廣汽埃安發(fā)布“彈匣電池” 重新定義三元鋰電池安全標(biāo)準(zhǔn)

廣汽埃安3月10日宣布成功研發(fā)彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)。廣汽埃安稱，三元鋰電池第一次實(shí)現(xiàn)針刺不起火，遠(yuǎn)超國(guó)標(biāo)5分鐘的標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)公安部交通管理局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，全國(guó)新能源汽車保有量達(dá)492萬(wàn)輛，其中，純電動(dòng)汽車保有量400萬(wàn)輛，占新能源汽車總量的81.3%。新能源汽車增量連續(xù)三年超過100萬(wàn)輛，且增長(zhǎng)幅度逐年遞增，說(shuō)明廣大汽車消費(fèi)者在購(gòu)車選擇上，已逐步了解、認(rèn)知、接受新能源車型，尤其是純電車型。但談到電動(dòng)車時(shí)，有一個(gè)始終繞不過去的話題，那就是——安全。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2020全年國(guó)內(nèi)有報(bào)道的自燃起火事故共61起，事故原因大部分是因?yàn)閯?dòng)力電池問題導(dǎo)致，已明確的純電動(dòng)汽車車型達(dá)到51起，占比84%，插電混合動(dòng)力車型2起，另有8起事故車輛動(dòng)力類型不明。起火的原因多數(shù)集中在動(dòng)力電池方面，除此之外還有電池管理策略BMS、散熱系統(tǒng)、整車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等多方綜合因素。

目前在電動(dòng)乘用車領(lǐng)域，動(dòng)力電池基本集中在磷酸鐵鋰電池與三元鋰電池兩種。磷酸鐵鋰電池，成本低、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性較高，但能量密度相對(duì)較低，續(xù)航較短;三元鋰電池，能量密度高、續(xù)航比較長(zhǎng)，但制約它的是安全性。如何在兼顧續(xù)航的同時(shí)，還能保證車輛的安全性?就需要在提升三元鋰電池的安全策略上下功夫。

現(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)電動(dòng)汽車動(dòng)力蓄電池安全實(shí)施的是2020年5月12日發(fā)布的《GB38031-2020動(dòng)力汽車用動(dòng)力蓄電池安全要求》，于2021年1月1日正式實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)之前實(shí)施的GB/T31485— 2015及GB/T31467.3—2015進(jìn)行了部分修改與升級(jí)，在附錄C《熱擴(kuò)散乘員保護(hù)分析與驗(yàn)證報(bào)告》中規(guī)定，“電池包或系統(tǒng)在由于單個(gè)電池?zé)崾Э匾馃釘U(kuò)散、進(jìn)而導(dǎo)致乘員艙發(fā)生危險(xiǎn)之前5分鐘，應(yīng)提供一個(gè)熱事件報(bào)警信號(hào)”，從這里可以看出，不管新能源車輛采用是哪種動(dòng)力電池，都需要在電池?zé)崾Э貢r(shí)，給予消費(fèi)者充足的時(shí)間自救。規(guī)定中對(duì)熱擴(kuò)散乘員保護(hù)驗(yàn)證方式推薦針刺試驗(yàn)方法，具體的操作如下圖：

去年比亞迪曾公布了刀片電池的針刺試驗(yàn)，得到了不錯(cuò)的結(jié)果，但需要說(shuō)明的一點(diǎn)是，實(shí)驗(yàn)對(duì)象是磷酸鐵鋰電池，并不是三元鋰電池。今天廣汽埃安則憑借全新動(dòng)力電池系統(tǒng)安全技術(shù)對(duì)三元鋰電池進(jìn)行了針刺試驗(yàn)。

據(jù)目前公布的信息顯示，整體的測(cè)試項(xiàng)目達(dá)成了既定的目標(biāo)，那么，這個(gè)試驗(yàn)的背后核心是什么?

為什么叫彈匣電池?

一個(gè)個(gè)電芯放置在安全艙中，類似“彈匣”，中間采用航空級(jí)的二氧化硅級(jí)耐高溫納米材料，具有耐高溫、絕熱的特征，最大程度上可以起到阻燃、隔熱的效果。

技術(shù)核心是什么?

它的4大核心技術(shù)表現(xiàn)在，超高耐熱穩(wěn)定電芯、超強(qiáng)隔熱電池安全艙、極速降溫三維速冷系統(tǒng)、全時(shí)管控第五代電池管理系統(tǒng)。

在正極材料中，采用納米級(jí)包覆和摻雜技術(shù)，電解液通過新型添加劑應(yīng)用實(shí)現(xiàn)SEI膜的自修復(fù)，同時(shí)采用全極耳疊片，內(nèi)阻降低10%，可以加快散熱，通過這三種技術(shù)的融合，將電池電芯耐熱溫度提升30%，形成超高耐熱的穩(wěn)定電芯。

此外，電池艙采用超耐高溫的上殼體，達(dá)到電池安全艙整體耐溫達(dá)到1400℃以上，確保相鄰電芯不發(fā)生熱失控。

在冷卻系統(tǒng)方面，采用三維速冷方式，全貼合液冷集成系統(tǒng)+高效散熱通道設(shè)計(jì)+高精準(zhǔn)導(dǎo)熱路徑設(shè)計(jì)，達(dá)到散熱面積提升40%、散熱效率提高30%的效果。

同時(shí)采用全時(shí)管控電池管理系統(tǒng)，采用最新一代電池管理芯片、10次/秒的全天候數(shù)據(jù)采集、24小時(shí)全覆蓋，達(dá)到全時(shí)管控效果。如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)某一個(gè)電芯發(fā)生了異常，系統(tǒng)將啟動(dòng)自救操作、啟動(dòng)速冷系統(tǒng)進(jìn)行安全施救，將電芯的溫度降到熱失控的臨界值之下。

為什么只做針刺試驗(yàn)?

因?yàn)獒槾淘囼?yàn)是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的電池安全技術(shù)的珠穆朗瑪峰。對(duì)于熱擴(kuò)散試驗(yàn)，有針刺與加熱兩種方式，是要模擬在一個(gè)電芯發(fā)生短路熱異常后，不會(huì)擴(kuò)散到下一個(gè)電芯引起一連串熱反應(yīng)。那么埃安解決就是在發(fā)現(xiàn)第一個(gè)電芯發(fā)生異常后，及時(shí)偵測(cè)、及時(shí)解決，理論上就能做到電池整包的安全性。

廣汽埃安現(xiàn)狀與未來(lái)產(chǎn)品規(guī)劃

全國(guó)目前有超10萬(wàn)的埃安用戶(其中有一定比例的運(yùn)營(yíng)車輛)，行駛里程每天超過1500萬(wàn)公里。廠家通過海量電池運(yùn)行數(shù)據(jù)匯總分析，為科研提供了堅(jiān)實(shí)數(shù)據(jù)支撐。

彈匣電池技術(shù)今后將在埃安全系車型上進(jìn)行陸續(xù)更迭搭載，第一款產(chǎn)品就是即將發(fā)布的埃安Y，可謂“入門既安全”。

新技術(shù)會(huì)不會(huì)帶來(lái)產(chǎn)品價(jià)格波動(dòng)?

筆者認(rèn)為，在相對(duì)革新技術(shù)出現(xiàn)的前期，肯定會(huì)在產(chǎn)品層面有一定幅度的提升，這是任何產(chǎn)品研發(fā)都會(huì)經(jīng)歷的過程，待商品應(yīng)用數(shù)量大面積鋪開后，勢(shì)必會(huì)平攤前期的研發(fā)費(fèi)用，產(chǎn)品成本價(jià)格也會(huì)有所回落。

總結(jié)：新技術(shù)提升全新安全標(biāo)準(zhǔn)

不論是去年風(fēng)靡一時(shí)的比亞迪刀片技術(shù)，還是現(xiàn)在的廣汽埃安彈匣電池技術(shù)，都在為廣大汽車消費(fèi)者提供更為安全的用車環(huán)境和體驗(yàn)。其中針對(duì)續(xù)航里程更具優(yōu)勢(shì)的三元鋰電池車型，廣汽埃安的彈匣電池技術(shù)理論上會(huì)大幅降低目前存在的電動(dòng)車(三元鋰電池車型)自燃等安全問題，它提供的解決方案并不是只停留在物理結(jié)構(gòu)上的變化，而是一整套針對(duì)動(dòng)力電池的打包解決技術(shù)方案，最大程度上保障消費(fèi)者人身及財(cái)產(chǎn)安全。與此同時(shí)，采用超過國(guó)標(biāo)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的針刺試驗(yàn)，也為今后相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供了富有價(jià)值的參考。