首次实现三元锂电池整包针刺不起火 广汽埃安突破电池技术堡垒

汽车网评

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2021-03-12

作者/编辑:以安

新能源车已日渐成为汽车产业未来的重要发展方向,根据相关数据指出,2020年全球新能源汽车的的销量为324万辆,同比增长高达43.36%,相比全球汽车市场总销量下滑15%的情况来看,新能源汽车活力无限。

电动新能源车领域优势突出的自主厂商

当前,电动新能源车是新能源车的主流代表,而在电动新能源车领域,中国汽车品牌无疑是抓住了机遇与市场的,相比传统燃油汽车,国内自主新能源汽车品牌在本土目前有很强的优势,并且在技术领域已经取得了很多突出成就,特别是在极为重要的三电领域。

关于这一点,是有很多可以论证的依据的,比如就在近日,自主主流新能源厂商广汽埃安发布的弹匣电池系统安全技术就是体现自主汽车品牌在新能源汽车领域优势的具体案例。

自电动新能源汽车开始被关注以来,电池安全就成为了消费者眼中的痛点、汽车厂商的难点之一,随着竞争的日益激烈和各大厂商技术的积累进步,电动新能源车的电池安全问题已经有越来越全面的解决方案。

广汽埃安的新一代电池安全技术—针刺不起火的“弹匣电池”

就在3月10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”),该技术使得三元锂电池包针刺不起火成为现实,换言之,广汽埃安成功攻克了电动新能源汽车领域内一大重要难题,重新定义了三元锂电池的安全标准!

在当前新能源汽车使用的动力电池中,主要有两大类,一类为寿命更长、成本更低,耐高温性更好、电池寿命更长的磷酸铁锂电池,但是其能量密度较低、抗寒性较差,多用于中低续航车型上;而三元锂电池则拥有能量密度高,用作动力电池时的耗电比较低,主要用于高续航的车型。

但由于三元锂电池的缺点之一是安全性较差,化学分子比较活跃,因此也成为了消费者和厂商担忧的点。但这种担忧随着广汽埃安发布“弹匣电池”之后将会基本消失。

电池的安全性目前关注的主要重点是起火问题,但不起火的电池技术被公认为电池安全最难攻克的一座堡垒,也正因此,当比亚迪公布的刀片电池可接受针刺实验不起火时,整个行业为之震撼;不过,相对来说,比亚迪的刀片电池本身是磷酸铁锂电池,稳定与安全性本来就较高,因此,广汽埃安的三元锂“弹匣电池”能够接受针刺实验不起火的难度貌似更大,看头也更足。

根据广汽埃安对外公布的资料显示,为验证弹匣电池的安全性,中国汽车技术研究中心首席专家、国家电池安全标准起草人之一刘仕强博士带领团队,对搭载了弹匣电池系统安全技术的三元锂电池整包进行了针刺热扩散试验。试验结果显示,广汽埃安的三元锂(弹匣电池)整包在试验过程中热事故信号发出5分钟后,仅出现短暂冒烟,无起火和爆炸现象。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。打开电池整包,观察内部结构完好。

此次试验,是行业内首次实现了三元锂电池针刺不起火的试验,这打破了我们对三元锂电池安全性的固有认识,同时也说明,未来至少广汽埃安搭载三元锂动力电池的新能源车型电池安全性的问题将不用担忧了!

怎样攻破技术堡垒?

可能大部分人都不知道电池针刺试验是什么,进行针刺试验的意义又何在!针刺试验实际上是工业和信息化部组织制定的GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中热扩散乘员保护验证程序的一种实验验证方法。具体的方法是通过3-8mm的钢针以0.1mm/s-10mm/s的时间垂直刺入电池单体,观察其内部是否会出现蔓延以及电池包冒烟、自燃、起火等现象,以验证电池包是否会出现热失控的情况。

之所以会出现热失控是因为当钢针插入电芯时,整个锂离子电池的能量都会通过内短路点在短时间内快速释放(据悉最多会有70%的能量在一分钟内释放),导致温度在短时间内急剧上升,继而引发连锁反应,从而导致热失控,引起电池起火甚至爆炸。

那么广汽埃安是怎么解决这个问题的呢?根据官方资料表明,其解决的并不是简单的电芯问题,而是整个电池包的安全,是更加系统和更加全面的一个方案,是一个专门提升动力电池安全性的系统性技术,包括电芯安全、被动安全强化、主动防御等多方面的内容,它不是纯粹的结构优化,也不是简单的增加隔热。

该系统性技术主要包括四个方面,其一是超高耐热稳定的电芯,通过新型电解液添加剂、高安全电解液等方式使得电芯的耐热温度提升了30%。

其次是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,有效保护电池整包。

其三是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。

最后是全时管控的第五代电池管理系统,这点简单来说就是电池管理系统就像巡逻队一样全天候监测安全,最大可实现每秒10次的监测,一旦有问题,立即启动电池速冷系统为电池降温。

通过以上全新技术与全方位的安全设计,加上对电池包的重新包装和布局,使得弹匣电池有了可以支持针刺试验的安全性,同时,广汽埃安表示电池包续航和成本并没有因此提高。

汽车网评:厚积薄发才是发展的真理

广汽埃安能够重新定义三元锂电池的安全很大程度上都离不开长期的坚持和持续的投入,根据公开资料显示,早在2011年时广汽就开始了电动化技术的研究应用,至今十年的时间内已经储备了大量人才和获得了80余项发明专利,这或许正好验证了古人所说的“皇天不负苦心人”!

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