一直以來,消費者對于新能源汽車存在兩大心結(jié),充電的便利性與電池的安全性。據(jù)不完全統(tǒng)計,2020 年全年國內(nèi)媒體報道的自燃起火事故共61 起,事故原因大部分是因為動力電池問題導致。所以,在“不起火”電池的技術(shù)攻關(guān)上,市場上就涌現(xiàn)出了一批為之前仆后繼的車企,廣汽埃安就是其一。
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近日,廣汽埃安新一代動力電池安全技術(shù)——彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)(簡稱“彈匣電池”)正式亮相。為驗證彈匣電池的安全性,中國汽車技術(shù)研究中心首席專家、國家電池安全標準起草人之一劉仕強博士帶領(lǐng)團隊,對搭載了彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的三元鋰電池整包進行了針刺熱擴散試驗。
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試驗結(jié)果顯示,廣汽埃安的三元鋰(彈匣電池)整包在試驗過程中熱事故信號發(fā)出5分鐘后,僅出現(xiàn)短暫冒煙(1分鐘),無起火和爆炸現(xiàn)象。靜置48小時后,電壓降至0V,溫度恢復至室溫。針刺后只有被刺電芯模塊熱失控,沒有蔓延到其他電芯。打開電池整包,觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)完好。這是行業(yè)首次通過三元鋰電池整包針刺不起火試驗,這意味著三元鋰電池安全性取得了重大突破。
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那么廣汽這次的彈匣電池厲害之處究竟在哪?彈匣電池是一個專門提升動力電池安全性的系統(tǒng)性技術(shù),結(jié)構(gòu)上采用了類似彈匣安全艙的設(shè)計,可有效阻隔熱失控電芯的蔓延。但它并不是只在結(jié)構(gòu)上進行優(yōu)化,也不是簡單的增加隔熱材料,而是從電芯本征安全提升、到被動安全強化、再到軟件主動防控的一整套安全技術(shù),是一個軟硬件一體化的智能安全技術(shù)。![]()
目前電動汽車電池自燃大多數(shù)情況下都是由于電芯出現(xiàn)內(nèi)短路,電芯內(nèi)部反應(yīng)產(chǎn)熱導致單個電芯溫度迅速升高,最終出現(xiàn)熱失控,隨后蔓延到整個電池包所致。因此提高電芯安全成為“彈匣電池”最先解決的問題。
1、電芯:超高耐熱穩(wěn)定
在電芯技術(shù)上,廣汽埃安通過對電芯正極材料的納米級包覆及摻雜技術(shù)的應(yīng)用,有效提升了電芯的熱穩(wěn)定性,防止熱失控。電芯內(nèi)電解液也添加了新型添加劑,可以實現(xiàn)SEI膜的自修復,從而改善電芯壽命,降低電芯內(nèi)短路風險。
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彈匣電池電芯中的電解液通過特殊電解液添加劑,在加熱至120℃以上時,在活性材料表面自發(fā)聚合形成高阻抗特性聚合物膜,大幅降低熱失控反應(yīng)產(chǎn)熱,使電芯的耐熱溫度提升了30%。
2、電池安全艙:超強隔熱
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在提升了電芯安全性之后,“彈匣電池”整個電池系統(tǒng)的設(shè)計也非常講究,首先通過網(wǎng)狀納米孔隔熱材料和耐高溫上殼體設(shè)計,可以讓電池包內(nèi)的每個電芯都擁有超強隔熱的安全艙,一旦三元鋰電芯熱失控,安全倉設(shè)計實現(xiàn)了熱失控三元電芯不蔓延至相鄰電芯。同時,電池包上殼體能耐溫1400℃以上,從而有效保護整個電池包。
3、速冷系統(tǒng):極速降溫
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除了從電芯自身以及電池包結(jié)構(gòu)上提高安全性以外,“彈匣電池”的電池包中還設(shè)計了高效率液冷溫控系統(tǒng),通過全貼合液冷系統(tǒng)、高速散熱通道、高精準的導熱路徑的設(shè)計,散熱面積提升40%,散熱效率提升30%,不僅在日常使用時能夠保障電芯工作在合理溫度延長電芯壽命,同時在電芯發(fā)生熱失控時有效防止熱蔓延。
4、第五代電池管理系統(tǒng):全時管控
安全的電池全時巡邏模式和異常自救的應(yīng)用,重新定義了三元鋰電池主動安全的標準。除了擁有安全的結(jié)構(gòu)設(shè)計以外,還有聰明的軟件加持。廣汽埃安通過采用最新一代車規(guī)級電池管理系統(tǒng)芯片,可實現(xiàn)每秒10次全天候數(shù)據(jù)采集,相比前代系統(tǒng)提升100倍??梢?4小時對電池狀態(tài)進行監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)異常時,立即啟動電池速冷系統(tǒng)為電池降溫。
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彈匣電池在電芯、電池包結(jié)構(gòu)以及軟件方面進行了大量安全設(shè)計提升了電池系統(tǒng)安全。而且并未損失系統(tǒng)能量密度。據(jù)廣汽埃安官方介紹,搭載彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的電池包,相對于同類普通電池包,體積能量密度提升9.4%,重量能量密度提升5.7%,成本下降10%。
因此,彈匣電池是在沒有犧牲續(xù)航和提高成本的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)了高安全、長續(xù)航、低成本。
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對于整個新能源汽車行業(yè)來說,彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的發(fā)布意義非凡。它標志著電池安全上升到全新的高度,特別是在三元鋰電池安全性上取得了歷史性的突破,重新定義了三元鋰電池的安全標準,讓更多的消費者對電動汽車安全有了全新的認識,更安全的電動車也能夠帶動行業(yè)健康發(fā)展。
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另外,官方表示“彈匣電池”今年開始將會在廣汽AION全系車型上陸續(xù)搭載。究竟它能夠帶來與其它新能源車有哪些不同之處,我們將持續(xù)關(guān)注。