【拆車坊 報道】前不久剛剛打完新冠疫(yi)苗第一針的我,正在眼巴巴盼著第二針趕緊到來從而徹底解脫。好巧(qiao)不巧(qiao),就在這個(ge)當口,廣汽埃安(an)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,作為三電系統的重要一環,電池毫無疑問成了眾多車企的必爭之地。采購、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——盡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布無鈷電池和刀片電池之后,今年上半年風頭輪到廣汽埃安了。三月,他們重磅發布全球首創彈匣電池系統安全技術(后文簡稱“彈匣電池”),并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)這個充滿愛的日子里,廣汽埃安第二次發布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(shi)為了你安全
試驗介紹
人們常說的針刺試驗其實只是個簡稱,這次發布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余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(yan)觸發的(de)方法現階段(duan)主(zhu)要有兩種(zhong),除了這次(ci)用到也比較耳熟(shu)能詳的(de)針刺法,還(huan)有一種(zhong)是加熱法。
試驗方法
千萬別以(yi)(yi)(yi)為針(zhen)刺(ci)試驗(yan)只是拿針(zhen)一刺(ci)那么簡單(dan)!國家(jia)強(qiang)制(zhi)性標準 GB 38031-2020《電(dian)(dian)動(dong)汽車用動(dong)力蓄電(dian)(dian)池安全要求》對于針(zhen)刺(ci)觸發熱失控的(de)試驗(yan)方(fang)法有明確細致(zhi)的(de)規定(ding):將(jiang)動(dong)力電(dian)(dian)池樣品充電(dian)(dian)至SOC 90%以(yi)(yi)(yi)上,采用直徑為3-8毫(hao)米(mi)的(de)鋼針(zhen),以(yi)(yi)(yi)0.1-10毫(hao)米(mi)/秒的(de)速度(du),垂直于電(dian)(dian)池極片方(fang)向貫(guan)穿樣品,在(zai)針(zhen)刺(ci)點附近布置溫度(du)傳感器(qi)。樣品發生(sheng)熱失控的(de)判(pan)定(ding)條件(jian)為:監測點的(de)溫升(sheng)速率≧1攝氏度(du)/秒并持續3秒以(yi)(yi)(yi)上,同時(shi)電(dian)(dian)壓降(jiang)超(chao)過(guo)初始電(dian)(dian)壓的(de)25%或者是監測點溫度(du)達到制(zhi)造(zao)商規定(ding)的(de)最高溫度(du)。
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,采用磷酸鐵鋰(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電量條件下進行針刺試驗。
試驗結果
磷酸鐵(tie)鋰(普通電(dian)(dian)池(chi)(chi))整包在鋼針刺(ci)入(ru)電(dian)(dian)芯觸發熱失控后(hou),出現了電(dian)(dian)壓(ya)下降、溫(wen)度(du)上升現象,最高溫(wen)度(du)為329.4攝氏度(du)且(qie)出現冒(mao)煙現象,持續(xu)16分鐘;而磷酸鐵(tie)鋰(彈匣電(dian)(dian)池(chi)(chi))整包被刺(ci)后(hou),最高溫(wen)度(du)僅(jin)為51.1攝氏度(du),靜止(zhi)48小時后(hou),單體電(dian)(dian)壓(ya)降至0伏,溫(wen)度(du)降為室溫(wen),且(qie)無冒(mao)煙、無起(qi)火和爆炸(zha)現象,電(dian)(dian)池(chi)(chi)包狀態(tai)穩定。打開電(dian)(dian)池(chi)(chi)系統外殼,內(nei)部結構完好。
■ 彈匣電池——系統化安全
彈匣電(dian)池(chi)指代的(de)不(bu)僅僅是某(mou)種電(dian)池(chi),更代表了從電(dian)芯本征(zheng)安(an)全(quan)提升,到整(zheng)包被(bei)動安(an)全(quan)強化,再到主(zhu)動安(an)全(quan)防控的(de)一整(zheng)套電(dian)池(chi)安(an)全(quan)技術,這里的(de)“彈匣”就是一個軟硬件一體化、具備超高(gao)防御能力的(de)智(zhi)能安(an)全(quan)技術。
當(dang)前電(dian)(dian)池(chi)自燃(ran)多由于電(dian)(dian)芯(xin)內(nei)部短路,導致溫(wen)度升高(gao)、電(dian)(dian)芯(xin)內(nei)部反應產(chan)熱,最終出現局(ju)部熱失控(kong)隨(sui)后蔓延到(dao)整個電(dian)(dian)池(chi)包(bao)所致。彈匣電(dian)(dian)池(chi)通過提升電(dian)(dian)芯(xin)自身熱穩定(ding)性(xing)、電(dian)(dian)芯(xin)之間的隔熱性(xing)、電(dian)(dian)芯(xin)的散熱性(xing)能以及(ji)對電(dian)(dian)池(chi)進行全天候(hou)監控(kong)等一系列方法(fa),從(cong)各個環節(jie)解決(jue)電(dian)(dian)池(chi)自燃(ran)的問(wen)題。
之所以以彈匣(xia)為名,是(shi)因為其采用了類(lei)似彈匣(xia)安全(quan)艙的(de)設計,有效阻隔熱(re)失控電芯的(de)蔓延,當偵(zhen)測到(dao)電芯電壓或(huo)溫(wen)度(du)等(deng)出(chu)現(xian)異(yi)常時,自動(dong)啟(qi)動(dong)電池速冷系(xi)統為電池降溫(wen)。
四大核心(xin)技(ji)術
彈匣(xia)電(dian)池(chi)(chi)具備4大核心(xin)技術:超高耐熱穩定(ding)的電(dian)芯、超強隔熱的電(dian)池(chi)(chi)安全(quan)艙、極(ji)速(su)降溫的速(su)冷系統、全(quan)時管控(kong)的第五(wu)代電(dian)池(chi)(chi)管理系統。
1.超高耐熱穩定電芯
電(dian)芯(xin)通(tong)過正極材料的(de)(de)(de)(de)(de)納(na)米級包覆及(ji)摻雜技術的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用,能有效(xiao)提(ti)升(sheng)熱(re)(re)(re)穩(wen)定性,防止熱(re)(re)(re)失(shi)(shi)控;電(dian)解(jie)液新型(xing)添加劑的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用實(shi)現了SEI膜(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)自修(xiu)復,從而改善電(dian)芯(xin)壽命,降(jiang)低電(dian)芯(xin)短路(lu)風(feng)險;高安全電(dian)解(jie)液,通(tong)過特(te)殊電(dian)解(jie)液添加劑,在加熱(re)(re)(re)至120攝(she)氏度以上時,在活(huo)性材料表(biao)面自發聚(ju)合形成高阻抗特(te)性聚(ju)合物膜(mo),大(da)幅降(jiang)低熱(re)(re)(re)失(shi)(shi)控反應(ying)產(chan)熱(re)(re)(re)。以上這些(xie)關鍵技術的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用,使電(dian)芯(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)耐熱(re)(re)(re)溫度提(ti)升(sheng)了30%。
2.超強隔熱電池安全艙
通過網狀納米孔(kong)隔熱(re)材料(liao)和耐高(gao)溫上(shang)殼(ke)體,彈匣電(dian)池(chi)構筑了(le)超(chao)強(qiang)隔熱(re)的安全艙(cang),最終實現電(dian)芯熱(re)失控(kong)不蔓延至(zhi)相(xiang)鄰電(dian)芯,同時(shi),電(dian)池(chi)包上(shang)殼(ke)體能耐溫1400攝氏度以上(shang),從而有(you)效保護電(dian)池(chi)整包。
3.極速降溫速冷系統
通過全貼合液冷(leng)系統、高速散(san)(san)熱(re)(re)(re)通道、高精準的導熱(re)(re)(re)路徑的設計,彈匣(xia)電池(chi)實現了散(san)(san)熱(re)(re)(re)面積提升40%,散(san)(san)熱(re)(re)(re)效(xiao)率(lv)提升30%,有效(xiao)防止熱(re)(re)(re)蔓延。
4.全時管控第五代電池管理系統
彈(dan)匣電(dian)(dian)池(chi)(chi)通過采用車(che)規級最新一代(dai)電(dian)(dian)池(chi)(chi)管理系(xi)統(tong)芯片,可實現每秒10次(ci)全(quan)天候數據采集,相比前代(dai)系(xi)統(tong)性能提升(sheng)100倍,以(yi)24小時全(quan)覆(fu)蓋的全(quan)時巡邏模式,對電(dian)(dian)池(chi)(chi)狀(zhuang)態進(jin)行監測(ce)。發現異常時,立即啟動電(dian)(dian)池(chi)(chi)速冷系(xi)統(tong)為電(dian)(dian)池(chi)(chi)降(jiang)溫。
■ 取舍非必須 選擇不困難
廣汽(qi)埃(ai)安彈匣電(dian)池(chi)通過對冷(leng)卻系統、電(dian)芯設(she)計、整(zheng)包布(bu)置等方(fang)面(mian)的全(quan)面(mian)優化(hua),一方(fang)面(mian)不僅能相當程度(du)(du)上解決消費者(zhe)最為關心的安全(quan)性痛點,同時也帶來(lai)了性能的提(ti)升(體積能量密度(du)(du)提(ti)升9.4%,重量能量密度(du)(du)提(ti)升5.7%)和成本的下降(10%)。隨(sui)著它(ta)的量產裝(zhuang)車,相信消費者(zhe)對于車用(yong)動力電(dian)池(chi)的未(wei)來(lai)也會更有(you)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(tong)樣(yang)的安全(quan)前提(ti)下,三元鋰(li)彈匣(xia)電(dian)(dian)(dian)池因為(wei)能量密度更(geng)(geng)(geng)高(gao),能帶來(lai)更(geng)(geng)(geng)優異的操控、加(jia)速性能,同(tong)時在低(di)溫環(huan)境(jing)(jing)下,其續(xu)航和性能表現(xian)也比磷酸鐵鋰(li)更(geng)(geng)(geng)友(you)好,更(geng)(geng)(geng)適(shi)合中(zhong)高(gao)端性能用(yong)戶(hu)以及(ji)北方(fang)寒(han)冷地區(qu)用(yong)戶(hu)。而磷酸鐵鋰(li)彈匣(xia)電(dian)(dian)(dian)池具(ju)有更(geng)(geng)(geng)長(chang)的電(dian)(dian)(dian)池循(xun)環(huan)壽命(ming)及(ji)高(gao)溫環(huan)境(jing)(jing)下更(geng)(geng)(geng)高(gao)的安全(quan)系數,適(shi)合有超(chao)長(chang)行駛(shi)里程及(ji)頻繁(fan)充電(dian)(dian)(dian)需(xu)求的用(yong)戶(hu)。
■ 編輯點評
“彈匣電池第一車”AION Y上市之后即熱銷,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,汽車制造商要做的只是保證所推出的所有產品都足夠安全,至于選擇誰,還是用戶根據需求說了算。