在2022世界動力電池大會“動力電池集成及管理技術挑戰賽”中，代表電子科技大學Fury方程式車隊參賽的五位隊員不負使命，在全國多所重點高校和研究所中脫穎而出，奪得了全國三等獎的優異成績，本文將對他們的參賽作品進行詳細介紹。

本次參賽作品的設計思路主要根據項目需求，為Tesla Cyberquad原型車設計一款合適的電池系統。隊伍在已經具備大量賽車電池包開發經驗的基礎上，結合乘用車法律法規標準，提出了合理的邊界參數定義，如抗跌落、抗震、抗拖底能力，系統單次運行時間》1h，能量密度》150Wh/kg等參數。

電池管理系統檢測與控制板

對于設計過程，隊員們采用仿真和實地實驗結合的方式，在電池測試上參考中汽研單體測標準規范，進行恒流倍率放電測試、HPPC測試、OCV測試等，之后構建出電池等效電路模型，并且構建電池mapping；電池BMS系統的設計則是經過對比和甄選采用了大唐恩智浦的DNB1168單電芯電池管理芯片方案，該方案的優勢如下：

? 可直接標貼到柔性PCB（FPCB）上，簡化電路；

? 內置溫度傳感器，無需NTC和相關的外圍電路，節省物料；

? 提供電芯內阻監控功能，支持很多高級應用的實現；

? 支持故障電芯快速離群檢測功能；

? 支持熱失控提前預警；

? 支持超快充實現；

? 支持電芯老化狀態的在線讀取，節省回收過程的成本；

? 支持ASIL-D功能安全等級。

DNB1168

通過采用DNB1168單電芯電池管理芯片方案，電子科技大學參賽隊伍的BMS系統成為了比賽中的一大亮點。對比傳統凌特LTC6804方案，節約了超過一半的元器件數量，同時將熱失控的預警時間提高到秒級。該套BMS系統還支持通過在線電化學阻抗譜（EIS）采集數據預測SOH，使得SOH估算精度達到95%以上。

在電池的熱管理系統的設計上，電池放電部分針對比賽要求，使用極端電流和溫度工況進行電池熱量仿真，得出中間SOC區段內使用自然對流或風冷即可保證電池穩定運行的結論。充電的部分采用了實地整包充電實驗對電池進行了30A恒流充電，實驗效果理想。電池內部的隔熱方案則采用了自研的二氧化硅氣凝膠進行有效隔熱和阻燃。對于電池整體機械性能的仿真，參考了乘用車安全標準并且結合ATV車型工況分別進行，最終符合GB/T 31467.3-2015的振動、擠壓和沖擊要求以及大賽要求的跌落與球擊標準。

在設計和仿真要求完全達標的情況下，隊員們進行了實物的組裝和驗證。先通過PC+ABS一體支架來固定單體，既可以節約成本又可以達到輕量化的目的；然后使用不同材料鍍的鎳鋼片對比鎳片、不同焊接工藝的點焊對比激光焊實現最佳的焊接效果，保證電池單體的連接穩固可靠；接下來是工裝彎折鋼片、鋁鎳激光焊、接觸電阻測試將電池串并聯焊接成組；最后得到與設計結果相近的最終成品。

作品亮點

與其他參賽隊伍相比，本次電子科技大學的參賽作品“眾創一號Tesla Cyberquad電池包”，采用10串10并的電芯模組，電芯單體容量為4.8Ah，創新點主要集中在以下四個方面：

在線電化學阻抗譜（EIS）采集功能；

單PCB電池管理系統設計；

無熱敏電阻設計；

高隔熱能力。

最后衷心祝賀電子科技大學Fury方程車隊的同學們取得這么好的成績，同時也使DNB1168再次獲得市場認可。