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岚图“三不”电池如何熄灭“芯火”?

【EV视界报道】也许您在网上看到过这么一个画面,一个搭载了三元锂电池的纯电动车,在电池热失控之后瞬间发生了冒烟现象并起火爆炸的恐怖景象。正是这样,导致一些消费者认为搭载了三元锂电池的车型是“不安全”的车,这也就是为什么最近换装磷酸铁锂电池呼声被推的愈演愈烈。在第342批工信部新车公示当中,磷酸铁锂装车的占比超过了三元锂电池,所以除了续航,电池安全也成为当下发展的重要方向。

不过,相较于磷酸铁锂电池有着更高的安全防护及热管理要求,三元锂电池具备能量密度高、低温性能好、倍率特性好的特点也是磷酸铁锂无法相比拟的。因此想要在高性能和高安全上达到平衡,对电池技术和研发有着极大挑战,这也是在整个电池行业中最为头痛和棘手的难题。

鱼和熊掌如何兼得?

进入2021年,针对于三元锂电池的安全问题,越来越多的车企开始着重发展动力电池的安全技术,将“不起火”和“不爆炸”列为重点技术目标。然而,作为新能源车市场中的崛起的新力量,岚图所研发的三元锂电池组在“不起火”和“不爆炸”之中,多了一个“不冒烟”。

所谓热失控,是因引发的链式反应引发电池温度升高上千度,而造成自燃爆炸。起初,失控从电池电芯内的负极SEI膜分解开始,继而隔膜分解熔化,导致负极与电解液发生反应,随之正极和电解质都会发生分解,从而引发大规模的内短路,造成了电解液燃烧,进而蔓延到其他电芯,造成了严重的热失控,让整个电池组产生自燃。

近日,中国汽车技术研究中心有限公司根据2021年1月1日起开始实施的新国标GB 38031-2020 《电动汽车用动力蓄电池安全要求》,对岚图FREE纯电版搭载的三元锂电池进行检测,经检验,该电池在热失控触发并发出热事件报警信号后,无冒烟、无起火、无爆炸现象发生,也是目前国内首个拿到“不冒烟”成绩的三元锂电池。

那么岚图FREE纯电版搭载的三元锂电池是怎么做到的?

首先,岚图FREE纯电版搭载的三元锂电池采用了三维隔热墙技术,其技术原理是在电池包内使用超强高分子隔热阻燃材料(一般隔热材料仍会在触发热失控后致电池包冒烟或起火,三维隔热墙技术可做到无热扩散现象发生),对每个电芯实现单独的全方位三维立体包裹。三维隔热墙在电芯与电芯之间,形成高效的隔热阻燃防护层,每个电芯均处于隔热阻燃材料的充分包裹中,形如“琥珀”。

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即便某个电芯单体发生热失控,三维隔热墙可以确保其释放的能量最小化,避免波及到周围其他电芯,进而防止电池包系统发生热失控。

除此之外,在电芯顶部还额外布置有耐超过1000℃高温的隔热阻燃层,对乘员舱安全严加防护。

简而言之就是用大面积阻燃材料将电芯包裹起来,从根源阻断其失控起火,将整个热失控的危险压制在电池包内部,为车内人员流出充足的逃离时间。

其次,电池包还采用基于BMS云端卫士进行大数据分析和追踪的主动防御措施。在原有温度电压预警基础上,搭建了精确的电池安全监测和预警大数据模型,基于不同使用场景(例如平原与山区、南北方温度和湿度、高低海拔昼夜温差等),追踪每一台车、每一块电池的使用数据。

系统通过云端大数据库与监测数据的对比,对电池进行诊断、预警和寿命监测等,当系统发现电池监测数据出现异常时,通过云端APP推送及车辆的预警系统,对用户提前预警。

同时系统通过高灵敏度温度探测传感器,实时监测每一个电池的温度,借助高效液冷系统,无论冬夏始终保障电池包在高效率温度区间。

最后,也就是整个电池组最注重安全的电池包上,岚图FREE采用定制化开发车身防护、高强框架、压力传递、形变吸能和电池双保险共五大电池安全结构设计。

第一层车身防护:由于汽车的前后部都有足够的缓冲吸能空间,对于电池系统而言,侧面通常是面临威胁最大的方向。

岚图FREE车型的B柱结构,采用了TRB工艺的1500Mpa超高强度钢材;在车门门槛位置,用了双层结构的1500MPa超高强度热成型钢;前后车门内部,还有行业最高等级的2000MPa热成型钢制成车门防撞梁,为车体提供全方位的支撑防护。

第二层高强框架电池包防护:在高强度车身的内部,电池包外壳采用高强铝合金框架、带多条加强筋的特殊设计,让整个电池包结构更强、更耐撞击。在岚图的安全测试中,电池包可以抵御高达20吨力的挤压而不发生安全事件。

第三层压力传递防护:电池包系统的防护设计不止步于外壳。在电池包内部,岚图设计了多条横纵加强梁,通过横亘整个电池包的横纵交织立体结构,将来自外界的碰撞能量充分地分解与吸收,保护内部电芯免遭碰撞力的伤害。

第四层形变吸能防护:假设遭受到罕见的、过于猛烈的撞击,无法完全避免电池包遭受碰撞压力,岚图还对电池包预设了形变吸能空间,留有超过30mm的形变空间,在电池包受撞击变形时,保护其中电芯免遭损伤。

第五层电池双保险防护:带有铝合金壳体的圆柱电芯,双极均设置有防爆阀,当撞击侵入电池包造成高压回路短路时,电池双极双保险打开,确保电池不起火、不爆炸。电池包形变设计和电芯双极双保险,是岚图FREE电池系统的第四层和第五层防护。

在研发测试环节,岚图汽车采用高于同级别车型的严苛测试标准。国际上电动汽车电池安全测试标准共计20余项,岚图汽车在此基础上增加超60项,模拟用户极端用车场景,通过火烧、挤压、温度冲击、振动冲击、底部球击、冷却液泄露等远超国标的电池安全严苛测试,打造电池包全场景安全。

因此,而当车辆轻微碰撞时,岚图FREE高强度车身框架和门槛结构保护电池包免受撞击;碰撞较激烈时,铝合金框架与多条加强筋配合形成的电池外壳防护,以及多条横纵加强梁构建的电池包横梁防护,可以很好地分解碰撞压力,有效保护电池包。

编辑总结:

动力电池的安全防护已成为除续航、智能、5G之后的又一个新能源汽车技术领域。目前,可满足纯电动车型续航需求的还是三元锂电池占据的比重更大,因此想要因安全而彻底放弃三元锂电池基本上不太可能。因此,以岚图FREE“不冒烟,不起火,不爆炸”电池为核心的技术,势必成为支撑三元锂电池发展的重要环节,也算是未来电动车安全驾驶的福音。目前,此款电池包已进入量产阶段,而岚图FREE纯电版将首发搭载,并于今年第三季度上市交付,届时,有着如此安全保障的岚图FREE纯电版,或许会成为您青睐的选择。

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刘昊编辑
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