15年電池安全事故0記錄：揭秘比亞迪電池安全技術(shù)

　　在當(dāng)下這個新能源汽車橫行的年代，電池安全與續(xù)航能力一直是大家最為密切關(guān)注的問題。比亞迪作為國內(nèi)新能源汽車的引導(dǎo)者，其實力自然不容小覷，1995年比亞迪公司成立，開始從事手機鋰電池的生產(chǎn)，到2005年比亞迪開始從事新能源汽車動力電池的研發(fā)?？膳碌氖牵谶@15年的動力電池的研發(fā)過程和超過50萬的裝機量中竟然沒有出現(xiàn)過一起電池安全事故。
　　一直低調(diào)的比亞迪究竟是如何做到15年內(nèi)從未發(fā)生過一起電池安全事故呢？讓我們一起來揭秘比亞迪動力電池安全技術(shù)。比亞迪動力電池的研究方向主要是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池，磷酸鐵鋰電池的安全性是要高于三元鋰電池的，所以我們就針對相對不安全的三元鋰電池進行探究。
　　三元鋰電池具有能量密度高，輸出功率大的優(yōu)點。但是缺點也很突出，三元材料的脫氧溫度是200℃，高溫穩(wěn)定性差，放熱能量超過800J/g，也無法通過針剌實驗，三元電池在內(nèi)部短路的情況下，很容易產(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故。
　　針對三元鋰電池的安全問題，比亞迪從技術(shù)角度深入研究一一化解矛盾，尋求解決方案。
　　一、深思熟慮的抉擇-硬殼方形電池
　　眾所周知，目前的動力電池包的選型主要為三類：圓柱形電池、軟包電池和硬殼方形電池。電池包的選型非常的重要，它決定著后期電池包附件的設(shè)計、布置難易程度和對電池安全的控制能力。經(jīng)過對比分析，比亞迪最終選擇硬殼方形電池，原因有以下幾點。
　　雖然軟包電池單體的能量密度可以做到比硬殼方形高，但是整個電池系統(tǒng)需要有電池?zé)峁芾砟K給電池進行加熱和制冷，來控制電池的溫度范圍。軟包電池的熱管理模塊比硬殼方形要復(fù)雜，所以成組的軟包電池的能量密度是低于硬殼方形電池的。
　　由于高能量密度材料的應(yīng)用，軟包電池的安全性不可控，因為軟包電池是靠兩層聚合物粘貼在一起實現(xiàn)密封的；而硬殼方形電池是通過金屬鋁板焊接密封，所以硬殼方形電池的密封性要高于軟包電池。
　　熱失控是電池安全中非常重要的一種危險因素，當(dāng)發(fā)生熱失控的時候，軟包電池是沒有辦法定向釋放能量的，但是硬殼方形電池可以在模組內(nèi)定向設(shè)計一些特定的排氣、排火通道。保證即使某個單體失控，單體的能量可以沿著排火通道釋放，單體間的隔熱防火材料可以保護其他單體不受影響，從而保證整個系統(tǒng)的安全。
　　如果要滿足整車五六百公里的續(xù)航，圓柱形電池需要的數(shù)量就會特別的多。特斯拉選擇的是圓柱形電池18650，model x需要超過7000塊圓柱形電池18650整合在一起，龐大數(shù)量的電池使得電池的管理模塊變得非常的復(fù)雜，單體隔離和防護的難度也非常的大，電池安全方面就很難做到較高水平。
　　所以一向以安全與技術(shù)著稱的比亞迪最終選擇了硬殼方形電池，給消費者帶來電動車的美妙駕駛感受的前提是要保證乘客的安全，這是比亞迪一貫的作風(fēng)。
　　二、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)BMS
　　與發(fā)動機的“壞脾氣”相似，動力電池則是十分的“嬌弱”，鋰電池對0°-40°溫度區(qū)間不敏感，然而溫度一旦超過這個區(qū)間，壽命和容量就會大大折扣。鋰電池的低溫衰減性比高溫還要嚴(yán)重，所以在我國北方電動車冬季續(xù)航里程縮減問題比較嚴(yán)重。針對溫度對電池的不良影響，電池制造商開發(fā)出了電池管理系統(tǒng)，比亞迪電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)能有效的控制電池的溫度，并將其控制在適宜的溫度范圍內(nèi)，提高整車充放電性能，延緩電池的衰減。電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)可以實現(xiàn)電池冷卻和電池加熱。

　　電池冷卻是電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)通過控制電子膨脹閥開度及電動壓縮機的轉(zhuǎn)速，按需降低電池水道內(nèi)的冷卻液溫度，從而將電池工作過程中產(chǎn)生的熱量及環(huán)境中的熱量帶走。電池內(nèi)部冷卻回路冷卻管采用s型排布，使其與電池單體接觸面積更大，更有利于電池組的散熱。提高整車充放電性能，延緩電池衰減。
　　電池加熱：當(dāng)車輛處于低溫環(huán)境導(dǎo)致電池溫度較低時，充電過程中電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)控制PTC水加熱器給水道內(nèi)冷卻液加熱，通過水道高溫液體提升電池溫度實現(xiàn)低溫性充放電功能。
　　三、掌控安全的 “技術(shù)手段”
　　在比亞迪內(nèi)部，電池安全是被定義為最高級別的，不允許出現(xiàn)任何安全問題。比亞迪從7個維度，4個層次考慮電池安全，在每個維度跟層級都有對應(yīng)的防護措施。從四個層次單體、模組、電池包、系統(tǒng)，七個維度可靠連接、高壓防護、碰撞、過充、短路和熱失控，全方位有效的保護電池安全。
　　● CID過充防護的“安全衛(wèi)士”
　　對于防止過充，比亞迪有多個層級防護：首先是精確探測電池的電壓，實時監(jiān)測電池的狀態(tài)。第二層級是BMS分層保護，充到不同的電壓執(zhí)行不同的命令，通過限流和切斷繼電器的方法來控制充電的狀態(tài)。如果這兩級都失效之后，就是第三層保護-CID（Current Interrupt Device）技術(shù)，CID在電池單體上設(shè)計一個翻轉(zhuǎn)片，在電池過充時，電池內(nèi)部壓力升高，CID利用電池內(nèi)部的高壓將翻轉(zhuǎn)片翻轉(zhuǎn)來斷開電路，電池包的電池單體是串聯(lián)的，只要有一節(jié)單體斷開，整個回路就斷電了。CID作為一個純硬件的保護裝置是比亞迪的專利技術(shù)。
　　●  FPC（柔性線路板）簡化模組間的“友誼橋梁”
　　比亞迪電池模組之間的連接采用柔性線路板，這樣做省去許多連接器及電線，可以使電池模組布局更加簡練，產(chǎn)品布局更加的合理。比亞迪FPC（柔性線路板）內(nèi)置熔斷器，將控制電路意外受損造成的短路等風(fēng)險規(guī)避，讓電池安全性得到進一步的提升。
　　● 防爆閥-電池安全的“消防員”
　　防爆閥作為電池安全緊要關(guān)頭的一道有力防線，是保證乘車安全的“消防員”。在車輛處于火災(zāi)或者高溫環(huán)境中，電芯處于高溫環(huán)境會導(dǎo)致電解液氣化，氣化的電解液使得電芯內(nèi)部壓力過大，如果不進行及時疏導(dǎo)，電芯壓力過大會導(dǎo)電芯爆裂。防爆閥的作用就是當(dāng)電芯內(nèi)部的壓力超過安全壓力后，就釋放掉電芯內(nèi)部的高壓氣體，避免發(fā)生電芯爆裂以及更加嚴(yán)重的后果。
　　在安全的問題上做多少都不為過，相對于美國通用、福特等公司曾經(jīng)出現(xiàn)過的為了利潤不修改設(shè)計缺陷，造成安全事故，置消費者安全于不顧的唯利是圖行為，比亞迪真是良心企業(yè)，時刻把安全問題放在首要位置。比亞迪15年來沒有發(fā)生過任何因為電池問題引發(fā)的安全事故，在電動車領(lǐng)域消費者最關(guān)心的續(xù)航和安全在比亞迪這里已經(jīng)得到初步的解決，期待未來比亞迪在電動化和智能化的道路上有更好的表現(xiàn)，不忘初心、砥礪前行。