CIBF丨奇瑞新能源曾祥兵：车用软包电池成组提升与保护措施

2021年3月19日，由中国化学与物理动力工业协会动力电池应用分会、电池中国网联合举办的第二届新能源汽车及动力电池国际交流大会(CIBF·深圳)在深圳举行。大会期间，奇瑞新能源汽车科技有限公司电池系统部部长曾祥兵发表了题为《车用柔性电池集团推广与保护措施》的主题报告。

以下为演讲实录:

我今天的话题是关于柔性电池组成的推广和安全设计。从几个方面来说:1。柔性电池市场的规模和应用优势；2.柔性电池模块的发展趋势:3.团体推广；4.安全设计。我们可以看到，有软包，有圆柱形，有方形，各有利弊。2016年，韩国三星和LG各有特色。我们对主机厂的软袋技术路线没有特别偏好，或者说不喜欢。这些都是可以接受的技术路线状态。我们也可以看到(图)这是一个行业的预测。到2025年到100Gwh，未来软包装的产业链也将非常普及。

这是我预测软包电池组装效率的趋势。之前主要是不规范状态，这个群体效率低。后来软包改成了标准模块，客车的空间适应了标准模块，所以承载能力提高了。未来是一个大模块，是一个比较空洞的概念。是个模糊的概念，不一定是大模块。可以从现有尺寸扩展电池。我们做过测试，发现一组电池可以达到95%，电池相当于模块的状态。这一块还有很大的空间。

从提高模块组合效率的角度，应该从几个方面入手:1。轻量化设计；2.提高了空间利用率；3.电池单元的能量密度得到提高。轻量化设计是基于模块、系统、新材料、新技术、使用更新材料的模块和上下游的系统。比如刚才有同事介绍的盒子，现在用的是钣金和铝合金。我们可以用高强度塑料来改善我们的状态。空间利用率就是如何让电芯的布局空间和整车的空间边界更加规范，不要在那里放一些浪费的空间。这是我们应该做的。还有集成大模块技术。如果提高电器的能量密度，整体效率会大大提高。

轻量化会从几个角度降低。以左边的盒子为例，从设计、工艺、材料入手。从设计上来说，希望有结构设计优化，比如做成平板或者镂空板，重量会有变化。使用的复合材料，最近看到的PCM材料，会比PP更轻更结实，成本可能会涨一点，看选在哪里了。下壳铝合金2.7，镁铝合金强度会增加，这也是一个突破。在工艺上，所有工序的连接都是单宁酸和激光焊接的状态，也可以用粘胶的结构，也就是小蚂蚁的身体。铝合金的状态是胶合，结构密度比金属轻，可以提高材料的性能。

另一个是标准化和平台化的研究。这项研究如何提高效率？效率有很多种，生产效率，利用效率，缩短开发周期，降低风险，也可以提高效率。我们也提倡平台化，大规模的物料，可以供不同的供应商使用，整体流程成本控制更科学。

我来说说软袋的安全设计。昨天魏老师也讲了软袋电池的一大特点——膨胀。通货膨胀就一定是错的吗？任何电芯都有膨胀，如何抑制膨胀对电池的影响？这就是我们要做的。可能有一些原因，也可能有一些影响结构稳定性的因素。怎么优化呢？有两部分要做:1 .在电池开发的过程中，也就是整个生命周期，如何控制膨胀率，如何测试膨胀率，通过仿真手段和验证手段探索基础数据，然后将基础数据应用到结构中，再用力学模型表达模块结构，这是设计阶段的第一项工作。

2.现在所有开发流程的验证时间都很短，所有的时间都很短。大家都觉得现在的开发周期可以很快。如果有两年周期验证，可以测试模块周期周期和型号周期，把扩展测试做到位，至少从这个角度来说，这也是我们重点考虑的。呼吁同行多积累，因为电动车已经发展了十年，多积累一些数据可以作为行业交流的基础数据库，对以后的电池应用肯定有很大的帮助。

从力学的角度做大量的工作，将分为六个部分:1。防振荡设计。振动是强度的设计，所以在设计上做好仿真；大家普遍验证的标准就是国标，国标就是门槛。企业电池厂和主机厂要高于国标，让客户有更好的产品应用体验，前期采用更严格的标准。最早的一款车是2014年上市的，但至今没有因为振动出现故障。这项工作需要做得细致。2.防挤压设计。我们面临着新能源汽车应用和传统汽车应用在不同领域的概念。以前是传统车撞底盘就坏了，现在电池跟传统车有一些变化，好像油箱坏了，会有危险。现在这一块的工作，怎么让底盘防护更有效，但是没有办法让装甲车，有点难，怎么找到最合理的设计。3.密封设计。进水肯定会导致短路。如何保证在全生命周期(10年)内使用？现在实验室的要求是疲劳振动和循环寿命试验后做RPX7和RPX9实验，以保证电池组的防水性能。现在可以保证电池24小时内泡在水里，这样就不用泡了。这个标准也会提高，对暴雨和暴雨有很好的抵抗能力。4.抗冲击设计。特别是路面不平整，有一些大石头，这也需要一定的工作。整车是要和电池组碰撞的，不仅仅是一块，还有整车。机械全方位保护，等等。

电气安全可以做很多工作，真的发生的时候，短路保护，人体触摸保护等等，这些都是我们需要做的工作。现在挺火的，新闻也多了。这方面的工作比以前更受重视了。新的阻燃材料和保温材料正在推，可以加强模块和模块的保温，或者阻断热传导。因为能量密度是不断迭代递进的，所以人们认为能量密度是第一位的，把安全的事情放在后面。这两年，鼓励政策一直在弱化。我觉得还是要回归设计的本质，安全是首要位置。我们不应该吝啬耐热和阻燃措施的应用，这些措施可能会降低能源密度，但会更好地提高能源安全。

在热安全方面，要进一步控制热失控，延长发生时间，确保生命财产安全。我们应该做一系列的工作，如处理热失控的性质，分析热扩散，预案，保护方案等。，最大程度保护乘客的人身和财产安全。

功能安全也被越来越多的提了出来，功能安全更多的是电池管理系统。电池安全设计是重中之重，要从整车安全贯穿整车开发的过程和目标，再逐步分解到系统和模块，形成一个完整的循环。要做好每个环节的安全设计。

未来，电池和模块的制造能力和工艺水平将不断提高，软包电器的一致性也将不断提高。随着标准化模块和方形电池大模块的发展趋势，成本会越来越被理解。在软包技术和方形电池的开发上，我们还需要做更多的工作。基于电芯自身安全性和高能量的优势，首先要强化安全设计的理念，对安全设计流程进行规划和设计，打造更安全可靠的流程。我就分享这么多。谢谢你。

(注:本文根据现场速记整理，未经主讲人审核。仅供参考。请勿转载！)

扫描下方二维码，关注“第二届新能源汽车及动力电池国际交流大会(CIBF深)”直播专题！1 2021年3月19日，由中国化学与物理动力工业协会动力电池应用分会、电池中国网联合举办的第二届新能源汽车及动力电池国际交流大会(CIBF·深圳)在深圳召开。大会期间，奇瑞新能源汽车科技有限公司电池系统部部长曾祥兵发表了题为《车用柔性电池集团推广与保护措施》的主题报告。

以下为演讲实录:

我今天的话题是关于柔性电池组成的推广和安全设计。从几个方面来说:1。柔性电池市场的规模和应用优势；2.柔性电池模块的发展趋势:3.团体推广；4.安全设计。我们可以看到，有软包，有圆柱形，有方形，各有利弊。2016年，韩国三星和LG各有特色。我们对主机厂的软袋技术路线没有特别偏好，或者说不喜欢。这些都是可以接受的技术路线状态。我们也可以看到(图)这是一个行业的预测。到2025年到100Gwh，未来软包装的产业链也将非常普及。

这是我预测软包电池组装效率的趋势。之前主要是不规范状态，这个群体效率低。后来软包改成了标准模块，客车的空间适应了标准模块，所以承载能力提高了。未来是一个大模块，是一个比较空洞的概念。是个模糊的概念，不一定是大模块。可以从现有尺寸扩展电池。我们做过测试，发现一组电池可以达到95%，电池相当于模块的状态。这一块还有很大的空间。

从提高模块组合效率的角度，应该从几个方面入手:1。轻量化设计；2.提高了空间利用率；3.电池单元的能量密度得到提高。轻量化设计是基于模块、系统、新材料、新技术、使用更新材料的模块和上下游的系统。比如刚才有同事介绍的盒子，现在用的是钣金和铝合金。我们可以用高强度塑料来改善我们的状态。空间利用率就是如何让电芯的布局空间和整车的空间边界更加规范，不要在那里放一些浪费的空间。这是我们应该做的。还有集成大模块技术。如果提高电器的能量密度，整体效率会大大提高。

轻量化会从几个角度降低。以左边的盒子为例，从设计、工艺、材料入手。从设计上来说，希望有结构设计优化，比如做成平板或者镂空板，重量会有变化。使用的复合材料，最近看到的PCM材料，会比PP更轻更结实，成本可能会涨一点，看选在哪里了。下壳铝合金2.7，镁铝合金强度会增加，这也是一个突破。在工艺上，所有工序的连接都是单宁酸和激光焊接的状态，也可以用粘胶的结构，也就是小蚂蚁的身体。铝合金的状态是胶合，结构密度比金属轻，可以提高材料的性能。

另一个是标准化和平台化的研究。这项研究如何提高效率？效率有很多种，生产效率，利用效率，缩短开发周期，降低风险，也可以提高效率。我们也提倡平台化，大规模的物料，可以供不同的供应商使用，整体流程成本控制更科学。

我来说说软袋的安全设计。昨天魏老师也讲了软袋电池的一大特点——膨胀。通货膨胀就一定是错的吗？任何电芯都有膨胀，如何抑制膨胀对电池的影响？这就是我们要做的。可能有一些原因，也可能有一些影响结构稳定性的因素。怎么优化呢？有两部分要做:1 .在电池开发的过程中，也就是整个生命周期，如何控制膨胀率，如何测试膨胀率，通过仿真手段和验证手段探索基础数据，然后将基础数据应用到结构中，再用力学模型表达模块结构，这是设计阶段的第一项工作。

2.现在所有开发流程的验证时间都很短，所有的时间都很短。大家都觉得现在的开发周期可以很快。如果有两年周期验证，可以测试模块周期周期和型号周期，把扩展测试做到位，至少从这个角度来说，这也是我们重点考虑的。呼吁同行多积累，因为电动车已经发展了十年，多积累一些数据可以作为行业交流的基础数据库，对以后的电池应用肯定有很大的帮助。

从力学的角度做大量的工作，将分为六个部分:1。防振荡设计。振动是强度的设计，所以在设计上做好仿真；大家普遍验证的标准就是国标，国标就是门槛。企业电池厂和主机厂要高于国标，让客户有更好的产品应用体验，前期采用更严格的标准。最早的一款车是2014年上市的，但至今没有因为振动出现故障。这项工作需要做得细致。2.防挤压设计。我们面临着新能源汽车应用和传统汽车应用在不同领域的概念。以前是传统车撞底盘就坏了，现在电池跟传统车有一些变化，好像油箱坏了，会有危险。现在这一块的工作，怎么让底盘防护更有效，但是没有办法让装甲车，有点难，怎么找到最合理的设计。3.密封设计。进水肯定会导致短路。如何保证在全生命周期(10年)内使用？现在实验室的要求是疲劳振动和循环寿命试验后做RPX7和RPX9实验，以保证电池组的防水性能。现在可以保证电池24小时内泡在水里，这样就不用泡了。这个标准也会提高，对暴雨和暴雨有很好的抵抗能力。4.抗冲击设计。特别是路面不平整，有一些大石头，这也需要一定的工作。整车是要和电池组碰撞的，不仅仅是一块，还有整车。机械全方位保护，等等。

电气安全可以做很多工作，真的发生的时候，短路保护，人体触摸保护等等，这些都是我们需要做的工作。现在挺火的，新闻也多了。这方面的工作比以前更受重视了。新的阻燃材料和保温材料正在推，可以加强模块和模块的保温，或者阻断热传导。因为能量密度是不断迭代递进的，所以人们认为能量密度是第一位的，把安全的事情放在后面。这两年，鼓励政策一直在弱化。我觉得还是要回归设计的本质，安全是首要位置。我们不应该吝啬耐热和阻燃措施的应用，这些措施可能会降低能源密度，但会更好地提高能源安全。

在热安全方面，要进一步控制热失控，延长发生时间，确保生命财产安全。我们应该做一系列的工作，如处理热失控的性质，分析热扩散，预案，保护方案等。，最大程度保护乘客的人身和财产安全。

功能安全也被越来越多的提了出来，功能安全更多的是电池管理系统。电池安全设计是重中之重，要从整车安全贯穿整车开发的过程和目标，再逐步分解到系统和模块，形成一个完整的循环。要做好每个环节的安全设计。

未来，电池和模块的制造能力和工艺水平将不断提高，软包电器的一致性也将不断提高。随着标准化模块和方形电池大模块的发展趋势，成本会越来越被理解。在软包技术和方形电池的开发上，我们还需要做更多的工作。基于电芯自身安全性和高能量的优势，首先要强化安全设计的理念，对安全设计流程进行规划和设计，打造更安全可靠的流程。我就分享这么多。谢谢你。

(注:本文根据现场速记整理，未经主讲人审核。仅供参考。请勿转载！)

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