前不久剛剛打完新冠疫苗第一針的我,正在眼巴巴盼着第二針趕緊到來從而徹底解脫。好巧不巧,就在這個當口,廣汽埃安彈匣電池的“第二針”先來了!

在新能源汽車市場快速增長的當下,作爲三電系統的重要一環,電池毫無疑問成了衆多車企的必爭之地。採購、入股、自研,你有你的道,我有我的招,但不管選擇哪種路徑,目的只有一個——儘快解決好動力電池問題

繼去年長城和比亞迪相繼在動力電池領域取得突破性進展分別發佈無鈷電池和刀片電池之後,今年上半年風頭輪到廣汽埃安了。三月,他們重磅發佈全球首創彈匣電池系統安全技術(後文簡稱“彈匣電池”),並實現了三元鋰電池整包針刺不起火,獲得行業內外的廣泛關注和一致好評。而就在今天(5月20日)這個充滿愛的日子裏,廣汽埃安第二次發佈彈匣電池針刺試驗結果,只是這次的試驗對象從上次的三元鋰電池換成了磷酸鐵鋰電池。從試驗結果來看,廣汽埃安彈匣電池又一次刷新了磷酸鐵鋰電池安全的新高度。

針刺試驗——我受傷是爲了你安全

試驗介紹

人們常說的針刺試驗其實只是個簡稱,這次發佈結果的試驗全稱應該叫做“廣汽埃安磷酸鐵鋰彈匣電池整包針刺熱擴散試驗”。其中熱擴散是指電池包或系統內一個電池單體熱失控引發其餘單體接連發生熱失控的現象,過程有點類似春節燃放掛鞭。這類試驗的目的是驗證電池系統在動力電池單體發生熱失控時能否具備有效保護駕乘人員安全逃生的能力。試驗觸發的方法現階段主要有兩種,除了這次用到也比較耳熟能詳的針刺法,還有一種是加熱法。

試驗方法

千萬別以爲針刺試驗只是拿針一刺那麼簡單!國家強制性標準 GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》對於針刺觸發熱失控的試驗方法有明確細緻的規定:將動力電池樣品充電至SOC 90%以上,採用直徑爲3-8毫米的鋼針,以0.1-10毫米/秒的速度,垂直於電池極片方向貫穿樣品,在針刺點附近佈置溫度傳感器。樣品發生熱失控的判定條件爲:監測點的溫升速率≧1攝氏度/秒並持續3秒以上,同時電壓降超過初始電壓的25%或者是監測點溫度達到製造商規定的最高溫度。

本次試驗,依舊由中國汽車技術研究中心有限公司首席專家、國家電池安全標準起草人之一劉仕強博士領銜帶隊完成,採用磷酸鐵鋰(普通電池)整包和磷酸鐵鋰(彈匣電池)整包進行對比測試。試驗條件選擇了上述國標中最嚴苛的試驗條件,即在8毫米最粗鋼針和100% SOC電量條件下進行鍼刺試驗。

試驗結果

磷酸鐵鋰(普通電池)整包在鋼針刺入電芯觸發熱失控後,出現了電壓下降、溫度上升現象,最高溫度爲329.4攝氏度且出現冒煙現象,持續16分鐘;而磷酸鐵鋰(彈匣電池)整包被刺後,最高溫度僅爲51.1攝氏度,靜止48小時後,單體電壓降至0伏,溫度降爲室溫,且無冒煙、無起火和爆炸現象,電池包狀態穩定。打開電池系統外殼,內部結構完好。

彈匣電池——系統化安全

彈匣電池指代的不僅僅是某種電池,更代表了從電芯本徵安全提升,到整包被動安全強化,再到主動安全防控的一整套電池安全技術,這裏的“彈匣”就是一個軟硬件一體化、具備超高防禦能力的智能安全技術。

當前電池自燃多由於電芯內部短路,導致溫度升高、電芯內部反應產熱,最終出現局部熱失控隨後蔓延到整個電池包所致。彈匣電池通過提升電芯自身熱穩定性、電芯之間的隔熱性、電芯的散熱性能以及對電池進行全天候監控等一系列方法,從各個環節解決電池自燃的問題。

之所以以彈匣爲名,是因爲其採用了類似彈匣安全艙的設計,有效阻隔熱失控電芯的蔓延,當偵測到電芯電壓或溫度等出現異常時,自動啓動電池速冷系統爲電池降溫。

四大核心技術

彈匣電池具備4大核心技術:超高耐熱穩定的電芯、超強隔熱的電池安全艙、極速降溫的速冷系統、全時管控的第五代電池管理系統。

1.超高耐熱穩定電芯

電芯通過正極材料的納米級包覆及摻雜技術的應用,能有效提升熱穩定性,防止熱失控;電解液新型添加劑的應用實現了SEI膜的自修復,從而改善電芯壽命,降低電芯短路風險;高安全電解液,通過特殊電解液添加劑,在加熱至120攝氏度以上時,在活性材料表面自發聚合形成高阻抗特性聚合物膜,大幅降低熱失控反應產熱。以上這些關鍵技術的應用,使電芯的耐熱溫度提升了30%。

2.超強隔熱電池安全艙

通過網狀納米孔隔熱材料和耐高溫上殼體,彈匣電池構築了超強隔熱的安全艙,最終實現電芯熱失控不蔓延至相鄰電芯,同時,電池包上殼體能耐溫1400攝氏度以上,從而有效保護電池整包。

3.極速降溫速冷系統

通過全貼合液冷系統、高速散熱通道、高精準的導熱路徑的設計,彈匣電池實現了散熱面積提升40%,散熱效率提升30%,有效防止熱蔓延。

4.全時管控第五代電池管理系統

彈匣電池通過採用車規級最新一代電池管理系統芯片,可實現每秒10次全天候數據採集,相比前代系統性能提升100倍,以24小時全覆蓋的全時巡邏模式,對電池狀態進行監測。發現異常時,立即啓動電池速冷系統爲電池降溫。

取捨非必須 選擇不困難

廣汽埃安彈匣電池通過對冷卻系統、電芯設計、整包佈置等方面的全面優化,一方面不僅能相當程度上解決消費者最爲關心的安全性痛點,同時也帶來了性能的提升(體積能量密度提升9.4%,重量能量密度提升5.7%)和成本的下降(10%)。隨着它的量產裝車,相信消費者對於車用動力電池的未來也會更有信心。

還需要特別強調一點,彈匣電池是目前行業內唯一能夠同時提升三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池安全的技術。在同樣的安全前提下,三元鋰彈匣電池因爲能量密度更高,能帶來更優異的操控、加速性能,同時在低溫環境下,其續航和性能表現也比磷酸鐵鋰更友好,更適合中高端性能用戶以及北方寒冷地區用戶。而磷酸鐵鋰彈匣電池具有更長的電池循環壽命及高溫環境下更高的安全係數,適合有超長行駛里程及頻繁充電需求的用戶。

編輯點評

“彈匣電池第一車”AION Y上市之後即熱銷,從一個側面佐證了電池安全是現階段新能源車用戶選車購車時的重要考量因素之一。通過兩次針對不同化學體系動力電池的嚴苛針刺試驗,彈匣電池已經向整個汽車行業展示了一種解決電池安全問題的全新可能路徑。不同技術路徑之間也許沒有正確和錯誤,只有適合或不適合,不管是磷酸鐵鋰還是三元鋰,汽車製造商要做的只是保證所推出的所有產品都足夠安全,至於選擇誰,還是用戶根據需求說了算


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