• 2022-08-31
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广汽、岚图抢跑 “不起火”电池成车企新核心

近日,多个汽车厂家接踵发布了各自最新的三元锂电池安全防护技能 ,一时间,“不动怒”、“不爆炸”甚至“不冒烟”的三元锂电池层见叠出。

三元锂电池安全防护技能取患上庞大冲破

3月10日,广汽埃安率先发布了新一代动力电池安全技能——弹匣电池体系安全技能(如下简称“弹匣电池”)。基于“避免电芯内短路 ,短路后避免热掉控,和热掉控后避免热伸张”的设计思绪,弹匣电池接纳近似安全舱的设计 ,可有用阻隔热掉控电芯的伸张 、当侦测到电芯电压或者温度等呈现异样时,主动启动电池速冷降温体系为电池降温 。

为了验证弹匣电池的安全性,广汽埃安还宣布了中国汽车技能研究中央的测试视频 ,对于搭载了弹匣电池体系安全技能的三元锂电池整包举行针刺热散布实验。实验成果显示,弹匣电池整包在实验历程中热变乱旌旗灯号发出5分钟后,仅呈现短暂冒烟 ,无动怒以及爆炸征象。

图片来历:岚图汽车宣传海报截图

3月17日 ,岚图汽车经由过程线上技能分享会的情势,对于旗下首款量产车型岚图 Free 搭载的三元锂电池包举行了周全的解读 。岚图汽车暗示,岚图FREE电池包重要有三年夜上风:创始“三维隔热墙”技能、BMS独创电池安全监测以及预警模子、高安全电池PACK方案。在这三年夜黑科技的加持下 ,新电池包在热掉控触发并发出热事务报警旌旗灯号后,不冒烟 、不动怒、不爆炸。

紧随岚图汽车以后,R汽车在3月18日的品牌年夜会上公布 ,R汽车基于航空级尺度,可以或许实现L0级别零热掉控治理 。经由过程云端及时监控高效自动预警,为每一一块动力电池做云端康健体检 ,将电池包因电芯问题致使的热掉控几率节制在无穷靠近于零的规模内,做到永不自燃。

研究体现,因为热不变性相对于较差 ,三元锂电池在某些极度情况下易发生热掉控动怒。可是,与安全机能相对于较高的磷酸铁锂电池比拟,三元锂电池又因能量密度高、低温机能好 、倍率特征好等特色 ,经常使用于高端电动品牌 。是以 ,怎样让三元锂电池在高机能以及高安全上到达均衡,成为财产多年研发的重点。

而这次,岂论是广汽埃安的弹匣电池 ,照旧岚图FREE的“不冒烟,不动怒,不爆炸”电池 ,亦或者是R汽车L0级别零热掉控治理的永不自燃电池,整车厂在三元锂电池的安全防护技能方面堪称取患了不小的冲破。

多维度立异,三元锂电池到达“三不”水准

新能源电池研发专家暗示 ,三元锂电池体系要实现“不动怒”、“不爆炸”甚至“不冒烟”,需要从质料、电极 、电芯、体系等多个维度举行立异设计与研发 。

当前较为主流的实现路径有两种,一是从电芯本体出发 ,经由过程质料本体物性改良、添加阻燃剂等体式格局,让电芯在呈现极度环境下,中间的本体发生变动 ,好比起到热量接收 、外貌钝化 、阻断膨胀、机械实效的效果等 ,以此实现电芯不动怒;二是从模组及体系层级出发,添加气凝胶等物资及设计,即即是一颗电芯呈现极度环境也不会影响其他电芯 。

以广汽埃安弹匣电池为例 ,据官方先容,该电池包就是从电芯质料、电池布局 、冷却体系以及电池治理体系四个纬度来晋升动力电池的安全性。

弹匣电池体系 ;图片来历:广汽集团

详细来看,电芯质料方面 ,经由过程正极质料的纳米级包覆及掺杂技能的运用,晋升电芯热不变性,避免热掉控;电解液运用新型添加剂 ,可实现SEI膜的自修复,改良电芯寿命;高安全电解液能在高温下自觉聚合形成高阻抗特征聚合物膜,年夜幅降低热掉控反映产热。这些要害技能的运用 ,使患上电芯的耐热温度晋升30% 。

电池布局上,经由过程网状纳米孔隔热质料以及耐高温上壳体,形成超强隔热安全舱 ,实现三元锂电芯热掉控不伸张至相邻电芯 ,电池包上壳体能耐温1400℃以上。

冷却体系方面,经由过程全贴合液冷体系、高速散热通道、高精准的导热路径的设计,弹匣电池实现散热面积晋升40% ,散热效率晋升30%。

电池治理体系接纳车规级最新一代电池治理体系芯片,可实现每一秒10次全天候数据收罗,比拟前代体系晋升100倍 ,以24小时全笼罩的全时巡逻模式,对于电池状况举行监测 。

在上述四年夜焦点技能的加持下,弹匣电池整包在实验历程中热变乱旌旗灯号发出5分钟后 ,仅呈现短暂冒烟,无动怒以及爆炸征象。广汽埃安还暗示,弹匣电池相对于于同类平凡电池 ,体积能量密度晋升9.4%,重量能量密度晋升5.7%,成本降落10%。按照规划 ,弹匣电池本年将在广汽埃安全系列车型上陆续搭载 。

相较之下 ,岚图FREE电池包的防护技能在做到“不动怒 、不爆炸”时,还可实现“不冒烟”。而实现这一机能的要害就是上文提到的三年夜黑科技:“三维隔热墙”技能 ;BMS电池安全监测以及预警模子;高安全电池PACK方案。

据岚图汽车新能源技能总监黄敏博士先容,三维隔热墙的技能道理是 ,在电池包内使用超强高份子隔热阻燃质料(一般隔热质料仍会在触发烧掉控后致电池包冒烟或者动怒,三维隔热墙技能可做到无热散布征象发生),对于每一个电芯实现零丁的全方位三维立体包裹 。三维隔热墙在电芯与电芯之间 ,形成高效的隔热阻燃防护层,每一个电芯均处于隔热阻燃质料的充实包裹中,形如“虎魄”。

BMS电池安全监测以及预警模子则基于BMS云端卫士举行年夜数据阐发以及追踪 ,可实现 “千车千面”。据悉,电池包在原有温度电压预警根蒂根基上,搭建了切确的电池安全监测以及预警年夜数据模子 ,基于差别使用处景(例如平原与山区、南北方温度以及湿度、凹凸海拔日夜温差等),追踪每一一台车 、每一一块电池的使用数据 。

此外,岚图还接纳了高安全电池PACK方案 ,即定制化开发车身防护、高强框架、压力通报 、形变吸能以及电池双保险共五年夜电池安全布局设计 。

总结下来 ,岚图FREE电池包重要在隔热、监测和车体方面做了革新,在电池质料这块并未有较着变化。据悉,岚图FREE电池包纯电版将首发搭载新电池包 ,并于本年第三季度上市交付。

强标实行后,动力电池安全防护技能成车厂比赛新核心

上述多个汽车厂家接踵发布最新的三元锂电池安全防护技能暗地里,还要追溯到去年5月12日 ,工信部制订的三项电动汽车强标 。

2020年5月12日,工业以及信息化部构造制订的GB 18384-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》、GB 30381-2020《电动汽车安全要求》以及GB 38032-2020《电动客车安全要求》三项强迫性国度尺度(如下简称“三项强标”)由国度市场监视治理总局 、国度尺度化治理委员会核准发布,并定于2021年1月1日起最先实行。

这三项强标中 ,《电动汽车用动力蓄电池安全要求》是海内电动汽车用动力电池范畴的第一项强迫性尺度,该项尺度在优化电池单体 、模组安全要求的同时,重点强化了电池体系热安全、机械安全、电气安全和功效安全要求 ,实验项目涵盖体系热散布 、外部火烧、机械打击、模仿碰撞 、湿热轮回、振动泡水、外部短路 、过温过充等。

此中,需要出格指出的,该项尺度增长了电池体系热散布实验 ,要求电池单体发生热掉控后 ,电池体系在5分钟内不动怒不爆炸,为乘员预留安全逃生时间 。

据介入该尺度制订的中国汽车动力电池财产立异同盟副秘书长王子冬先容,尺度设置的初志是修筑安全底线 ,对于于消费者生命安全思量,原来制订的时辰是要30分钟的,厥后做了调解 ,5分钟已经经是最为根蒂根基的底线要求了。不论是甚么系统的电池,从安全的角度出发,这个尺度必需要到达。

实在 ,在强标正式实行前,在“不动怒”的三元锂电池结构上,相干动力电池企业早已经有所步履 。

宁德时代811电池热散布实验

2020年10月 ,宁德时代就公然暗示已经开发出“只冒烟、不动怒”的三元电池,经由过程高安全电解液、热扩上断绝技能,直击高能量密度 、高安全性的痛点 ,可以确保电池包不燃烧 ,即便一个电芯动怒,整个电池包只冒烟。

同年12月,蜂巢能源在其电池日上对于外发布了热掉控体系性解决方案——冷蜂 ,经由过程质料、电芯、电池包 、监控体系四年夜层级的原创技能完全解决电池体系的热掉控问题。

欣旺达也在2020年公布乐成研发“只冒烟 、不动怒”电池包,并可经由过程“加热触发电芯热掉控试验”,即单个电芯在被触发发生热掉控以后 ,整个电池包只冒烟不动怒 。

本年3月12日,作为动力电池新权势的领湃新能源亦发布“四个零战略”,即零危害、零衰减、零焦急 、零偏差。据悉 ,领湃新能源从质料、电极、电芯 、体系等多个维度举行立异设计与研发,杜绝热掉控,实现零危害、高安全电池。其首款产物高电压中镍VDA355电芯模组将于本年SOP 。

基于此 ,有阐发人士指出,跟着强标的正式实行,和动力电池企业新技能的加持 ,进入2021年 ,动力电池安全防护技能将成为继承航、智能 、5G以后,整车厂商在新能源汽车范畴比赛的一个新的发力点 。

小结:很长一段时间,当听闻电动汽车发生动怒、自燃等变乱时 ,电池每每被首当其冲地列为“祸首罪魁”,而今在国度强标的约束下,在动力电池企业新技能的不停冲破下 ,并在整车厂商的鼎力大举聚焦鞭策下,信赖“不动怒”、“不爆炸” 、“不冒烟”的三元锂电池将从一个个标签成为实际,而电动汽车动怒、自燃变乱也将不复存在。

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