嵐圖發(fā)布琥珀和云母雙電池系統(tǒng) 解決電池安全問題

　　【太平洋汽車網(wǎng) 技術(shù)頻道】9月17日，嵐圖汽車舉辦了嵐圖電池安全技術(shù)發(fā)布會(huì)，并在會(huì)上發(fā)布了「琥珀」和「云母」雙電池系統(tǒng)，兩種不同的電池系統(tǒng)將分別應(yīng)用于嵐圖FREE（詢底價(jià)|查參配）純電版和增程版車型。

　　既然談到了電池的安全問題，首先面臨的選擇是使用三元鋰電池，還是磷酸鐵鋰電池。其中，三元鋰電池?fù)碛懈叩哪芰棵芏?、更高?a class="cmsLink" target="_blank">功率密度以及更好的低溫續(xù)航表現(xiàn)，而磷酸鐵鋰電池?fù)碛谐叩难h(huán)壽命，以及更強(qiáng)的熱穩(wěn)定性。單從安全的角度出發(fā)，磷酸鐵鋰電池由于電池中化學(xué)活性相對(duì)較低，無疑是更理想的選擇。

　　由于嵐圖FREE在產(chǎn)品定位上以車輛的性能作為賣點(diǎn)之一，理所當(dāng)然的選擇了三元鋰電池這一技術(shù)路線。如何做到高性能和高安全之間的平衡？這將是一大難點(diǎn)。

　　嵐圖汽車給我們的答案是「嵐圖不生產(chǎn)電芯，但致力于解決電池系統(tǒng)安全」。嵐圖雖然采用的是三星SDI的21700規(guī)格圓柱電芯，但整個(gè)電池系統(tǒng)由自己設(shè)計(jì)。

　　此次發(fā)布的琥珀電池系統(tǒng)和云母電池系統(tǒng)，根據(jù)不同的配套方案，琥珀電池系統(tǒng)應(yīng)用于嵐圖FREE純電版，云母電池系統(tǒng)應(yīng)用于嵐圖FREE增程版，它們之間的技術(shù)相同點(diǎn)在哪？技術(shù)區(qū)別又在什么地方？

　　兩大電池系統(tǒng)的相同點(diǎn)在于都擁有超高的安全性能，這是一套以高安全、高性能為方向的主/被動(dòng)安全綜合技術(shù)解決方案。其中包含了「三維隔熱墻」技術(shù)，「PACK五層安全防護(hù)」和「嵐圖專屬云BMS」。

　　兩者的技術(shù)的區(qū)別在于三維隔熱墻的材料及結(jié)構(gòu)不同。琥珀電池系統(tǒng)是在電池包內(nèi)填充特殊的有機(jī)硅復(fù)合材料，結(jié)合有機(jī)硅聚合物+低密度隔熱材料+阻燃劑，起到有效的隔熱、阻燃、絕緣的效果，每個(gè)電芯單元像“琥珀”一樣被包裹著。

　　云母電池系統(tǒng)搭載在增程車型中，由于電池的不同，電能的傳輸路徑不同，所以是在電池包內(nèi)加入層狀A(yù)l-Si云母和氣凝膠，電芯和云母、氣凝膠會(huì)像云母石一樣層疊堆積。

　　在按新國標(biāo)進(jìn)行的電池系統(tǒng)熱擴(kuò)散試驗(yàn)中，電池單體發(fā)生熱失控后，琥珀、云母兩大電池系統(tǒng)技術(shù)，不僅實(shí)現(xiàn)“5分鐘不起火”，更進(jìn)一步分別做到30分鐘乃至靜置50天“不起火、不爆炸”。

　　要想取得這一成績，首先要做好的是安全防護(hù)，嵐圖采用的是「PACK五層安全防護(hù)」，其中包括車身防護(hù)、高強(qiáng)框架、壓力傳遞、形變吸能以及電芯的雙保險(xiǎn)等五大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

　　直白地說就是增強(qiáng)車身側(cè)面材料的強(qiáng)度，使用最高達(dá)2000MPa的熱成型鋼，形成電池系統(tǒng)的首道防線。由外向里，電池包的外殼采用高強(qiáng)鋁合金框架、并帶多條加強(qiáng)筋的設(shè)計(jì)，可以抵御高達(dá)20噸力的擠壓。

　　在電池包內(nèi)部，加入了多條橫縱加強(qiáng)梁，通過橫亙整個(gè)電池包的橫縱交織立體結(jié)構(gòu)，將來自外界的碰撞能量充分地分解與吸收。在電池包受撞擊變形時(shí)，由于電池包預(yù)留了超過30mm的形變空間，保護(hù)其中電芯免遭損傷。

　　此外，嵐圖為電芯開發(fā)了獨(dú)特的防爆閥和熔斷裝置。一旦有極端的撞擊侵入，電芯造成短路或電芯內(nèi)壓力增加，立即切斷電池內(nèi)短路回路，釋放額外壓力，確保電池不起火、不爆炸。

　　除了上述的措施，嵐圖還打造了行業(yè)首創(chuàng)的「三維隔熱墻」。電池包整體起火或者爆炸的根本原因是單個(gè)電芯起火后，會(huì)波及到周邊其他的電芯，形成火燒連營的局面，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)電池系統(tǒng)熱失控。三維隔熱墻的原理是電池中每個(gè)電芯都被全方位三維立體包裹，這樣三維隔熱墻在電芯與電芯之間，擁有了高效的隔熱阻燃絕緣防護(hù)層?！　?/p>

　　在主動(dòng)安全措施方面，采用了「嵐圖專屬云BMS」。雖然車端BMS功能越來越完善，能夠?qū)﹄姵氐碾妷?、電流、溫度進(jìn)行一個(gè)檢測(cè)，但仍然是“單機(jī)版”，本地存儲(chǔ)和算力有限。

　　嵐圖云BMS可同時(shí)在線服務(wù)百萬臺(tái)車，并做到對(duì)95%的請(qǐng)求1秒內(nèi)響應(yīng)，可對(duì)PB級(jí)別(1PB=1024TB)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和永久存儲(chǔ)，并且數(shù)據(jù)可靠性保證99.99%，提供全生命周期的電池健康和安全管理。

　　不僅能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測(cè)，還可提前2小時(shí)對(duì)冒煙、起火、爆炸等關(guān)鍵故障預(yù)測(cè)；對(duì)電池內(nèi)短路、欠壓等故障，能做到提前一周預(yù)警。此外，嵐圖云BMS還能對(duì)電池壽命進(jìn)行一個(gè)評(píng)估，就像手機(jī)電池的最大容量一樣，進(jìn)而分析電池狀態(tài)。

　　而本次的發(fā)布會(huì)地址選擇在了天津中國汽車技術(shù)研究中心，是為了進(jìn)行嵐圖電池系統(tǒng)安全眾測(cè)挑戰(zhàn)，包括了擠壓測(cè)試挑戰(zhàn)、模擬碰撞測(cè)試挑戰(zhàn)以及高溫淋水測(cè)試等試驗(yàn)。

　　在擠壓測(cè)試挑戰(zhàn)中，嵐圖官方并沒有采用一塊全新的電池包，而是從一臺(tái)路試后的車輛上取下進(jìn)行試驗(yàn)。在以半徑達(dá)75mm的剛性半圓柱體，以200 kN（國標(biāo)要求是100kN）的力進(jìn)行擠壓，電池包的結(jié)構(gòu)形態(tài)完好，保持10分鐘后，在現(xiàn)場(chǎng)未發(fā)生起火和爆炸等不良現(xiàn)象。

　　在模擬整車碰撞產(chǎn)生的加速度場(chǎng)景時(shí)，以加速度50g/60ms（國標(biāo)最大28g/60ms）進(jìn)行試驗(yàn)，在有限時(shí)間內(nèi)觀察到的電池包狀態(tài)，依然無泄漏、破裂等不正常現(xiàn)象發(fā)生。

　　用戶日常使用的過程中，比較擔(dān)心的問題是電池包高溫高壓洗車時(shí)的密封狀態(tài)。此次的試驗(yàn)中，采用75-85℃、10MPa（國標(biāo)強(qiáng)檢無）的高溫高壓水流沖擊電池包接插件及各個(gè)密封面，時(shí)間3分鐘，電池包未進(jìn)水、起火和爆炸現(xiàn)象發(fā)生。

　　在眾多試驗(yàn)項(xiàng)目中是不是少了點(diǎn)刺激的東西？就是作為比亞迪刀片電池、廣汽埃安技術(shù)背書的針刺實(shí)驗(yàn)。首先針刺實(shí)驗(yàn)在最新的國標(biāo)中已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榉菑?qiáng)制項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)的目的是把中間的電芯做成熱失控，觀察周圍的電芯受不受影響。

　　在電池包的開發(fā)過程中，要找到熱擴(kuò)散的邊界，很明顯是在加熱的方式中電流可控、加熱功率可控、導(dǎo)線的電阻等方面都是可以量化的。

　　而針刺實(shí)驗(yàn)是考量電芯內(nèi)部短路時(shí)它的安全性能如何，但由于針刺實(shí)驗(yàn)中的針刺位置、鋼針直徑的寬泛、以及針頭的形狀都有很多不同的因素，加上實(shí)驗(yàn)的重復(fù)性較差，使得實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與實(shí)際的數(shù)據(jù)還是有一定差距，這也是為什么嵐圖電池使用加熱的方式進(jìn)行熱失控實(shí)驗(yàn)的原因之一。

　　嵐圖汽車即將量產(chǎn)高鎳三元軟包電池，實(shí)現(xiàn)完全無熱失控，并計(jì)劃導(dǎo)入能量密度高達(dá)330Wh/kg的電池技術(shù)；并加快布局下一代電池安全技術(shù)，固態(tài)電池也已經(jīng)列入嵐圖商品化開發(fā)的日程。

　　在快充方面，嵐圖汽車即將量產(chǎn)大功率快充技術(shù)，具備20分鐘充60%電量能力。同時(shí)在研的第二代超級(jí)快充技術(shù)，基于整車800V及SiC技術(shù)，實(shí)現(xiàn)充電10分鐘續(xù)航400公里的目標(biāo)。

　　隨著嵐圖汽車不斷在電池方面研發(fā)出更多領(lǐng)先的技術(shù)，有了這些技術(shù)的積淀，使產(chǎn)品得到進(jìn)一步的升級(jí)，才能推動(dòng)著行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)走向新的高度。車企更注重于安全方面的考量，能夠直接收獲的是用戶的信任度，從而激發(fā)出更多的用戶共創(chuàng)，才是一家新能源的「國家隊(duì)」所應(yīng)該做的。

　?。▓D/文/攝：太平洋汽車網(wǎng) 崖雍）