關(guān)于電池?zé)釂栴}我是在單體上做的，我就只講單體熱問題，這是我們?cè)趩误w熱問題上整理出來的一個(gè)研究思路。我覺得大家可以參考一下，如果在企業(yè)內(nèi)部有一個(gè)類似的電池?zé)崮M可以做相應(yīng)的工作，第一部分是標(biāo)定物性，最重要的是熱物性和產(chǎn)熱率。放在一起就是熱電模型，有了模型也不足以實(shí)現(xiàn)精確的溫度模擬，需要一些對(duì)邊界的精準(zhǔn)控制。

比如說在實(shí)驗(yàn)室條件下電池的接線和導(dǎo)線的裝加可能會(huì)帶來電池?zé)嶙?，在產(chǎn)品上更多的是焊接的問題，另外電池的研究有一個(gè)很重要的特點(diǎn)，不像數(shù)理問題，很多是代數(shù)，為了實(shí)現(xiàn)快速計(jì)算，大家在模型的維度和幾何處理做一些工作。

這個(gè)溫度分布的準(zhǔn)不準(zhǔn)還得和測(cè)溫的結(jié)構(gòu)比一比。這款模型我們起了一個(gè)名字叫構(gòu)效關(guān)系模型，電極怎么設(shè)計(jì)的出來的比重能量化，單體結(jié)構(gòu)怎么設(shè)計(jì)的，出來的溫度怎么樣，這是我們做這個(gè)模型出來的一個(gè)本質(zhì)。

我講三點(diǎn)，我感覺在這個(gè)路徑上面困難最大的三點(diǎn)。一是熱物性，這是一款25AH能量型EV用電池，我們想把它的比熱容和導(dǎo)向系數(shù)弄在一起。這件事情就是很容易，我們直覺是導(dǎo)熱系似乎不是我們電池做的事情，應(yīng)該到精密儀器系或者熱能系用一些已有儀器做。

試了三種方案，第一種是串并聯(lián)，第二種和第三種我們建了兩種儀器，一個(gè)是Hotdisk，另外一種就是氙氣和激光閃射的方法，串并聯(lián)最主要的問題是不便于處理電池之間的熱度，在層上很小會(huì)發(fā)生溫度使用的不一樣，Hotdisk也有這個(gè)問題，在非常短的時(shí)間內(nèi)，把熱傳到這個(gè)膜下面的東西，熱流根本沒有穿過電流本身，現(xiàn)在產(chǎn)生的問題是需要純干式的極片，或者一丁點(diǎn)的液體，電池本身是一個(gè)濕式，不希望破壞它的結(jié)構(gòu)。

在這樣的情況下我們做了一些方法，我就講一下結(jié)論。這是這款電芯最后得到的比熱容和常規(guī)系數(shù)。導(dǎo)熱系數(shù)在法相0.25，切項(xiàng)1.25，電池的不同方向是強(qiáng)烈導(dǎo)入易熱物性的物質(zhì)。比如在PVD板上我們也做了類似的嘗試，應(yīng)該是最高的精度。

產(chǎn)熱率是溫度分布的根子，得把產(chǎn)熱率標(biāo)出來，這個(gè)可以算也可以量，算的公式企業(yè)的工程師都了解，1979年就有了，他把電池的產(chǎn)熱最后寫成這么一個(gè)公式，這里也有兩項(xiàng)值得我們標(biāo)定，測(cè)內(nèi)阻，還有一項(xiàng)是OCA溫度的導(dǎo)入，為了算熱最后就是算內(nèi)阻和散熱系數(shù)，其中散熱內(nèi)阻測(cè)量相對(duì)變數(shù)比較小一點(diǎn)，我們發(fā)現(xiàn)不同的測(cè)量方法差異很大。

穩(wěn)態(tài)方法就是從滿到空，持續(xù)放電，換幾個(gè)不同的CC的電流，瞬態(tài)方法就是突然斷電流，大部分的內(nèi)阻測(cè)量方法都在這兩個(gè)范疇之內(nèi)，我們做了一款只有毫安級(jí)別的小電極去測(cè)穩(wěn)態(tài)方法，我們參考YS，參考所計(jì)算的特定產(chǎn)熱工況，選擇一個(gè)跟產(chǎn)熱工況類似的時(shí)間，這個(gè)方法盡量給準(zhǔn)態(tài)方法的選擇提供依據(jù)，這是散熱，還有量，我可以直接把熱量出來。

傳統(tǒng)的量熱器比如熱重儀，還有一種叫DSC，動(dòng)力電池上最常用的是這兩類，第一類叫ARC，第二類叫IBC，我想這個(gè)大家更熟悉一些，它的特點(diǎn)可以提供一個(gè)絕熱環(huán)節(jié)，就是外界對(duì)電池的熱焦化是0，在ARC中可以做各種的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)東西相對(duì)比較新，我們買的是全球的第一臺(tái)還是第二臺(tái)的大型芯片，還有一個(gè)特點(diǎn)無論你的電池如何放熱，都可以直接通過溫度的方式把溫度恒定了，溫度恒定對(duì)于我們來說是一個(gè)好的環(huán)境，我們前面講到內(nèi)阻溫度敏感，在這種情況下我們測(cè)得的產(chǎn)熱率是單一特定溫度產(chǎn)熱率，如果在ARC上面測(cè)只能得到一個(gè)不準(zhǔn)確的溫度。

量熱儀器不好用，我們拿一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電阻，有這樣一個(gè)信號(hào)，量出來的是這個(gè)樣子，就是紅線，整個(gè)量熱儀包括放在其中的電芯，時(shí)間長(zhǎng)度非常大，產(chǎn)熱率強(qiáng)動(dòng)態(tài)一大實(shí)質(zhì)就是我們面臨的一個(gè)主要矛盾，有實(shí)質(zhì)我們就去做修正。

第三點(diǎn)想講一下電池的新型測(cè)量，電池研究的主要工具前面講了是模擬，建立一個(gè)新測(cè)量方法周期非常長(zhǎng)，占用學(xué)生的精力非常多，有時(shí)候那個(gè)結(jié)論很多時(shí)候都不準(zhǔn)確，這種費(fèi)力不討好的事情還是少做一做。第一個(gè)方面電池預(yù)測(cè)準(zhǔn)不準(zhǔn)。第二點(diǎn)就是這種測(cè)量有什么本身設(shè)計(jì)缺陷。在外部到內(nèi)部對(duì)封閉結(jié)構(gòu)的單體從單點(diǎn)上分布。

舉幾個(gè)例子，這是我們大概五六年前做的一個(gè)相對(duì)比較吐槽的工作，還是25AH，里面12個(gè)特定位置埋熱，當(dāng)時(shí)也做了一些工作，盡量減少對(duì)周圍的反應(yīng)影響，這個(gè)電池很堅(jiān)持，堅(jiān)持了幾個(gè)月，給了我們一些很寶貴的信息。

大電池內(nèi)部有很多并聯(lián)機(jī)構(gòu)，如果不一致會(huì)分布，在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中就是測(cè)不出來的，怎么辦呢?我們就把絕緣耳切出來，確實(shí)證明了我們的猜想，電流分布差異非常大?？赡苁请姌O板本身制成的差異，也可能是后續(xù)的問題。

我們做了一款軟的聚電壓的電路板，一面做了電壓，一面做了溫度，也是在電池內(nèi)部做了一些實(shí)驗(yàn)，板子的壽命還是有問題的，這個(gè)我也在嘗試，我們想通過一種外部的方法無損的把電池內(nèi)部有無異常電流找到。如果不做分割集板怎么辦?在周圍布了一圈磁場(chǎng)傳感器，構(gòu)建一個(gè)磁場(chǎng)出來，以磁測(cè)電，目前的進(jìn)展是電流分布的精度不太好，足以測(cè)量?jī)?nèi)部短路，就是這樣的一個(gè)進(jìn)展。

這就是我們?cè)跓釂栴}提出的三個(gè)難點(diǎn)，熱物性、產(chǎn)熱率以及新型的測(cè)量方法注重內(nèi)部測(cè)量。

通過建立起的精度還不錯(cuò)的溫度模型，我們可以做電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，就是我們前面講的3S的時(shí)間參數(shù)，時(shí)間有限舉一個(gè)例子，假如給一個(gè)約束，我就想做多少容量，多少體積的電池，厚度各個(gè)尺度的比例都可以變化，比如隔膜的厚度單層是不變的，我們有多少設(shè)計(jì)方案呢?這些設(shè)計(jì)方案的溫度控制效果如何呢?

橫軸是電芯的最高溫度，其中一個(gè)點(diǎn)就是一套設(shè)計(jì)方案，我們把這些設(shè)計(jì)方案帶到熱量模擬中去得到了電池質(zhì)量溫度和溫差，畫在這張圖上，這張大概一次會(huì)有200-500次方案，我們得到了這樣一張圖，這上面一些點(diǎn)很有趣，首先它是離散的，其中每一個(gè)離散的數(shù)就是正極的片數(shù)。因?yàn)橛袣馀荽笮?，大氣泡在上，下氣泡在下，它的最高溫度偏高，但是溫度均勻性還是不錯(cuò)的。

還有一個(gè)很重要的信息，如果我們把每一個(gè)離散最優(yōu)點(diǎn)，左下角這一塊，最優(yōu)點(diǎn)畫出來，這些紅色的點(diǎn)，大家可以看到它在這張圖呈現(xiàn)出來的就是負(fù)性，我們把這個(gè)叫做此消彼漲，這是經(jīng)濟(jì)學(xué)的一個(gè)概念，不可能在不犧牲另外一個(gè)指標(biāo)的前提優(yōu)化這個(gè)指標(biāo)。

這個(gè)圖有什么用呢?前面講了要做單體適宜大小，假如整車企業(yè)給我們提了一個(gè)要求，我希望電池包或者單體在左下角的曲線當(dāng)中，通過這個(gè)對(duì)應(yīng)容量，我們就能得到在這樣的問題要求下，單體電池最高能做到多大，這是一種選定單體對(duì)容量的方法，考慮對(duì)溫升和溫差的忍耐能力，這是我們?cè)谧鲭姵亟Y(jié)構(gòu)方面的一個(gè)例子，在比例包括形狀上面還有一些工作。