日前，萬向A一二三系統(tǒng)有限公司工程副總裁陳旸在中國電動汽車百人會2016夏季論壇進(jìn)行了發(fā)言。以下為演講實(shí)錄：

各位領(lǐng)導(dǎo)、專家以及各位同仁，大家下午好！非常榮幸有機(jī)會在這里與大家共同探討電池安全技術(shù)方面的問題，交流經(jīng)驗(yàn)。

今天我要向大家匯報(bào)的主要包括公司的簡單介紹，我們面臨的安全問題的挑戰(zhàn)，A123電芯和系統(tǒng)安全方面的技術(shù)，以及我們對電池安全技術(shù)未來的思考。

A123技術(shù)，大家并不陌生，于2001年啟動，是全球最大的低壓鋰電池的供應(yīng)商。

我們主要產(chǎn)品分為四大塊：

第一，混合動力電池，包括12V啟動電池和48V的微混電池。

第二，高壓乘用車，即EV和PEV車。

第三，商用車。

第四，賽車。我們賽車的目的是通過使用磷酸鐵鋰的高功率電池，把電池技術(shù)推向極致，我們是保時捷919團(tuán)隊(duì)的指定供應(yīng)商。

面臨的挑戰(zhàn)。高能量密度電芯的廣泛應(yīng)用和在電動車本身的廣泛應(yīng)用，給電芯技術(shù)帶來巨大的挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)大家都清楚，包括電池化學(xué)體系、隔膜、陽極、陰極的設(shè)計(jì)等。全生命周期里邊SOC、SOP、SOH的算法，怎么樣做到準(zhǔn)確，怎么樣能把功能安全的理念引入到這個系統(tǒng)當(dāng)中。還有如何滿足12V啟停電池的特殊要求。

質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)方面。當(dāng)有成百萬、上千萬輛的電動車在路上的時候，雖然說兩個PPM是很好的指標(biāo)，但是那個時候兩個PPM可能也不夠，所以我們需要更高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

在電芯研發(fā)技術(shù)上，A123從基礎(chǔ)研發(fā)開始，磷酸鐵鋰之所以和其他客戶的磷酸鐵鋰不一樣，原因就是A123對磷酸鐵鋰的正極材料有非常深入的研究。其中，第一代的納米磷酸鐵鋰技術(shù)在市場上得到了非常廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在我們研發(fā)了第二代超級納米磷酸鐵鋰技術(shù)，這個材料和第一代納米磷酸鐵鋰技術(shù)相比，材料的顆粒從原來的不規(guī)則變成了球形的顆粒，材料的直徑，原來已經(jīng)很小了，現(xiàn)在變得更小，材料密度比原來更高，正是由于這項(xiàng)技術(shù)突破，使得我們從去年開始在12V鋰電池方面的技術(shù)得到了提高。原來12V鋰電池一直不能在歐洲推廣應(yīng)用的主要原因是低溫啟動時不如鉛電池性能好，但現(xiàn)在跟鉛電池一樣，甚至比鉛電池稍稍好一點(diǎn)點(diǎn)，這是我們的經(jīng)驗(yàn)，要從最基礎(chǔ)的開始進(jìn)行研究。

高壓電池方面，我們采用同樣的理念，還要進(jìn)行基礎(chǔ)的陽極方面的研究，帶動整個高能量密度電芯的研發(fā)。這種研發(fā)包括，當(dāng)電芯能量密度從200—350Wh/kg的過程中，能量密度得以提高，安全也要保證。A123怎么樣能做到這一點(diǎn)？通過廣泛參與國際合作，和大專院校、國際組織、研究機(jī)構(gòu)共同合作。這個例子就是和歐陽教授領(lǐng)導(dǎo)的中美清潔能源聯(lián)合研究中心進(jìn)行的研究，我們還參與阿貢實(shí)驗(yàn)室另外一個項(xiàng)目—實(shí)現(xiàn)電芯能量密度從200到300的提升，同時在過程中保證電池安全。同時還包括提高高鎳電芯的循環(huán)壽命，希望能夠降低產(chǎn)品的成本，創(chuàng)造出很多的技術(shù)專利，為行業(yè)做出貢獻(xiàn)。剛才講的48V的產(chǎn)品，講的是電芯的安全。現(xiàn)在我們講產(chǎn)品的安全。我們現(xiàn)在用的超級納米磷酸鐵鋰做成了48V電池，功率密度達(dá)到了2kW/kg，體積功率密度達(dá)到5kW/kg（這是很高的能量密度），現(xiàn)在這個產(chǎn)品已經(jīng)和國內(nèi)外6家主機(jī)廠開始簽訂量產(chǎn)合同，第一個量產(chǎn)合同是在今年年底，在中國，同時這個產(chǎn)品預(yù)計(jì)到2020年產(chǎn)量將達(dá)到100萬。

這個產(chǎn)品的安全特性包括哪些呢？我們用鋁殼的結(jié)構(gòu)，可以滿足疲勞和強(qiáng)度要求，這個產(chǎn)品的防護(hù)等級是IP67的設(shè)計(jì)，里邊甚至采樣線束都是用柔性線路板，里面有熔斷器的集成，即便進(jìn)水也不會導(dǎo)致線路板的短路。由于電芯的電阻非常非常低，所以產(chǎn)生的熱量很少，我們可以采用被動冷卻，使得電芯滿足整車功能要求的情況下，不需要主動冷卻，現(xiàn)在我們已經(jīng)有3—4輛車在吐魯番進(jìn)行夏季實(shí)驗(yàn)，這個產(chǎn)品已經(jīng)完全通過了GB/T31467的實(shí)驗(yàn)，而且是一次性通過的。

這個產(chǎn)品的功能安全方面我簡單介紹一下。對一項(xiàng)安全保護(hù)，比如說過充的保護(hù)，這里邊有多少層的保護(hù)呢？首先，整車控制器的一種保護(hù)是遵循BMS的保護(hù)，如果三層保護(hù)都失靈，還有管路可以把氣體排到車外邊，即便排不到車外邊，最后一層保護(hù)，我們做了大量的實(shí)驗(yàn)研究，來研究過充的情況下氣體常態(tài)是什么樣的，產(chǎn)生多大的熱量，最后研究的結(jié)果是這個氣體的成份和有害物質(zhì)成份，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于安全標(biāo)準(zhǔn)，所以歐洲的主機(jī)廠和全球的主機(jī)廠現(xiàn)在都接受HOB的這個標(biāo)準(zhǔn)。

在高壓方面有沒有采用同樣的技術(shù)？我們所有的電壓要測量、電量也測量、溫度也測量，BMS根據(jù)測量值進(jìn)行判斷，如果超過電流了它會警告你，如果警告不聽我們還有硬件的保護(hù)，可以做到雙重保護(hù)。

多層熔斷機(jī)制，我們產(chǎn)品有五層熔斷機(jī)制，在MSD上有熔斷器，可以保護(hù)電池包的熔斷，在模塊上有熔斷器，線束上有熔斷器，電芯本身還有熔斷器，這樣可以充分保證在短路情況下電芯安全性能得到保護(hù)。

機(jī)械方面，我們大量使用CAE驗(yàn)證我們的產(chǎn)品，這樣可以保證我們的機(jī)械強(qiáng)度。這里面我想提一點(diǎn)，即機(jī)械強(qiáng)度和我們的路況有很大的關(guān)系，我有幸參與很多全球的研發(fā)項(xiàng)目，歐洲廠家和我們廠家不同的地方是：歐美的廠家很少有用SAE和ISO16750作為標(biāo)準(zhǔn)來做他們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，都是根據(jù)自己整車的荷載做設(shè)計(jì)，這樣才能真正做到安全、真正的優(yōu)化，我們很多情況只是用國標(biāo)作為設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，希望我們同行們在這方面多做一些工作，能夠針對有單個的車型做有效的、系統(tǒng)的友好設(shè)計(jì)。

前段時間我們剛剛一個產(chǎn)品過了GB/T31467實(shí)驗(yàn)，我們送去的產(chǎn)品都是一次性通過，我覺得這個案例在國內(nèi)可能不是很多同行可以做得到的，這個基礎(chǔ)來源于我們大量的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和充分的應(yīng)用驗(yàn)證使用了CAE的方法，CAE誰都可以做，但是用驗(yàn)證了的方法來做，得到準(zhǔn)確、可靠的結(jié)果是非常重要的。

最后談一點(diǎn)，我們對未來的展望。我們認(rèn)為電動汽車安全根本是電芯的安全技術(shù)。但我還想強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)細(xì)節(jié)方面的，比如密封，大家知道漏水是很大的安全問題，我們現(xiàn)在的密封設(shè)計(jì)，驗(yàn)證方法（把箱放到水池里邊去），檢測通過了，這項(xiàng)就算通過了。然而實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中，當(dāng)這個車接近壽命尾聲的時候，密封情況如何呢？歐洲有些廠做密封設(shè)計(jì)，先通過機(jī)械疲勞，振動、沖擊，做完了這些東西之后再去做IP67，這才是真正的密封性能。同時我們的檢測還有一點(diǎn)沒有考慮，就是密封材料本身還有壽命的衰減，我們應(yīng)該先預(yù)防密封材料本身壽命的衰減，再來滿足這個密封要求。還有電氣元件絕緣線束的可靠性問題、機(jī)械可擴(kuò)性的問題等等，其中一點(diǎn)是全生命周期的SOP/SOH的可靠性問題。。

最后一個總結(jié)，電池是關(guān)鍵。A123通過參加國際組織、國家研究室、大學(xué)核工業(yè)界的合作，為了確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全，在電池設(shè)計(jì)和制造中心執(zhí)行APQP流程。A123將先進(jìn)系統(tǒng)安全技術(shù)引入電池系統(tǒng)的開發(fā)過程中。A123的產(chǎn)品全部要要按照DVP計(jì)劃進(jìn)行充分的驗(yàn)證。為了進(jìn)一步提高電池的可靠性，產(chǎn)品設(shè)計(jì)要考慮到10年以后、8年以后的安全性。因此，我們必須在實(shí)驗(yàn)的先期開發(fā)一些方法，能夠?qū)崿F(xiàn)這種驗(yàn)證。這些方面希望政府能夠有一些支持，可以保證產(chǎn)品放到市場上“睡得著覺”。這是很重要的因素，需要主機(jī)廠和我們進(jìn)行共同的合作。