远景AESC林玉春：追求极致安全的电池设计-产业资讯

远景AESC林玉春：追求极致安全的电池设计

NE时代

阅读 1778 更新于2019-10-20 09:37:30

当我们的技术和流程形成冲突时，尤其对安全形成冲突时，我们始终会以安全为首要原则，体现在我们的测试验证、叠片工艺、老化筛选和质量体系上。

本文为NE时代和同科芯能于10月16-17日联合主办的 "2019中日韩下一代新能源汽车电池技术大会"演讲嘉宾的现场实录。

演讲人：林玉春远景AESC研发中心中国区负责人

演讲主题：追求极致安全的电池设计

林玉春：很荣幸有这个机会跟大家介绍远景AESC以及AESC过往的成绩。AESC在这个行业里面拥有一定的历史。追溯到2007年，AESC是由日产公司跟NEC强强联手成立的一家合资企业，专注于做电动汽车的动力电池。2010年AESC就开始量产用于hybrid体系的动力电池。2010年12月份日产开始销售第一辆搭载AESC动力电池的电动汽车——聆风。2012年10月份，AESC美国工厂开始量产，同年12月份英国工厂开始量产。我们在三个大洲欧洲、美洲、亚洲都实现量产的能力。2018年远景开启对AESC的收购，并于2019年4月份完成这项收购，远景AESC正式成立，致力于打造以AIoT赋能的电池研发。

2010年至今，我们花了九年的时间，在市场上拥有近50万辆搭载AESC电池的电动汽车在跑。在此期间，公司积累超过2000个专利，这个专利涵盖了从电池的材料，工艺开发，叠片还有软包工艺，电池模组，pack，BMS研发等领域的工作。我们保持了九年时间内没有任何一起严重事故的极致记录，这个也是我们非常自豪的一个地方。在远景收购AESC以后，我们会进入中国市场。目前我们美洲田纳西、英国桑德兰，日本总部共有三个生产基地，拥有产能7.5个GWh。中国的生产基地在无锡的江阴，拥有20GWh的产能。中国的研发中心在上海浦东，目前已经开始运营。去年我们的销售额在4.1GWh，今年预计将达到6GWh的销售额，这也是跟着日产聆风在不断的增长，未来的销售额可以预期。

“九年，零事故”，很多的朋友都会问我们，AESC是如何做到这么一个完美的记录。我们也会在内部不断分析去总结，这里我们认为可以分享几个重要的关键给大家。我们认为安全是动力电池可持续发展的关键保障。当我们的技术和流程形成冲突时，尤其对安全形成冲突时，我们始终会以安全为首要原则，体现在我们的测试验证、叠片工艺、老化筛选和质量体系上。

在测试验证这边，我们会有非常充分的内部研发测试体系，包括产品在开发过程中跟产品下线准备出产能的过程当中，都有完整的验证体系。这个验证我们内部评估大概超过1000多项的验证项目，整个验证周期大概会在2年左右的产品。叠片软包工艺是我们工厂从2007年成立之后就一直在坚持的战略选择，我们也坚信软包会是我们的未来，未来的开发也会以叠片工艺为主要。

老化筛选是我们经过这么多年的一些研究，后面也会展开讲一下这方面的内容。我们认为老化选择，包括时间，温度等指标对于我们电池将来的性能、安全、寿命都会有非常直接的关联。如何去选择这个老化工艺，如何筛选高品质的电池，如何保证我们老化结果最优，这里面有很多东西可以去挖。

质量体系方面，我们充分发挥日本工厂的工匠精神即工程能力，对于细节的严格把控，这个也是我们认为直接保证产品高品质，高质量的关键所在。

在追求安全电池研发流程中，我们会把电池状态预先做一个边界，分成三个部分。研究分析清楚不同的范围区间，哪些范围是可用的，哪些是失效安全的。失效安全的这个地方，电池存在着失效的风险但是实际上还有可用的空间，那么就可以利用当前很多设计来改进优化。故障是临界点，产品处于比较危险的状态。关键点就在于在每一个状态中都要设置好电池使用的情况。产品跟着车在不同工况底下运行，不断测试分析不同工况下能够始终让产品处于安全状态的方案。如果一旦出现这个产品落在失效安全或者是故障区间，对应哪一种策略。得益于我们AESC脱胎于日产，我们拥有很多来自于整车企业的数据。汽车在实际工况中数据不断更新优化，让我们对这个边界测定也不断优化与迭代。

这是电池从制造端怎么追求电芯安全设计的一个思路，做整车的朋友估计会更熟悉。从整车厂基于模拟的，基于实际测试的比较，这个也是通过我们之前不停跟日产公司的研发合作，我们延续了这个研发流程。从制造端我们也会根据整车厂反馈回来的数据进行优化。比如通过日产公司得来的实际工况下数据进行状态分析。我们进行分解与算法研究，我们会会再反馈回来优化整个电池制造过程中的测试点。当前我们拥有770多项的质量管控点，这些监控点我们如何去做，应该达到什么样的监控标准才能够保证安全，这个就是我们来自前端客户反馈的不断迭代与优化。我们100%的可追溯系统，也让我们在选择出厂的电芯一致性非常好，让一致性区间变小。其中关键方法就是之前谈到的严格老化流程，确保电芯在出厂时一致性非常高。

动力电池的安全离不开战略选择与100%的严格执行。每一次选择都会有挑战。清晰定义边界，完整验证周期。我们在整个研发过程中有超过1000项的测试项目，这个项目如果没有通过我们的流程规定，就不能往前推进，所以这个要求会非常严格，算下来会超过2年的开发周期。基于这个东西，企业会有降本的压力。这就存在着一个取舍，从我们公司的角度出发，我们就坚持走安全这个标准。

同样，这也反映在我们一直坚持的软包叠片工艺上。这是给我们产品带来安全的一个原因之一。我们相信叠片工艺的安全相对来说还是会偏好一些，我们认为未来在这方面也是一个更好的趋势。在叠片跟软包方面的专利方面，公司已经积累了非常丰富的经验，我们在远景收购以后也会不断的深挖，希望能够形成更深的软包工艺。软包工艺的诟病在于费时费率生产效率低。现在虽然说软包工艺还是比不上方形或者是圆柱的效率，但是实际上我们也可以看到软包工艺的效率在不断的提高。第三点挑战就是刚刚讲到的长时间老化，老化时间长必然导致库存压力，这个也是我们在不断内部优化的方向。

如何去优化老化时间，这个是要有数据策划的。我们可以从两个方面展开来看。我们认为老化时间长有利于我们去识别跟剔除瑕疵品，比如说里面有一些金属颗粒物，我们通过这个方式，一方面是消除，另一方面就是识别什么样的产品是次品，从而保证出厂产品的一致性非常好。我们的方式有两个，一个是对于金属颗粒物的识别，我们通过内嵌一些金属颗粒物，通过计算好大小跟分布点，在不同时间的老化过程后，拆解检测金属颗粒物的溶解情况，判断在该化学体系内电解液情况下的溶解速度，判断多长时间溶解这些金属颗粒物。同时判断什么样情况下，这个颗粒可以不存在刺破隔离膜的效果，从不同方面优化这个老化时间。

第二个方面就是关于SEI膜的形成跟存储，多少时间的老化对于我们产品存储会有很大的好处，因为老化还存在一个优点，就是可以提前把长期的问题剔除掉。所以你需要多少时间的老化以后存储变好，我们也通过不同的方式来去检测。比如说我会对比前后的体积变化，通过两周的存储时间去对比一下DCR，通过老化时间的优化来保证我们产品出厂的一致性。这个一致性能够给我们带来非常多的安全利益。

最后讲一下我们的物联网技术，远景拥有全球最大能源物联网操作系统EnOS，拥有一只几百号人的开发团队，目前连接协同管理全球超过100GW的能源终端与超过6000万个智能设备，包括风机、光伏、充电桩、楼宇储能等，已服务包括新加坡政府、微软、壳牌、道达尔、新加坡吉宝集团、香港中华电力等200多个中外客户。EnOS的协同效应能够带给我们的利益是非常巨大的。在远景收购AESC之后，我们的初衷也是希望能够通过EnOS将电池以及电动汽车纳入到整个能源体系里面一起发挥协同效应。同时，通过物联网技术推动电池研发。

远景集团拥有人工智能、物联网技术相关的技术积累，不只是在电池领域里面，在风机、光伏、储能、智慧楼宇等方面也都做了很多工作。我们从去年启动收购AESC开始就着手准备AIoT赋能电池的工作，我们叫做以AIoT重新定义电池，首先是想要实现电池的主动安全，通过实时监控大数据模型判断电池的状态，这个会跟OEM一起来做。其次，我们会进行电池全生命周期的数据监控，实现电池全生命周期的数据管理，对电池在不同生命状态进行数据化分析，让我们的业务表达通过数据的方式给到OEM，同时也反馈给我们的前端研发，让我们的研发能够更清楚了解我们产品在不同工况下的实际使用效果。AI与IoT很多跟BMS相关，我们也会将这个技术整合到BMS开发之中。我们希望通过物联技术可以促进电池研发和生产，根据实际工况的特殊数据有效定位改革方向，减少走弯路，能够用自动化的方式，以机器代替人，减少人为的失误。

另外就是提升电池的梯次利用效率，电池到了一定的程度，你拆下来去做梯次利用，这里面的成本并不会低。而且这里面有很大的一个问题就是判断电池还有多少剩余价值。我们通过物联网技术，可以实时判断跟分析当前电池状态，预测剩余价值。我们需要通过这种方式来减少我们的检测费用，让我们能够以更低的成本使用拆解下来的电池，真正实现电池全生命周期价值的最大化。

谢谢大家！

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