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根据中汽协数据显示,2020年新能源汽车产销分别完成136.6万辆和136.7万辆,同比分别增长7.5%和10.9%。
是的,毫无疑问汽车电气化浪潮正快速奔涌而来。不过,在电气化高速发展的同时,电动车“自燃起火爆炸”的骇人阴影也一直伴随左右。如今动力电池安全已经成为消费者购买电动车需要考虑的重要因素之一,这一问题也是关乎着新能源汽车产业能否健康可持续发展的核心要素。
在谈动力电池安全这个问题之前,先聊聊目前市面上的两种主流的动力电池技术路线:磷酸铁锂电池和三元锂电池。
磷酸铁锂电池的优势是寿命更长、成本更低,因而在中低续航车型中得到广泛的应用。并且由于磷酸铁锂电池具有耐高温性(分解温度在800℃),所以除非极端情况下,磷酸铁锂电池基本不可能自燃,其安全性已被行业相对认可。
相比之下,三元锂电池不论是成本控制还是耐高温性都无法与磷酸铁锂电池相媲美,只是前者在能量密度和电耗上相较后者有着巨大优势。因此,如果企业需要打造一辆中高续航的电动车,三元锂电池就必然是首选。
只不过,三元锂电池的安全问题在之前一直是行业公认的痛点和难点。
之前?没错。3月10日晚,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”)之后,这个“痛点”已经成为了过去式,至少对于广汽埃安来说确实如此。
什么是弹匣电池?
弹匣电池是一个从电芯本征安全提升、整包被动安全强化、再到主动安全防控的一整套安全技术。它采用了类似弹匣安全舱的设计,能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,自动启动电池速冷系统为电池降温。
弹匣电池具备四大核心技术:超高耐热稳定的电芯、超强隔热的电池安全舱、极速降温的速冷系统,以及全时管控的第五代电池管理系统。
首先,超高耐热稳定的电芯,通过正极材料的纳米级包覆及掺杂技术,加上电解液新型添加剂的应用,使其耐热温度提升了30%,同时网状纳米孔隔热材料和耐高温上壳体又组成了超强隔热的电池安全舱。
其次,全贴合液冷系统、高速散热通道和高精准的导热路径组成的极速降温的速冷系统,可以帮助动力电池的散热面积提升40%,散热效率提升30%。
最后,最新一代的电池管理系统芯片,可实现每秒10次全天候数据采集,以24小时全覆盖的全时巡逻模式,对电池状态进行监测。如果发现异常,将会立即启动电池速冷系统为电池降温。
弹匣电池到底有多安全?
都说说得好不如做得好,那么弹匣电池到底有多安全呢?
2021年,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,在中国汽车技术研究中心对广汽埃安三元锂(弹匣电池)整包进行了针刺热扩散试验。
该试验的目的是为了验证电池系统在动力电池单体发生热失控时,能否具备有效保护驾乘人员安全逃生的能力。
目前国家强制性标准规定的针刺触发热失控的试验方法如下:将动力电池样品充电至90%以上,采用直径为3mm-8mm的钢针以0.1mm/s-10mm/s的速度,垂直于电池极片的方向贯穿样品,在针刺点附近布置温度传感器。此标准必须保证5分钟内电池不起火,以便留给车内人员安全逃生的时间。
根据广汽埃安的三元锂(弹匣电池)的试验结果显示,其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。
值得一提的是,广汽埃安在测试中还采用了国标最严苛条件(8mm钢针和100%电量),并且完全实现“不起火”。据悉,这也是行业首次通过三元锂电池整包针刺不起火试验,说明三元锂电池的安全性取得了历史性的突破。
那么关键的问题来了。弹匣电池贵吗?
虽然弹匣电池增加了大量的安全设计,但研发团队同时在冷却系统、电芯设计、整包布置等方面进行了全面优化,其能量密度相对于同类普通电池包,同体积的能量密度提升了9.4%,同重量能量密度提升了5.7%。更为关键的是,成本甚至还下降了10%。
写在最后:
弹匣电池系统安全技术的正式发布,不仅让我们看到了广汽埃安出色的研发实力,也标志着动力电池安全上升到了一个全新的高度。同时广汽埃安认为,提升电池安全是整个行业共同的责任,表示愿意敞开怀抱,与更多伙伴共同探讨和分享弹匣电池系统安全技术,为推动行业发展贡献广汽埃安的力量。据悉,广汽埃安从今年开始将会在AION全系车型上陆续实装弹匣电池。