鉅大LARGE | 點擊量：378次 | 2023年07月19日
三元鋰竟能過針刺測試 廣汽埃安公布彈匣電池技術(shù)
假如你要問新能源車主最焦慮的是什么？多數(shù)人的答案是續(xù)航里程和充電體驗。假如換個問法，新能源車主最擔(dān)心或者最怕什么？多數(shù)人的答案一定是電池安全!
伴隨技術(shù)的進步，近兩年電動汽車的續(xù)航里程和充電基礎(chǔ)設(shè)施有了大幅度的提升，很多車主對里程和充電的焦慮逐漸弱化。但時不時自燃的車輛，讓大家對電池安全仍然擔(dān)驚受怕。面對用戶的切實痛點，新能源車企和電池公司也在不斷提升技術(shù)研發(fā)能力，力求推出更安全的電池。
三月十日，廣汽埃安公布新一代動力鋰電池安全技術(shù)-彈匣電池，在行業(yè)首次實現(xiàn)了三元鋰離子電池整包針刺不起火，攻克了三元針刺這個行業(yè)難題，重新含義了電池安全標準。
為驗證彈匣電池的安全性，我國汽車技術(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)的三元鋰離子電池整包進行了針刺熱擴散試驗。
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(fù)至室溫。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
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)首次通過三元鋰離子電池整包針刺不起火試驗，三元鋰離子電池安全性取得了歷史性的突破。
攻克三元鋰離子電池安全難題
眾所周知，新能源乘用車市場，磷酸鐵鋰和三元鋰離子電池是兩大主流技術(shù)路線。
磷酸鐵鋰離子電池因為相對安全，壽命更長，成本更低，因此在中低續(xù)航車型中得到廣泛應(yīng)用。而三元鋰離子電池因為能量密度高、冬季低溫電耗表現(xiàn)好，重要在中高續(xù)航車型中應(yīng)用。
長遠看，磷酸鐵鋰和三元鋰離子電池兩種技術(shù)路線，在未來很長一段時間內(nèi)仍將并行發(fā)展。
磷酸鐵鋰離子電池的安全性大家已相對認可，但三元鋰離子電池的安全目前仍然是行業(yè)公認的痛點和難點，特別是三元鋰離子電池通過針刺測試更是挑戰(zhàn)巨大。
為此，去年動力鋰電池新國標還取消了電池單體針刺實驗。
針刺測試的核心目的是為了模擬電池受到異物貫穿，電池發(fā)生內(nèi)短路的情景。當(dāng)然實際用車過程中出現(xiàn)這個場景的概率并不高。但針刺測試可以從某種角度驗證內(nèi)短路后電池的安全性。
雖然新國標不再提及單體針刺，但新增了電池系統(tǒng)熱擴散試驗，要求電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預(yù)留安全逃生時間。這條思路很明顯將電池研發(fā)測試的思路調(diào)整為整車系統(tǒng)層面。
因此，近幾年國內(nèi)頭部的新能源車企和產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)公司，也都在開展電池安全技術(shù)的課題攻關(guān)，而"不起火"電池技術(shù)則是電池安全最重要，也是最難攻克的一座堡壘。
了解動力鋰電池?zé)崾Э卦淼亩记宄?dāng)前電池自燃多由于電芯出現(xiàn)內(nèi)短路，導(dǎo)致溫度升高、電芯內(nèi)部反應(yīng)產(chǎn)熱最終出現(xiàn)熱失控，隨后蔓延到整個電池包所致。
電芯安全解決的是電池本質(zhì)安全，而整包安全是以系統(tǒng)思維解決從電芯、模組到系統(tǒng)的全方位安全，相比電芯安全更為重要，也更難實現(xiàn)。
對車企而言，提升電池整包的安全性能已成為行業(yè)的主流趨勢，畢竟消費者購買和使用的是整車，而非單個電芯或模組。
廣汽埃安彈匣電池有什么黑科技？
此次，彈匣電池的推出，給行業(yè)供應(yīng)了新的解題思路。
那彈匣電池究竟有什么黑科技呢？
這么說吧，廣汽埃安的彈匣電池，是一個專門提升動力鋰電池安全性的系統(tǒng)性技術(shù)，它不是純粹的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，也不是簡單的新增隔熱。
彈匣電池的設(shè)計思路是，防止電芯內(nèi)短路，短路后防止熱失控，以及熱失控后防止熱蔓延。
為此，其采用類似安全艙的設(shè)計，可有效阻隔熱失控電芯的蔓延、當(dāng)偵測到電芯電壓或溫度等出現(xiàn)異常時，自動啟動電池速冷降溫系統(tǒng)為電池降溫。
具體而言，彈匣電池有四大核心技術(shù)：
一、超高耐熱穩(wěn)定的電芯
彈匣電池的電芯通過正極材料的納米級包覆及摻雜技術(shù)的應(yīng)用，提升熱穩(wěn)定性。
電解液中，通過新型添加劑實現(xiàn)了SEI膜的自修復(fù)能力，從而改善電芯壽命，降低電芯短路風(fēng)險。
此外，通過另一種特殊電解液添加劑，電池在加熱至120℃以上時，可以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。
這些關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，使電芯的耐熱溫度提升了30%。
二、超強隔熱的電池安全艙
除了電芯單體外，物理防護層面，彈匣電池通過網(wǎng)狀納米孔隔熱材料和耐高溫上殼體，構(gòu)筑了超強隔熱的安全艙，最終實現(xiàn)三元鋰電芯熱失控不蔓延至相鄰電芯。電池包上殼體能耐溫1400℃以上，從而有效保護電池整包。
三、極速降溫的速冷系統(tǒng)
通過全貼合液冷系統(tǒng)、高速散熱通道、高精準的導(dǎo)熱路徑的設(shè)計，彈匣電池實現(xiàn)了散熱面積提升40%，散熱效率提升30%，有效防止熱蔓延。
四、全時管控的第五代電池管理系統(tǒng)
彈匣電池通過采用車規(guī)級最新一代電池管理系統(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，以24小時全覆蓋的全時巡邏模式，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。
最關(guān)鍵：沒有犧牲續(xù)航和提升成本
上面說了那么多，自然有小伙伴好奇，彈匣電池成本有多高？又如何保證電池系統(tǒng)能量密度呢？畢竟安全、續(xù)航和低成本消費者都想要。
廣汽埃安官方信息顯示，彈匣電池雖然新增了大量的安全設(shè)計，但同時在冷卻系統(tǒng)、電芯設(shè)計、整包布置等方面進行全面優(yōu)化。
搭載彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的電池包，其能量密度相關(guān)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%，成本下降了10%。
因此，彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)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。
長期研發(fā)投入和積累不是口號
以上這些成績只是廣汽埃安長期研發(fā)投入和技術(shù)積累的必然。
早在2011年，廣汽就開始了電動化技術(shù)的研究應(yīng)用，并推出了國內(nèi)首款中重度混合動力車型。在電動化技術(shù)研究方面，廣汽的研發(fā)已經(jīng)超過了10年，并形成了大量的技術(shù)成果和人才儲備。
此次公布的彈匣電池，由廣汽研究院、廣汽硅谷研發(fā)中心、世界優(yōu)秀電芯專家領(lǐng)銜開發(fā)，超過600人組成的國際優(yōu)秀研發(fā)團隊傾力打造，其中博士超過60位，體現(xiàn)了廣汽埃安電池安全的最高技術(shù)水平。
廣汽從動力鋰電池過流保護、電池?zé)嵋种品椒ā㈦姵責(zé)崾Э乇O(jiān)控及預(yù)警等方面進行研究開發(fā)，形成了國際領(lǐng)先的專利群，包含80多項專利，發(fā)明占比超過70%。為新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展供應(yīng)了廣汽埃安的解決方法。
目前，廣汽已擁有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的電池試驗室、專業(yè)測試場和電池pack生產(chǎn)車間，具備獨立的電池包自主設(shè)計和生產(chǎn)制造能力。廣汽自主研發(fā)的BMS電池管理系統(tǒng)經(jīng)過持續(xù)迭代優(yōu)化，已經(jīng)升級到第五代，并應(yīng)用在了彈匣電池技術(shù)上。
同時，AION系列產(chǎn)品擁有超10萬用戶，每天出現(xiàn)超1500萬公里的行駛里程，帶來了海量的電池運行數(shù)據(jù)，為彈匣電池的研發(fā)供應(yīng)了堅實的數(shù)據(jù)支撐。系統(tǒng)級的電池安全技術(shù)，已經(jīng)成為廣汽埃安的獨特優(yōu)勢和強項。
用戶更關(guān)心的裝車時間上，廣汽埃安表示，彈匣電池今年開始將會在AION全系車型上陸續(xù)搭載。
廣汽埃安彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的公布具有里程碑的意義，標志著電池安全上升到全新的高度，特別是在三元鋰離子電池安全性上取得了歷史性的突破，重新含義了三元鋰離子電池的安全標準，對全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。廣汽埃安再次以專家級的創(chuàng)新科技，為客戶帶來了"先人一步的科技享受"。
