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电池上壳体能耐温1400℃ 广汽埃安弹匣电池何德何能?

新车评网  作者: XCP高磊 +关注   2021-03-11 评论 (0)

从理论到实验室测试,广汽埃安的弹匣电池都向我们展现出了极佳的安全性,将三元锂电池做到不惧针刺实验实属不易。据了解,广汽从动力电池过流保护、电池热抑制方法、电池热失控监控及预警等方面进行研究开发,形成了

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尽管电动车在现如今早已不是啥新鲜事物,可但凡这些挂着绿牌的无声交通工具出个大事小情,一定会被挂到网上,接受全国网民的声讨,起火自燃者尤甚。看来电动车安全性,还是最能触动到大家伙那根敏感的神经,而这其中,电池的安全就尤为重要了。

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前有比亚迪秀“刀片”,后有广汽埃安亮“弹匣”

以目前电动车主流的动力电池技术路线来看,电池的种类主要有两种,磷酸铁锂电池和三元锂电池。二者的优缺点相信各位也应该有个大致了解,简要总结一下就是:

磷酸铁锂电池:能量密度低,安全性高,循环寿命长,成本更低;三元锂电池:能量密度高,低温性能好,充电效率高。根据当前市场实际使用情况来看,磷酸铁锂电池、三元锂电池两种技术路线,在未来很长一段时间内仍将并行发展。

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显然,如果仅从电芯安全角度来考虑,磷酸铁锂是个不错的选择,比亚迪的“刀片电池”便是如此。去年6月,比亚迪推出形似“刀片”磷酸铁锂单体电池,并以此挑战中汽研的“针刺实验”,电池无烟、无明火,表面温度不超过60℃,而三元锂电池从未成功挑战过该项目。毕竟以三元锂电池材料配方和我们多年的经验教训来看,针刺必然造成内部短路,从而发生喷射、爆燃等剧烈反应,此前许多电动车自燃的案例便是如此。

时间来到2021年3月,三元锂电池无法挑战“针刺实验”,安全性差这些缺点,有可能被打破。近日,广汽埃安发布了新一代动力电池安全技术——弹匣电池系统安全技术(简称“弹匣电池”),公然挑战“电池安全测试的珠穆朗玛峰”针刺实验,并首次实现了三元锂电池整包针刺不起火。

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我们先来回顾一下这次“弹匣电池”针刺实验:

电池整包的SOC为100%,也就是满电状态,刺针为直径8mm钢针。

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实验过程中,被刺电芯部位出现明显冒烟,持续近2分钟,记录的最高温度为686.7℃,无起火和爆炸现象。

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静置48小时后,电压降至0V,温度恢复至室温。

针刺后只有被刺电芯模块热失控,没有蔓延到其他电芯,针刺位置上方的电池外壳漆皮受热脱落,外观整体保持良好。

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打开电池整包,观察内部结构完好。

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在电池安全测试中最严苛的针刺实验中获得如此表现,广汽埃安的“弹匣电池”可真不简单,那么它是如何做到的呢?

电动车三元锂电池的自燃多是由于电芯出现内短路,导致温度升高、电芯内部反应产热最终出现热失控,随后蔓延到电池包乃至整台车。电芯的安全解决的是电池本质安全,而整包安全是以系统思维解决从电芯、模组到系统的全方位安全,相比电芯安全更为重要,也更难实现,而“弹匣电池”就是解决的电池整包安全。

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基于“防止电芯内短路,短路后防止热失控,以及热失控后防止热蔓延”的设计思路,弹匣电池采用类似安全舱的设计,造型有些类似机枪弹匣,这也是它名称的由来。这样的设计,可以有效阻隔热失控电芯的蔓延、当侦测到电芯电压或温度等出现异常时,自动启动电池速冷降温系统为电池降温。

据官方资料,弹匣电池具备四大核心技术:

一、超高耐热稳定的电芯。电芯通过正极材料的纳米级包覆及掺杂技术的应用,能有效提升热稳定性,防止热失控;电解液新型添加剂的应用实现了SEI膜的自修复,从而改善电芯寿命,降低电芯短路风险;高安全电解液,通过特殊电解液添加剂,在加热至120℃以上时,在活性材料表面自发聚合形成高阻抗特性聚合物膜,大幅降低热失控反应产热。这些关键技术的应用,使电芯的耐热温度提升了30%。

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二、超强隔热的电池安全舱。通过网状纳米孔隔热材料和耐高温上壳体,弹匣电池构筑了超强隔热的安全舱,最终实现三元锂电芯热失控不蔓延至相邻电芯。同时,电池包上壳体能耐温1400℃以上,从而有效保护电池整包。

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三、极速降温的速冷系统。通过全贴合液冷系统、高速散热通道、高精准的导热路径的设计,弹匣电池实现了散热面积提升40%,散热效率提升30%,有效防止热蔓延。

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四、全时管控的第五代电池管理系统。通过采用车规级最新一代电池管理系统芯片,可实现每秒10次全天候数据采集,相比前代系统提升100倍,以24小时全覆盖的全时巡逻模式,对电池状态进行监测。发现异常时,立即启动电池速冷系统为电池降温。全时巡逻模式和异常自救的应用,重新定义了三元锂电池主动安全的标准。

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官方资料有些长,我的总结就是:

被动安全方面:通过正极材料纳米级包覆和掺杂技术以及电解液添加剂,使得电芯更耐热;形似弹匣的电池仓又能有效隔绝电芯之间的热失控;全贴合液冷系统提升散热效率。

主动安全方面:整车采用全新的电池管理芯片,全天候主动检测电池状态。

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同时广汽埃安还表示,弹匣电池不仅增加了大量的安全设计,还同时在冷却系统、电芯设计、整包布置等方面进行全面优化。因此,搭载弹匣电池系统安全技术的电池包,相对于同类普通电池包,体积能量密度提升9.4%,重量能量密度提升5.7%,成本下降10%。

总结

从理论到实验室测试,广汽埃安的弹匣电池都向我们展现出了极佳的安全性,将三元锂电池做到不惧针刺实验实属不易。据了解,广汽从动力电池过流保护、电池热抑制方法、电池热失控监控及预警等方面进行研究开发,形成了国际领先的专利群,包含80多项专利,发明占比超过70%,而弹匣电池也体现了广汽埃安电池安全的最高水平。

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据悉,“弹匣电池”今年开始将会在AION全系车型上陆续搭载。于行业,它为新能源汽车产业提供了更安全的三元锂电池整包解决方案,同时还能刺激厂商对电池安全技术上的研发;于用户,三元锂电池的高性能和长续航人人爱,安全性方面的提升自然是多多益善啦!

来源:新车评网
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