【金砖锂电论坛】范云杰:免焊接工艺和智能充电

发布日期:2020-11-18

核心提示:深圳电池行业协会、第一锂电网共同举办的2020中国国际锂电技术发展高峰论坛于11月2日-3日在深圳会展中心盛大召开。本次论坛以新

深圳电池微信图片_20201118175334行业协会、第一锂电网共同举办的“2020中国国际锂电技术发展高峰论坛”于11月2日-3日在深圳会展中心盛大召开。本次论坛以“新技术、新应用、新发展”为主题,推动企业交流发展。

郑总比克新动力科技有限公司  总经理--范云杰 在本次中国国际锂电技术发展高峰论坛做了《免焊接工艺和智能充电》的主题演讲,现场演讲实录如下:

 

刚刚很多专家讲了新能源发展的情况,我接下来分享锂电池的应用。简单的公司介绍;两个中间环节,技术分享和智能充电器的方向;最后是在研项目的介绍。

比克电池首创2001年总部在深圳龙岗,集锂电池电池、电动汽车、电池回收三大核心为一体的国际领先的新能源企业。有深圳比克动力、郑州比克电池、郑州比克新能源汽车、郑州比克新动力,下面是历程,就不讲了。

比克新能源公司成立于2009年,专注于短途出行锂电池产品领域。公司有几大核心优势,第一块还是电信,18650电芯在国内做得很好的,从质量、容量、循环寿命。有自己的管理体系,9001。汽车级研发团队,前十几年都是做汽车研发、新能源汽车的研发。从集团到公司有完整的测试体系,包括电芯的检测等。最后是对产品的卓越性能的追求。

以下是我们做的部分产品介绍,两轮车的产品型号非常多、非常杂。在刚刚结束的南京展会上,发布了两款产品:代架车锂电池。目前行业容量做到24AH,我们可以做到48伏30AH,能量到续航都提升了20。

还有国标车,随着政策的推广,电动普及化会来得更快一些,在一线城市能感受,国标车的管控也非常严格,很多跑代驾、外卖都是用国标车来进行配送。但是,续航是一个问题,怎么在最小的体积空间装最大量,带最好的续航提升,这就是一个课题,我们拿出了行业里能量最大的一块电池出来,同行业同比是提升30%。
接下来进入正题,就是免焊接技术的解析,免焊接技术目前应用的领域有电动汽车、低速车、机械工程,我主要讲的是应用于电动两轮车、工程机械(叉车、AGV)。

免焊接就是在处理过程当中,不需要焊接,有更方便的电芯梯次利用,还可以提高生产效率,降低生产成本,在维修过程当中,也可以更方便的维修,如果是焊接,可以采用一个模组,甚至是一串报废,但是免焊接很方便处理。

正极焊接,负极是免焊接。正极有一个盖帽,拆解过程当中不会漏液,但是负极拆得不合适就会漏液的风险。最大的优点就是有一些免焊接的影子,更多还是焊接稳定性和安全性更好,成本比较低、易于平台化开发。缺点是模组之间的窜动、轴向和侧向受力,时间长了会产生发热的情况。因为是单面的焊接,在梯次利用的时候还是会有一些问题的存在,没有办法完全拆开。

还有完全的免焊接,它的工艺由汇流片、载流片、电芯固定板组成。装配工具比较简单,汇流片和载流片可以在供应链完成。最大的缺点是不便于平台化,基本上每一块产品都需要定制开发和开模,另外是成本非常高。

我们基于以上的特点,又结合做小动力电池的特点,开发了自己的免焊接基础。主要是新颖设计、可靠性比较好,最关键是组合自由,非常灵活,我可以很快地开发一款产品出来,安全性比较高,还有智能可靠、回收性强。

中间这个图片是实物拍摄,采用的是三爪式的免焊接工艺,用的是原创设计,已经申请了专利。采用了特殊的材料,弹性和韧性是非常好的。塑料间上,给弹片留了专门的槽,以此保证弹片是在自由状态下工作。

做这个方案之前也采用了行业大量的经验、数据和预防计算,最后得出了最优的结果,就是垂直方向增加30牛的作用力下,变形是最佳状态,弹性不会对电芯造成损伤。免焊接最大的问题,如果是接触有问题的情况下,会造成接触内阻过大,发热、造成安全隐患。但是如果力过大,弹片会对电芯造成物理损伤。我们也做了一年的产品测试,尤其是在振动上做了大量的工作,单纯的机械振动,再加上数据采集的时间,中间做了也有几轮的整改。

现在我们的产品都在应用了,包括现在可以看到的48伏14AH、48伏20AH的。
小动力项目有100个,其中只有20个是大批量生产的,剩下的几十个项目都是临时打样,小批量状态,我就可以非常快速的进行打样和整合。还有回收,电池拆解之后,里面的某些材料可以进行利用,成本也是非常低的。

讲讲智能充电器,为什么讲这个话题呢?也是由安全事故来的。从去年进入电动两轮车领域之后,发现这个行业还是非常乱的现象,包括从电池包的生产、电芯的使用、消费者手上的使用环节,都是很乱,尤其是充电机,引发了很多安全事故。主要问题是什么呢?铅酸锂电混用,不同电压平台混用,铁锂和三元混用。因为老百姓不知道,只是拿一个充电器,接口是一样的。现在存在锂电换铅酸,充电器给他,但是老百姓使用过程当中,发现充电器坏了,这个口是一样,插上也能充,长时间就会导致安全隐患,有的甚至已经发生了安全事故,我们要开发一款智能充电器出来。

充电逻辑是什么?基于从电池包里面有BMS,智能薄板+智能充电器,通过信号检测握手,判断不同的电压平台、不同的电池种类,基于这个完成之后,才会进行正确的DC输出。在输出过程中,我们又增加了一道反馈,就是检测,输出电压是否正确,有没有出现其他安全隐患,如果有就利马切换,增加反馈的检测。这些技术都是比较简单的,只不过怎么应用在两轮车,两轮车消费群体是相对比较多元化的,尤其是底层的很多,所以对于成本来说就非常的敏感。我们会做一个低成本的方案,加10-20块的成本就把这个方案完成了。

这个是应用的价值,刚刚大部分也都说过了,里面有两项,最大的优势是休眠激活功能,电池在东北是四五个月不使用的,使用之后会进入休眠状态,我可以进行短脉冲的激活功能。

接下来是再研项目,IP68级的防水,两轮车的市场应用有可能比四轮车的应用更恶劣,今年各个城市出现了大量的共享单车,经常会出现连续泡水的现象,因为管理目前是混乱的,车往那里一丢,三四天没有人管,就持续泡水,可能还会渗水,过了半个月就内部生锈、安全隐患,现在开发了IP68的电池包,泡水应该是半个月内没有什么问题,一点水都不会进来,目前客户已经开始试用。

第二款是智能BMS管理系统,智能BMS在电动汽车普及了,就是给每个产品赋予生命,这是我们的追求。既可以监控电池的运营状态,是否有安全隐患和浸水状态,也可以给用户带来很好的体验。最后是回收,用回收的价值来开发。

第三,热管理系统开发。现在商用化很多,比如外卖、用餐,极寒和极热的状态下,怎么样让产品正常工作,这是研发的课题。第一个产品已经完成了,第二个产品完成80%,第三个已经进入到50%左右了。谢谢大家。



 
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