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继刀片电池之后,弹匣电池又来袭 “单飞”后的埃安发展进入新高度?

更新日期:2021-03-16 18:03:28
网易汽车报道 根据公安部发布统计数据显示,截至2020年底,全国机动车保有量达3.72亿辆,其中汽车2.81亿辆。而新能源汽车保有量达492万辆,占汽车总量的1.75%,比2019年增加111万辆,增长29.18%。其中纯电动汽车保有量达400万辆,占新能源汽车总量的81.32%,新能源汽车连续三年增量超过100万辆,呈现高速增长趋势。

如果你要问新能源车主最焦虑的是什么?多数人的答案是续航里程和充电体验。如果换个问法,新能源车主最担心或者最怕什么?多数人的答案一定是电池安全!

伴随技术的进步,近两年电动汽车的续航里程和充电基础设施有了大幅度的提升,很多车主对里程和充电的焦虑逐渐弱化。但时不时自燃的车辆,让大家对电池安全仍然担惊受怕。面对用户的切实痛点,新能源车企和电池企业也在不断提升技术研发能力,力求推出更安全的电池。

3月10日,广汽埃安发布新一代动力电池安全技术-弹匣电池,在行业首次实现了三元锂电池整包针刺不起火,攻克了三元针刺这个行业难题,重新定义了电池安全标准。

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(1分钟),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。这是行业首次通过三元锂电池整包针刺不起火试验,三元锂电池安全性取得了历史性的突破。

攻克三元锂电池安全难题

众所周知,新能源乘用车市场,磷酸铁锂和三元锂电池是两大主流技术路线。

磷酸铁锂电池因为相对安全,寿命更长,成本更低,因此在中低续航车型中得到广泛应用。而三元锂电池因为能量密度高、冬季低温电耗表现好,主要在中高续航车型中应用。

长远看,磷酸铁锂和三元锂电池两种技术路线,在未来很长一段时间内仍将并行发展。

磷酸铁锂电池的安全性大家已相对认可,但三元锂电池的安全目前仍然是行业公认的痛点和难点,特别是三元锂电池通过针刺测试更是挑战巨大。

为此,去年动力电池新国标还取消了电池单体针刺实验

针刺测试的核心目的是为了模拟电池受到异物贯穿,电池发生内短路的情景。当然实际用车过程中出现这个场景的概率并不高。但针刺测试可以从某种角度验证内短路后电池的安全性。

虽然新国标不再提及单体针刺,但增加了电池系统热扩散试验,要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间。这条思路很明显将电池研发测试的思路调整为整车系统层面。

因此,近几年国内头部的新能源车企和产业链相关企业,也都在开展电池安全技术的课题攻关,而“不起火”电池技术则是电池安全最重要,也是最难攻克的一座堡垒。

了解动力电池热失控原理的都清楚,当前电池自燃多由于电芯出现内短路,导致温度升高、电芯内部反应产热最终出现热失控,随后蔓延到整个电池包所致。

电芯安全解决的是电池本质安全,而整包安全是以系统思维解决从电芯、模组到系统的全方位安全,相比电芯安全更为重要,也更难实现。

对车企而言,提升电池整包的安全性能已成为行业的主流趋势,毕竟消费者购买和使用的是整车,而非单个电芯或模组。

广汽埃安弹匣电池有哪些黑科技?

此次,弹匣电池的推出,给行业提供了新的解题思路。

那弹匣电池究竟有哪些黑科技呢?

这么说吧,广汽埃安的弹匣电池,是一个专门提升动力电池安全性的系统性技术,它不是纯粹的结构优化,也不是简单的增加隔热。

弹匣电池的设计思路是,防止电芯内短路,短路后防止热失控,以及热失控后防止热蔓延。

为此,其采用类似安全舱的设计,可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,自动启动电池速冷降温系统为电池降温。

弹匣电池有四大核心技术
一、超高耐热稳定的电芯

弹匣电池的电芯通过正极材料的纳米级包覆及掺杂技术的应用,提升热稳定性。

电解液中,通过新型添加剂实现了SEI膜的自修复能力,从而改善电芯寿命,降低电芯短路风险。

此外,通过另一种特殊电解液添加剂,电池在加热至120℃以上时,可以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%。

二、超强隔热的电池安全舱

除了电芯单体外,物理防护层面,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,最终实现三元锂电芯热失控不蔓延至相邻电芯。电池包上壳体能耐温1400℃以上,从而有效保护电池整包。

三、极速降温的速冷系统

通过全贴合液冷系统、高速散热通道、高精准的导热路径的设计,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。

四、全时管控的第五代电池管理系统

弹匣电池通过采用车规级最新一代电池管理系统芯片,可实现每秒10次全天候数据采集,相比前代系统提升100倍,以24小时全覆盖的全时巡逻模式,对电池状态进行监测。发现异常时,立即启动电池速冷系统为电池降温。

最关键:没有牺牲续航和提升成本

上面说了那么多,自然有小伙伴好奇,弹匣电池成本有多高?又如何保证电池系统能量密度呢?毕竟安全、续航和低成本消费者都想要。

广汽埃安官方信息显示,弹匣电池虽然增加了大量的安全设计,但同时在冷却系统、电芯设计、整包布置等方面进行全面优化。

搭载弹匣电池系统安全技术的电池包,其能量密度相对于同类普通电池包体积能量密度提升9.4%,重量能量密度提升5.7%,成本下降了10%。

因此,弹匣电池系统安全技术是在没有牺牲续航和提高成本的基础上,实现了高安全、长续航、低成本。

长期研发投入和积累不是口号

以上这些成绩只是广汽埃安长期研发投入和技术积累的必然。

早在2011年,广汽就开始了电动化技术的研究应用,并推出了国内首款中重度混合动力车型。在电动化技术研究方面,广汽的研发已经超过了10年,并形成了大量的技术成果和人才储备。

此次发布的弹匣电池,由广汽研究院、广汽硅谷研发中心、世界顶级电芯专家领衔开发,超过600人组成的国际顶级研发团队倾力打造,其中博士超过60位,体现了广汽埃安电池安全的最高技术水平。

广汽从动力电池过流保护、电池热抑制方法、电池热失控监控及预警等方面进行研究开发,形成了国际领先的专利群,包含80多项专利,发明占比超过70%。为新能源汽车产业健康可持续发展提供了广汽埃安的解决方案。

目前,广汽已拥有业内领先的电池试验室、专业测试场和电池Pack生产车间,具备独立的电池包自主设计和生产制造能力。广汽自主研发的BMS电池管理系统经过持续迭代优化,已经升级到第五代,并应用在了弹匣电池技术上

同时,AION系列产品拥有超10万用户,每天产生超1500万公里的行驶里程,带来了海量的电池运行数据,为弹匣电池的研发提供了坚实的数据支撑。系统级的电池安全技术,已经成为广汽埃安的独特优势和强项。

用户更关心的装车时间上,广汽埃安表示,弹匣电池今年开始将会在AION全系车型上陆续搭载。

广汽埃安弹匣电池系统安全技术的发布具有里程碑的意义,标志着电池安全上升到全新的高度,特别是在三元锂电池安全性上取得了历史性的突破,重新定义了三元锂电池的安全标准,对全球新能源汽车产业的发展具有重要的意义。广汽埃安再次以世界级的创新科技,为客户带来了“先人一步的科技享受”。

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