最近，有空仔細整理了一些五洲龍和沃特瑪的資料。第一次聽說深圳市沃特瑪電池有限公司——深圳沃特瑪動力電池技術開發項目，在2012年度新能源汽車產業技術創新工程擬支持項目名單里。【回顧電動大巴淬火事件】

安全事故

2015年1月30日9時40分，一輛車牌號為粵BU0005的205路公交車行駛到”羅湖公安分局”公交站后因電池短路起火自燃。

圖1 自燃事件報道

2015年4月26日晚間，深圳市一部新能源汽車，在充電站充電一個半小時，車輛在停駛狀態下出現燃燒事故。

圖2 充電站燃燒報道

先從電池的結構方面作探討，官網上，沃特瑪標配的電池系統如下圖所示：

圖3 沃特瑪官網的電池

五洲龍的車型，以6113為例，在工信部的的規格如下：

圖4 五洲龍實際使用電池

可以粗略的來看，標準的電池系統是以300Ah考量的。再來整理一下單體的信息：

1.型號 IFR 32650 單體外殼材質 鍍鎳鋼 標稱容量(0.2C5A) 5Ah 最小容量(1C5A) 4.75Ah

2.額定電壓 3.2V (即工作電壓) 最大充電電壓 3.65V 放電截至電壓 2.5V

3.標準充放電 0.2C 5A 充電時間 ≥5 hours 0.2C 5A 最大持續充電電流 5 A 1C 5A 最大持續放電電流 2.5C 5A 瞬間放電電流 30 A 6C 5A 最大瞬間放電時間 10sec.

4.充電方法 標準 CC 0.2C 3.65V截止 CV 3.65V 0.05C截止 快速 CC 1C 3.65V截止 CV 3.65V 0.05C截止

5.操作溫度 充電 0℃～45℃ 放電 -20℃～60℃ 貯存 -20℃～45℃

電池組的架構就變成了14個單元模組組，每個模組里面做60P12S，基本的實物圖形如下所示。注：此圖形引用自沃特瑪的規格書中，不是標準的大巴電池包數據，電池箱的基本結構類似，因此僅作參考。

圖5 沃特瑪電池圖

這里的設計主要有幾個缺點：

1)沒有熱設計的考慮，完全靠被動冷卻，圓柱的發熱情況本來就比較差

2)絕緣設計比較差，在沃特瑪的參考材料里面，提及了幾種，實際的情況可能是以下三種之一，需根據實物來考量。而且目前的做法，不太適宜用在車用環境下，設計思路是完全不同的。

PVC膜 優點：美觀、防潮，價廉，利于自動化作業。缺點：不防火。

紙套 優點：防火、操作簡單，黏結性好。缺點：易臟，易受潮，材質疏松易穿刺，價格高，不利于自動化作業。

絕緣膠套：解決PVC膜熱縮破膜短路問題。

圖6 絕緣方法

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3)單體比較密集，熱失控傳遞隔離缺失，前面有幾篇博文重點提及了這個，如何防止失控是重中之重，這里完全沒有考量

4)模組設計中的保護 此類設計，成本很大的一塊是母線互聯和熔絲的設計。為啥呢，主要是60個單體的差異性(容量、內阻、自放電)加上配置的熔絲以及無散熱引起的溫度梯度，造成的單體差異性很大，60個單體形成了自平衡，你靠外部的主動均衡什么的，對模塊的影響非常非常有限。如果BMS做的好些，就需要在SOC之外做大量的計算，判斷60個并聯單體的工作情況。但實際的情況這個BMS只做了循環次數的計量“Cycle life(SOH) (The cycle life should be indicated , and should be updated by the operation.)”

5)機械固定，我是看不太明白，這些電池如何有效的抗沖擊、振動而好好的待在原地的，靠這樣的工藝同時解決電氣連接和機械固定兩個重要安全功能，似乎不太現實。

圖7 模組電氣連接和機械固定

6)熔絲設計 這么多單體并聯，對于單體而言，就需要熔絲做設計。根據披露的信息來看，沃特瑪優選用PCBA來做母線牌，如果如下圖出現短路情況，希望燒PCB線來實現保護，如果這種情況發生，產生大量的熱量，去哪里呢？

單串銅板(鋼板)結構 維護最方便

多位一體銅板(鋼板)結構 過流最強勁

多位一體銅板(鋼板)+PCBA板結構  過流、安全兩不誤

單層多串PCBA板結構 安全最好，結構最穩固

圖8 熔絲和電流設計

7)BMS的設計其他問題，最主要的還是不能把60個并聯單體當作一個單體來看的，按照下圖的設計構想，你想要實現的保護功能是針對整個模組級別的，但是內部的單體早就由于一致性的問題提前造就了過放和過充。

圖9 電池系統框圖

小結：我一直認為，小單體并聯并不是一種長期的解決方案。只是對于商用車，特別是純電動大巴，仔細查看以后，大家的想法都是差不多的。寫此文拋磚引玉，怪不得國外各家做HEV大巴的多一些。以下為沃特瑪相關的網上的信息，各位看官可以自己看看。

參考文件

1. 深圳市純電動公交新車型新模式示范運行 項目評估報告

2. 全國鋰離子電池產業調查表

3. 沃特瑪A級轎車動力電池系統設計

4. 沃特瑪A級純電動轎車開發方案

5. 沃特瑪動力總成研究所介紹

6. 沃特瑪 鋰電池與公司介紹

7. 32650-5Ah圓柱型動力電池安全性分析 20141008

8. 沃特瑪 資金申請報告

9.2012 06 鋰電PACK基礎培訓資料

10.128V-75 Ah EV battery pack solutions

11.沃特瑪新一代動力電池的研發和產業化項目 環境影響報告書

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