國聯(lián)研究院成立國家車用動力電池產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心,打造覆蓋車用動力電池產(chǎn)品從電池材料到電池系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈條的檢測平臺,全力提升車用動力電池監(jiān)督檢測的科學(xué)性、嚴(yán)肅性、權(quán)威性,促進(jìn)動力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力提升,對增強我國動力電池產(chǎn)業(yè)國際競爭力、實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展,具有重要意義。
布局全鏈條,構(gòu)建檢測驗證平臺
我國動力電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入加速發(fā)展新階段,急需建設(shè)和提升動力電池產(chǎn)品試驗檢測能力,覆蓋動力電池前期材料篩選及設(shè)計開發(fā)、中期整車開發(fā)階段電池系統(tǒng)的研發(fā)以及后期動力電池梯次利用和回收等各個環(huán)節(jié),建立更高效、更準(zhǔn)確的動力電池測試技術(shù)及更全面的動力電池評價技術(shù)體系。
2016年6月,依托國聯(lián)研究院成立的國家動力電池創(chuàng)新中心,啟動建設(shè)動力電池檢驗測試評價平臺,以保障產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)性技術(shù)供給、促進(jìn)我國動力電池產(chǎn)業(yè)提升技術(shù)和質(zhì)量水平為目標(biāo),著手打造動力電池關(guān)鍵材料、單體電池到電池系統(tǒng)全鏈條測試能力,形成動力電池功能特性、耐久性、環(huán)境適應(yīng)性、安全可靠性等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,建設(shè)設(shè)計驗證、產(chǎn)品檢測和風(fēng)險評估等能力。2019年2月,工信部推薦籌建國家動力電池產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心,2019年6月完成大部分軟硬件和管理體系建設(shè),2020年提交籌建申請和籌建認(rèn)證,并于2020年12月籌建完成正式成立國家車用動力電池產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心。
創(chuàng)新促發(fā)展,提升檢測驗證技術(shù)水平
針對行業(yè)發(fā)展需求,國聯(lián)研究院通過管理創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新,促進(jìn)在動力電池關(guān)鍵材料、單體電池、電池系統(tǒng)設(shè)計驗證、產(chǎn)品檢測和風(fēng)險評估以及功能特性、耐久性、環(huán)境適應(yīng)性、安全可靠性等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系方面,全面提升技術(shù)水平。
高比能動力電池其材料熱穩(wěn)定性相對較差,受環(huán)境溫度影響較大,在波動度為±0.5℃、均勻度為±2℃以內(nèi)的環(huán)境箱內(nèi),放置于不同位置仍會帶來電池平行樣品的容量偏差(≦2%左右)。為了保障測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和一致性,測試人員積極研究思考,將熱特性理論應(yīng)用于實踐,提出用換熱系數(shù)評價不同位置的溫度效果差異,組建測試小組和計算小組,針對不同類型的環(huán)境實驗箱,根據(jù)風(fēng)道、風(fēng)速、風(fēng)向重新設(shè)計樣品擺放位置,電池平行樣品的容量檢測差異可控制在1%以內(nèi),并以此成果申報專利1項。
在與電池生產(chǎn)企業(yè)、上游車企溝通過程中,客戶十分關(guān)注用于熱管理設(shè)計的電池?zé)嵛镄詤?shù)——導(dǎo)熱系數(shù),但目前沒有快速準(zhǔn)確的檢測手段。為此,國聯(lián)研究院積極組織攻關(guān),組建試驗開發(fā)小組、理論計算小組,開展測量方法研究;大膽設(shè)計實驗,制備多款不同體系電池,采用理論計算模擬數(shù)據(jù)與測量實驗數(shù)據(jù)對比驗證方式,開展檢測方法研究。通過試驗,嚴(yán)謹(jǐn)求證,最終獲得一種快速實現(xiàn)導(dǎo)熱系數(shù)測量的方法,實測數(shù)據(jù)與理論計算數(shù)據(jù)偏差在3%~5%,圓滿達(dá)成預(yù)期目標(biāo),成果申報國內(nèi)發(fā)明專利2項、PCT國際專利1項。
對于強制內(nèi)短路測試,大多采用幾家電池檢測單位聯(lián)合的方式進(jìn)行,一家檢測單位僅完成強制內(nèi)短路測試方法的一項或幾項步驟,不能完成全過程項目。國聯(lián)研究院對此開展了大量電池強制內(nèi)短路測試實驗,對滿電態(tài)被測試電池樣品進(jìn)行精準(zhǔn)拆解,保證被擠壓極片完整;植入L型鎳顆粒,通過十字交叉法精確定位L型鎳顆粒并封裝還原,實現(xiàn)高質(zhì)量還原拆解電池;通過伺服電機(jī)和壓力實時回饋系統(tǒng)精確控制,精確定位擠壓1mm L型鎳顆粒,強制引發(fā)電芯內(nèi)短路,監(jiān)測與記錄全過程數(shù)據(jù),最終全面掌握了強制內(nèi)短路測試全過程技術(shù)。
拓展檢測項目,提升行業(yè)服務(wù)水平
面向動力電池材料、電池及電池系統(tǒng)全產(chǎn)業(yè)鏈條,質(zhì)檢中心設(shè)立材料分析實驗室、動力電池實驗室、電池系統(tǒng)實驗室、可靠性實驗室、安全性實驗室和計算仿真實驗室,獲得CMA&CAL&CNAS認(rèn)證、TUV北德ECE-R100及UN38.3檢測資質(zhì),覆蓋標(biāo)準(zhǔn)77項,承栓項目292項。其中關(guān)鍵材料及其原材料檢驗標(biāo)準(zhǔn)31項,電池模塊、單體及其零部件檢驗標(biāo)準(zhǔn)27項,電池系統(tǒng)及其管理系統(tǒng)檢驗標(biāo)準(zhǔn)19項。可實現(xiàn)動力電池全產(chǎn)品層級、全生命周期的綜合性測試驗證,具備歐盟動力電池安全檢測和航空運輸檢測能力,同時也覆蓋儲能電池標(biāo)準(zhǔn)及國外相關(guān)通用標(biāo)準(zhǔn)。
目前質(zhì)檢中心服務(wù)客戶超過80家,檢測樣品數(shù)量上萬個,客戶覆蓋國內(nèi)外知名整車、電池企業(yè)、檢測企業(yè)、高校及科研院所,包括一汽、東風(fēng)等整車企業(yè),力神、蜂巢、遠(yuǎn)景等電池企業(yè),十八所、中汽研、中電四所等電池檢測企業(yè),清華、國網(wǎng)電科院等高校和科研院所。
面向未來,國聯(lián)研究院將繼續(xù)秉承創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展理念,加強檢測平臺建設(shè),立足行業(yè)高質(zhì)量服務(wù),加大新技術(shù)、新方法及新設(shè)備創(chuàng)新和攻關(guān)力度,積極承擔(dān)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制修訂和試驗驗證工作,做優(yōu)做強測試服務(wù)體系,不斷提升技術(shù)能力和綜合服務(wù)水平,充分發(fā)揮國家質(zhì)檢中心的國家隊和排頭兵作用,助力新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。