[01551411]动力电池系统安全与轻量化关键技术研究及应用

动力电池安全与轻量化设计是制约电动汽车大规模产业化的技术瓶颈。该项目在重庆市重点共性技术专项等的支持下，针对上述瓶颈技术展开了技术攻关，取得重大成果。 (1)发明了动力电池热安全评价、探测和抑制技术。首次提出不同滥用场景下电池热安全全方位定量评价技术，解决了电池、箱体、热管理系统等安全设计难题；提出了内短路探测的热失控早期探测主动安全控制方法，提前预警热安全风险并做出处理；通过热失控模型和热扩展模型仿真设计，发明了基于隔热和定向排气等的热扩散抑制设计，提升了电池系统的被动安全性能。对蓄电池包通过加热进行热扩展试验，热失控信号发出后30min未发生外部起火或爆炸，远远超出国标5min的推荐标准。 (2)发明了动力电池电气安全控制和电池安全管理技术。发明了动力电池高压系统自适应故障诊断及定位方法，诊断覆盖率高达97％，获得国内第一张整车企业ISO26262功能安全认证证书；提出了全寿命周期宽温度范围电池SoC/SOP/SOH多状态鲁棒估计方法，0-40℃SoC估算误差≤3％，全温度范围误差≤5％；提出了融合电压、SoC、容量和均衡板温升的动力电池组高效均衡控制策略及评价方法，提高了电池组的使用寿命和均衡安全性，均衡后单体SoC差异小于2％。 (3)提出了高安全高比能机械系统集成及智能下线检测技术。设计了强密封稳定性和高绝缘可靠性的电池机械结构，提升了涉水和碰撞时的高压安全性能；优化动力电芯选型及轻量化结构件设计，箱体减重56.5％，电池系统能量密度从120Wh/kg提升至152Wh/kg以上(NCM523)，和特斯拉Model3相当(美国版150Wh/kg，中国版161Wh/kg)；提出了动力电池总成用下线智能检测系统技术，测试项目21项，单套产品检测时间≤6min，处于行业(6-8min)的领先水平。 研究成果形成了系统性技术创新，知识产权总计76项，其中授权发明专利41项，公开待授权发明专利9项，授权实用新型专利26项。其中热失控建模的成果受邀作为牛津大学电池建模网络研讨课内容，进行全球网络课程讲解；相关的研究报告在国际电动汽车与电池安全会议(ABSC2020)上获得最佳报告奖。 中国兵器装备集团组织的科技成果鉴定专家组一致认为该项目总体技术达到国内领先水平，其中热安全防护技术达到国际先进水平。近三年来累计装车6.69万辆，累积新增销售额48亿元，新增利润6.8亿元。