經(jīng)由云平臺(tái)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)里面進(jìn)行結(jié)果的可視化和電池保養(yǎng)的提示。保證我們的產(chǎn)品出去以后除了BMS在車上的重視，也有后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)跟蹤。

（四）電池輕量化

輕量化方面，普萊德從結(jié)構(gòu)、材料和工藝?yán)锩孀隽艘恍┚唧w工作。比如結(jié)構(gòu)上，普萊德有一個(gè)Pack結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

匯總一下整個(gè)對(duì)于安全、能量密度和可靠性做的一些工作。這是整個(gè)電池包的拓?fù)鋱D，里面包括模組、電子電氣、熱管理、電池連接件、輔助材料等等。

這是260km和350km兩個(gè)電池包的對(duì)比，我們是用實(shí)施鋁合金型材電池殼體技術(shù)方案分析，保證強(qiáng)度與可靠性基礎(chǔ)上，控制模具投資，實(shí)現(xiàn)重量和成本的降低，同時(shí)關(guān)注電池下殼體選材，對(duì)比重量范圍、模具投入、生產(chǎn)節(jié)拍和成本預(yù)估四方面進(jìn)行分析。

從成本來(lái)講，以前講鋁材一般的成本是鋼材的三倍，重量是鋼材的1/3，但是現(xiàn)在通過技術(shù)提升，成本能夠控制在3000元左右，但是開發(fā)時(shí)間也嚴(yán)重縮短，從6個(gè)月縮短到1個(gè)月，重量從以前一個(gè)電池包60公斤降到40公斤。

這是整個(gè)的數(shù)據(jù)對(duì)比，材料強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)度等。這是結(jié)構(gòu)差異和不同的可靠性的數(shù)據(jù)分析。

通過這種分析大家可以看到，擠壓鋁型電池的殼輕量化效果明顯，開發(fā)周期短，投資最小，并且生產(chǎn)效率高、成本低，所以現(xiàn)在從今年開始全面轉(zhuǎn)換成一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路。