張仁柏認為，作為一家專業(yè)的動力電池系統(tǒng)公司，普萊德也同動力電芯企業(yè)一樣，面臨既要高比能量，又要高安全的矛盾問題。

“我們連續(xù)五年獨立第三方Pack企業(yè)排名第一，去年整個出貨量大約是2.3GWh，今年預測4.7GWh。”

近日，北京普萊德新能源電池科技有限公司（下稱“普萊德”）副總裁張仁柏在“中國(青海)鋰產(chǎn)業(yè)與動力電池國際高峰論壇”上自信地表示，普萊德?lián)碛?00多項專利，其中發(fā)明專利136項，這成為公司產(chǎn)品市場競爭能力的保障。

目前，市場上搭載普萊德動力電池系統(tǒng)的車型數(shù)量達到3000輛車，已經(jīng)運行了三年，體現(xiàn)了市場的接受度和技術可靠性。

▲普萊德副總裁張仁柏

張仁柏認為，作為一家專業(yè)的動力電池系統(tǒng)公司，普萊德首先就是要關注安全，但基于國家新能源汽車補貼退坡、雙積分等政策的頒布，普萊德也同動力電芯企業(yè)一樣，面臨既要高比能量，又要高安全的矛盾問題。如何平衡兩者，成為雙方的共性問題。

為此，他以專業(yè)的動力電池系統(tǒng)企業(yè)角度，從整個電池系統(tǒng)的失效模式、四大電池系統(tǒng)安全、熱管理系統(tǒng)設計、電池輕量化技術等多個方面進行了詳細闡述。

（一）電池系統(tǒng)失效模式

動力電池系統(tǒng)安全肯定最先分析整個電池系統(tǒng)的失效模式。我列了一下有五項，一是電擊，即電能非正常釋放，然后是燃燒、爆炸、碰撞、腐蝕。

因為每賣一輛車基本質(zhì)保條件是八年12萬公里，在這種情況下腐蝕也會影響到車輛的可靠性。腐蝕也是關注安全的一個方面。

（二）四大電池系統(tǒng)安全

普萊德開發(fā)的創(chuàng)新點，電池系統(tǒng)安全測試至少有四大安全。第一個是化學安全，材料阻燃、電芯安全，包括一些標識。

第二個電氣安全是系統(tǒng)上設計的重要關注點，膨脹力、傳感、電壓采集、溫度采集，絕緣耐壓、電磁兼容，電磁評比、漏液檢測、冗余設計，交叉檢驗算法。

第三個機械安全。現(xiàn)在行業(yè)里面可以做到IP67，后續(xù)會做到IP68，這里面還有隔熱、耐腐蝕、耐振動。

第四個最重要的是功能安全。基于ISO26262，把電池系統(tǒng)放在汽車里面，功能安全指自動滅火、主動&被動安全、碰撞過程中斷開、高壓。剛才孚能的王總也介紹了整個電池系統(tǒng)里面的容斷等等設計，包括濕度、煙霧、短路、過充。

一個電池包的開發(fā)周期一般是24個月，其中光測試要求就要高于國標，或基本跟國際上持平，現(xiàn)在也增加了測試數(shù)量。

普萊德的產(chǎn)品安全采用全仿真的分析，有靜力、球擊、模態(tài)、振動，還有沖擊、擠壓、疲勞和碰撞。從電芯到模組級的仿真模型，這都是必備的設計。很多廠家找我們說三個月開發(fā)一個電池包，這確實很難，一般測試都是標準24個月的周期。

（三）安全與能量密度如何平衡

基于新能源汽車補貼退坡和雙積分的推動，大家看到我們做電池系統(tǒng)和做電芯一樣，也是一個矛盾體，既要高比能量，又要高安全，這要如何平衡呢？這是一個共性問題。

除了電芯溫度提高，Pack結構設計也是提升能量密度的重要方面，同時要保障整個動力電池系統(tǒng)安全，這是我們每天都要考慮的問題。

目前，能量密度目標，整個行業(yè)的平均成組效率在65%，普萊德項目目標是80%；安全性的目標，我們通過BMS的核心技術、系統(tǒng)控制策略優(yōu)化、結構優(yōu)化，還有一些系統(tǒng)設計，希望把電池系統(tǒng)保持零事故，這里面基本涉及七大方面：集成模組設計、系統(tǒng)輕量化、廣義BMS的設計、熱設計、梯次利用等。

熱管理系統(tǒng)設計方面，我們攜帶的主要產(chǎn)品都是采用液冷方式，因為能量密度提升對熱管理、保障安全很重要。

系統(tǒng)輕量化設計方面，從以前的鈑金到?jīng)_壓，現(xiàn)在全面轉接到高強度鋁和復合材料，我們在模組設計里面再加上一些固定邊框，同時加強了溫度傳感器和電壓測試系統(tǒng)，能夠保障能量密度達到一定的指標。

BMS方面，除了對產(chǎn)品的檢控以外，我們對SOC、SOP、SOH的管理也做了后臺大數(shù)據(jù)，保障每一輛車在運行過程中都有數(shù)據(jù)記錄，實現(xiàn)數(shù)據(jù)全面可追蹤，監(jiān)督它的健康狀況并進行預測。

除從上述三方面著手外，普萊德進一步解釋了集成標準模組的設計、系統(tǒng)輕量化設計，并針對全生命周期的廣義BMS和熱設計做了一些工作。

這是我們的自動化工藝設計里面的部分，包括我們的光學檢測、激光連續(xù)焊、工裝模塊化的組裝、CMT機器人，還有一拖二雙工位焊接工藝，大大提升了制造的效率和可靠性。

其中，重點講BMS里面的大數(shù)據(jù)庫部分。整個工作原理是，通過電池系統(tǒng)運營、電池系統(tǒng)參數(shù)傳輸、模式算法，最后達到經(jīng)由云平臺傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫里面進行結果的可視化和電池保養(yǎng)的提示。保證我們的產(chǎn)品出去以后除了BMS在車上的重視，也有后臺數(shù)據(jù)庫的實時跟蹤。

（四）電池輕量化

輕量化方面，普萊德從結構、材料和工藝里面做了一些具體工作。比如結構上，普萊德有一個Pack結構設計。

匯總一下整個對于安全、能量密度和可靠性做的一些工作。這是整個電池包的拓撲圖，里面包括模組、電子電氣、熱管理、電池連接件、輔助材料等等。

這是260km和350km兩個電池包的對比，我們是用實施鋁合金型材電池殼體技術方案分析，保證強度與可靠性基礎上，控制模具投資，實現(xiàn)重量和成本的降低，同時關注電池下殼體選材，對比重量范圍、模具投入、生產(chǎn)節(jié)拍和成本預估四方面進行分析。

從成本來講，以前講鋁材一般的成本是鋼材的三倍，重量是鋼材的1/3，但是現(xiàn)在通過技術提升，成本能夠控制在3000元左右，但是開發(fā)時間也嚴重縮短，從6個月縮短到1個月，重量從以前一個電池包60公斤降到40公斤。

這是整個的數(shù)據(jù)對比，材料強度、抗拉強度、斷裂伸長度等。這是結構差異和不同的可靠性的數(shù)據(jù)分析。

通過這種分析大家可以看到，擠壓鋁型電池的殼輕量化效果明顯，開發(fā)周期短，投資最小，并且生產(chǎn)效率高、成本低，所以現(xiàn)在從今年開始全面轉換成一個產(chǎn)品設計思路。