动力电池安全性必须从电芯、电池包、系统3个层面进行系统性评价。
知乎大V张抗抗曾公开表示:“在车用锂离子动力电池出现原理性创新之前,电池安全性必须从系统、电池包、电芯三个层面进行综合评价的基本结论不会发生改变。广汽埃安弹匣电池正是沿着这种思路出发的系统性安全技术,并具有兼容不同类型锂电池、精细化设计的特点,值得业界重点关注!”
电动汽车电池是由电芯、模组、系统三个层面组成,如果我们把动力电池看成是一栋大楼,一栋楼里可能有一百户。在做安全设计时,就必须从楼体的整体出发来设计,要考虑到应急通道的设计、安全设施的布置以及日常的安全管理,而不能局限于某一户的设计。
动力电池也是同样的道理,弹匣电池作为一个电池系统安全技术,就是从整体层出发,全面地提升电池的安全性能。
我们常说的电芯,就像日常生活中常用的圆柱体电池,它是电池的一个小单元,就好比小区中的一户,由正极材料、负极材料和电解液组成。带电锂离子好像游泳一样,在电池正极和负极之间的电解液里活动。
而模组和电芯的关系,就好像每个单元和单元楼的关系一样。数百至数千个电芯,经过合理的排布,就组成了一个电池包,也就是模组。
一栋没有管理的楼,其居住环境肯定不能达到最佳。因此,电池在模组之上,要有传感器负责检查电池的电压、电流、温度等状态,以及BMS电池管理系统进行整体的决策,最后再由执行器来充当管家对电池进行具体的管理。模组有了这些,才成了整个电池系统。
弹匣电池系统安全技术,就可以阻断单个热失控电池的热扩散。在不改变电芯材料的条件下,三元锂弹匣电池实现了与磷酸铁锂电池类似的不起火,不爆炸的安全表现;同为磷酸铁锂的弹匣电池,相比普通磷酸铁锂电池温度有显著下降。
弹匣电池是从最高的系统层面进行安全设计的,有4大核心技术:超高耐热稳定电芯、超强隔热电池安全舱、三维降温冷却系统、第五代电池管理系统,从而实现从电芯、模组到系统的整体安全。
(1)超高耐热稳定电芯
电芯作为小单元,是影响电池安全最基础的核心。
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%。
(2)超强隔热电池安全舱
电芯和电芯同“住在”模组这栋大楼里,虽然平时领里关系不错,互相赋能,但一旦一家失火,必将牵连全栋。而电池安全事故多从热失控开始的,但整个电池包起火乃至爆炸,是因为热扩散难以控制。谁能阻止热扩散,有效控制电芯的热失控,那就是成功的动力电池安全防护。
弹匣电池通过网状纳米孔隔热材料和耐高温上壳体,构筑了超强隔热的安全舱,最终实现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,可有效保护电池整包。
(3)极速降温速冷系统
在系统层面,弹匣电池建设了超完善的应急安全设施。全贴合液冷系统、高速散热通道和高精准的导热路径设计,实现了散热面积提升40%,散热效率提升30%,能够有效防止热蔓延。
(4)全时管控第五代电池管理系统
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规级最新一代电池管理系统芯片,弹匣电池相当于雇了一个最专业的物业团队进行“007”电池管理。每秒10次进行全天候数据采集,相比前代系统提升100倍。24小时覆盖的全时巡逻模式,电池状态时时得到监测,发现异常时,可以立即启动电池速冷系统为电池降温。
早在正式推出市场之前,弹匣电池便经过了权威第三方机构中汽中心实测,成功挑战最严苛国标针刺试验。即在8mm最粗钢针直径和100% SOC电量的条件下,先后实现了三元锂电池和磷酸铁锂电池整包针刺不起火。
弹匣遵循了典型的系统整包安全思路,在最近CCTV与中汽中心等行业权威合办的汽车风云盛典中,弹匣电池获得了最高的“动力电池科技奖”。
大规模的实际应用,检验出了弹匣电池从实验室到量产装车、从理论到实际的系统性安全,充分说明了弹匣电池安全设计的有效性和领先行业的技术高度。 想要试乘试驾欢迎来到深圳福田体验中心