鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：1136次 | 2021年09月17日
“鐵電池”做盾 比亞迪電動汽車安全穩(wěn)定
前不久，比亞迪宣布計(jì)劃針對出租車及公交大巴市場推出零元購車零成本零排放解決方法。在解決了出租車公司和公交公司一次性購買電動汽車資金壓力的同時(shí)，也讓e6成為了出租行業(yè)的搖錢樹。它不僅為公司尋求新能源的發(fā)展探索出了全新的模式，更向外界展示出了自己對e6純電動汽車產(chǎn)品性能的自信。相較傳統(tǒng)的燃油汽車，純電動汽車最大的特點(diǎn)就是采用純電驅(qū)動，電池的安全在一定程度上也就意味著整車的安全。比亞迪純電動汽車e6不僅整車符合國內(nèi)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)及美國FMVSS嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)長期路試顯示出動力鋰離子電池鐵電池的持久穩(wěn)定。據(jù)比亞迪最新數(shù)據(jù)顯示，截至九月底，先后在深圳投入公交運(yùn)營的300臺e6純電動出租車?yán)塾?jì)總行駛里程接近2600萬公里，單車最高里程接近24萬公里，相當(dāng)于普通私家車超過10年的行駛里程，其間沒有更換過一次電池，充分驗(yàn)證了鐵電池的安全可靠。
確保熱穩(wěn)定性比亞迪選擇磷酸鐵鋰離子電池
作為汽車動力鋰離子電池，安全性是壓倒一切的首要考慮因素。而電池安全分為電安全和熱安全。電安全可以通過外部手段來保障。例如給一臺手機(jī)充電，不論其電池質(zhì)量如何，只要設(shè)置一個(gè)自動停充的電壓值，就可防止過充。這就是電安全設(shè)置。
而熱安全是指電池材料在不同溫度下的穩(wěn)定性，它完全依靠電池自身的品質(zhì)來保障。因?yàn)槲覀儾豢赡芡ㄟ^后天手段，把動力鋰離子電池一個(gè)個(gè)用絕熱材料包裹起來，那會造成整車重量的嚴(yán)重超標(biāo)。因此選擇動力鋰離子電池時(shí)，電池材料的熱穩(wěn)定性是重要考慮因素，而不能一味追求高能量密度。
當(dāng)前鋰離子電池分三大類：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
參數(shù)
鈷酸鋰離子電池
錳酸鋰離子電池
磷酸鐵鋰離子電池
熱穩(wěn)定性
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備
180度分解并釋放氧氣
分解溫度高于鈷酸鋰離子電池
600度結(jié)構(gòu)依然穩(wěn)定，不釋放氧氣
能量密度
150-160瓦時(shí)/千克
低于鈷酸鋰離子電池，高于磷酸鐵鋰離子電池
100-110瓦時(shí)/千克
應(yīng)用領(lǐng)域
手機(jī)、筆記本電腦
汽車（如日系）
汽車、儲能電站（如比亞迪）
化學(xué)原理及使用壽命
50度環(huán)境下，正極的錳熔解進(jìn)電解液，縮短壽命
三價(jià)鐵，無法再進(jìn)行化學(xué)變化，壽命長
從上述表格中，我們可以看出，鈷酸鋰離子電池能量密度非常高，但當(dāng)它在高溫下不穩(wěn)定，達(dá)到180度它就會分解成氧，放出大量的熱能爆炸;錳酸鋰離子電池，其安全性雖然高于鈷酸鋰但它加熱的時(shí)候也會分解成氧，容易爆炸，而且錳的溶解會造成電池壽命的縮短;而磷酸鐵鋰離子電池在高溫下十分穩(wěn)定，一般不會發(fā)生分解反應(yīng)，即使發(fā)生了分解也不會出現(xiàn)氣體，它雖然能量密度不占優(yōu)勢但是熱穩(wěn)定性是最好的。出于安全和電池壽命的綜合考慮，比亞迪選用了磷酸鐵鋰離子電池作為了純電動汽車的動力鋰離子電池。除了比亞迪，通用亦打算改用磷酸鐵鋰離子電池作為電動汽車動力鋰離子電池。
高安全性能足以經(jīng)受各種嚴(yán)苛試驗(yàn)
比亞迪方面表示，為了確保動力鋰離子電池具有良好的安全穩(wěn)定性，在研發(fā)過程中曾多次對鐵電池進(jìn)行火燒、擠壓、針刺、過充、短路等極端測試。
從測試結(jié)果來看，比亞迪的磷酸鐵鋰離子電池的安全性能可圈可點(diǎn)。例如，在電動汽車長途行駛過程中，難免會出現(xiàn)電池高溫運(yùn)作的情況，比亞迪以5℃/min的速率加熱電池至150℃，并保持2小時(shí)進(jìn)行爐熱測試，電池?zé)o起火燃燒爆炸的現(xiàn)象發(fā)生;針對潛在存在的碰撞事故，比亞迪進(jìn)行了擠壓測試，將電池完全擠壓變形，e6未發(fā)生起火燃燒;假如因?yàn)榕鲎玻l(fā)了電池的短路，我們也完全不用擔(dān)心電池會起火爆炸，比亞迪用導(dǎo)線連接電池的正負(fù)極使其短路(導(dǎo)體內(nèi)阻≤5mΩ)，進(jìn)行了保持10分鐘的短路測試，證明了電池的安全性;另外，比亞迪還模擬了電動汽車從高空跌落的情況，將電池從1m高度跌落至混泥土表面，電池也僅出現(xiàn)了輕微的變形。
在各種極端測試下，比亞迪鐵電池即使內(nèi)部或外部受到傷害，但均不起火、不爆炸，表現(xiàn)出了極高的安全指數(shù)，確保駕乘者在各種環(huán)境下的用車安全。
解決電池一致性難題夯實(shí)安全基礎(chǔ)
電池的一致性一直是純電動汽車發(fā)展中的難題，電池組中的一節(jié)電池出現(xiàn)問題，整個(gè)電池組的工作都會受影響，牽一發(fā)而動全身。因此電池一致性好是電池安全的重要一環(huán)。但是這對電池組的設(shè)計(jì)、制作以及組合、管理與維護(hù)等方面都有高要求。不管哪個(gè)性能指標(biāo)都重要，缺一不可，電池一致性包括：容量一致性、循環(huán)一致性;內(nèi)阻一致性、動態(tài)內(nèi)阻一致性;電壓一致性、壓降一致性，這每一個(gè)指標(biāo)背后都代表著多項(xiàng)技術(shù)難題的攻克。新能源汽車使用的是動力鋰離子電池組，由若干個(gè)鋰離子電池組成。假如電池組的一致性不好，就容易造成有的過度充電、有的充電不足現(xiàn)象，影響整個(gè)電池組的使用壽命和效率，甚至出現(xiàn)安全問題。
比亞迪依托自己在世界電池領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢，將電池一致性做到了極致。所研發(fā)的磷酸鐵鋰離子電池從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、裝備，到生產(chǎn)工藝、管理全流程確保電池組的一致性。使得單體電池的安全性、壽命和電池組相同，確保了電池單體的高安全性能，也解決了電池組在純電動汽車上的安全問題。
多重安全防護(hù)從源頭確保電池安全
為進(jìn)一步保證電動汽車安全，比亞迪還針對動力鋰離子電池組件進(jìn)行了7重安全設(shè)計(jì)。以比亞迪e6(報(bào)價(jià)參數(shù)圖片論壇)純電動汽車為例，其所用動力鋰離子電池單體、電池模組、電池系統(tǒng)均采取了必要的安全設(shè)計(jì)和多重安全防護(hù)措施。
防爆閥作為多層安全防護(hù)設(shè)計(jì)中的重要一層，保證在電池出現(xiàn)異常時(shí)，可靠啟動，完成泄壓使命，防止電池爆炸，而且防爆閥為無碎片式設(shè)計(jì)，即在防爆閥啟動后，防爆閥與蓋板主體仍然連接在一起，不會有碎片、異物飛出。
第二重高壓安全設(shè)計(jì)，這是安全的重中之重，比亞迪也做到了這項(xiàng)技術(shù)當(dāng)前的極致。最小電氣間隙、最小爬電距離遠(yuǎn)超出國標(biāo)及美國UL標(biāo)準(zhǔn)要求，各種電氣絕緣材料均經(jīng)過美國UL認(rèn)證。此外主動力回路上串聯(lián)多個(gè)保護(hù)裝置更多一層保障，當(dāng)電池包出現(xiàn)異常時(shí)，可以通過保護(hù)裝置將電池包分?jǐn)酁殡妷狠^低的各個(gè)部分。同時(shí)，在電池包正常充、放電以外的其他時(shí)間(也包括電池包的存儲、運(yùn)輸、維護(hù)、修理)，可以通過保護(hù)裝置將電池包分?jǐn)酁殡妷狠^低的多個(gè)小段，防止意外情況(如嚴(yán)重碰撞)發(fā)生時(shí)造成事故。
當(dāng)然備受關(guān)注的電池模組阻電工作也做到了家，電池模組及包體外殼均采用UL認(rèn)證的塑膠材料，具有優(yōu)秀的電絕緣性能。同時(shí)，為防止電池內(nèi)部間短路或電池與車身短路，降低電池包短路風(fēng)險(xiǎn)，所有電連接端子均采用隔離設(shè)計(jì)，即所有電連接端子與其他帶電體和導(dǎo)電體物理隔離;此外，電池包正負(fù)極分布于電池包的兩側(cè)，防止電池包發(fā)生正負(fù)極短路。
在電池包內(nèi)做好一切阻燃準(zhǔn)備后，還有一重設(shè)計(jì)可以外在感應(yīng)，人為杜絕隱患。當(dāng)車輛因?yàn)榕鲎猜╇姇r(shí)，控制系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)響應(yīng)，通過手動開關(guān)按鈕及時(shí)斷開動力回路，(嚴(yán)重漏電時(shí)控制系統(tǒng)可以自動切斷動力回路，)防止風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步擴(kuò)大。
權(quán)威測試鑒定鐵電池?fù)碛兄忻离p保險(xiǎn)
作為國家汽車新產(chǎn)品通告內(nèi)產(chǎn)品，e6純電動汽車不僅通過了國家相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)的整車碰撞安全、系統(tǒng)電安全、電池安全等試驗(yàn)，而且還按照美國FMVSS標(biāo)準(zhǔn)，美國US-NCAP以及美國保險(xiǎn)協(xié)會IHSS試驗(yàn)工況進(jìn)行了驗(yàn)證，同時(shí)滿足ECER100要求，可謂擁有中美雙保險(xiǎn)。
今年五月比亞迪e6出租車因其它車輛司機(jī)醉駕、高速撞擊，遭遇一場嚴(yán)重交通事故，引起社會對電池安全的關(guān)注。六月由深圳市計(jì)量質(zhì)量檢測研究院組織，邀請國內(nèi)電動汽車整車及動力系統(tǒng)、部件安全、結(jié)構(gòu)安全、碰撞安全、電子電氣安全、電動汽車動力鋰離子電池、材料燃燒特性等領(lǐng)域的13名業(yè)內(nèi)權(quán)威比較亞迪電動汽車進(jìn)行了為期兩個(gè)月的權(quán)威鑒定。經(jīng)過鑒定，在遭遇肇事車輛超過180km/h的高速撞擊和與路邊大樹的高強(qiáng)度二次撞擊后，電弧引燃內(nèi)飾材料及部分可燃物質(zhì)。但整個(gè)事故中e6出租車動力鋰離子電池沒有發(fā)生爆炸，72節(jié)單體電池(占全部96節(jié)動力鋰離子電池的75%)未起火燃燒。動力鋰離子電池系統(tǒng)在整車上的安裝布局、絕緣防護(hù)及高壓電系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理，整車安全設(shè)計(jì)未見缺陷。足見e6在動力鋰離子電池安全性方面經(jīng)受住了嚴(yán)重事故的考驗(yàn)。
總體而言，比亞迪作為全球最先實(shí)現(xiàn)磷酸鐵鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化的車企之一，最先將磷酸鐵鋰電動汽車投放市場，300臺e6出租車和200臺K9大巴兩年多的成功運(yùn)營，使電池的性能優(yōu)勢得到了充分的證明。與此同時(shí)老牌車企通用也計(jì)劃在電動汽車領(lǐng)域回歸磷酸鐵鋰路線。這些事實(shí)證明比亞迪選擇了一條正確的技術(shù)路線，并已走在前列。如今比亞迪正大力推進(jìn)公交電動化，基于自己產(chǎn)品的成熟穩(wěn)定，比亞迪采用零元購車零成本零排放創(chuàng)新模式，不僅可以給出租車公司和公交公司帶去豐厚的利潤，而且還為新能源汽車的推廣和節(jié)能減排供應(yīng)可行性途徑。
