當前,全球汽車產(chǎn)業(yè)電動化的趨勢已不可逆,電池安全問題不僅是消費者購買電動車考慮的重要因素,更是關乎新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的核心基石。廣汽埃安自成立以來,始終把產(chǎn)品的品質(zhì)放在首位,懷揣對安全的敬畏之心,致力成為社會信賴的企業(yè)。
3月10日,廣汽埃安發(fā)布新一代動力電池安全技術——彈匣電池系統(tǒng)安全技術(簡稱“彈匣電池”),行業(yè)首次實現(xiàn)了三元鋰電池整包針刺不起火,攻克了公認的行業(yè)難題,重新定義三元鋰電池安全標準。
(彈匣電池系統(tǒng)安全技術)
攻克三元鋰電池安全難題,打造“不起火”的電池系統(tǒng)安全技術
目前,磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是全球電動車行業(yè)的兩大主流電池技術路線。磷酸鐵鋰電池因為壽命更長、成本更低,在中低續(xù)航車型中得到廣泛的應用;而三元鋰電池因為能量密度高、整車電耗低,主要在中高續(xù)航車型中應用。根據(jù)當前市場實際使用情況來看,磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池兩種技術路線,在未來很長一段時間內(nèi)仍將并行發(fā)展。
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? 磷酸鐵鋰電池的安全性大家已相對認可,但三元鋰電池的安全目前仍然是行業(yè)公認的痛點和難點。新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈相關企業(yè)也都在開展電池安全技術的課題攻關,而“不起火”電池技術則是電池安全最重要、也是最難攻克的一座堡壘。
為驗證彈匣電池的安全性,中國汽車技術研究中心首席專家、國家電池安全標準起草人之一劉仕強博士帶領團隊,對搭載了彈匣電池系統(tǒng)安全技術的三元鋰電池整包進行了針刺熱擴散試驗。試驗結果顯示,廣汽埃安的三元鋰(彈匣電池)整包在試驗過程中熱事故信號發(fā)出5分鐘后,僅出現(xiàn)短暫冒煙,無起火和爆炸現(xiàn)象。靜置48小時后,電壓降至0V,溫度恢復至室溫。針刺后只有被刺電芯模塊熱失控,沒有蔓延到其他電芯。打開電池整包,觀察內(nèi)部結構完好。這是行業(yè)首次通過三元鋰電池整包針刺不起火試驗,三元鋰電池安全性取得了歷史性的突破。
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如今,電動車行業(yè)對于整車安全的共識已由單體安全轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全,提升電池整包的安全性能已成為行業(yè)的主流趨勢。安全不止于“芯”,樹立電池系統(tǒng)安全新標桿
當前電池自燃多由于電芯出現(xiàn)內(nèi)短路,導致溫度升高、電芯內(nèi)部反應產(chǎn)熱最終出現(xiàn)熱失控,隨后蔓延到整個電池包所致。電芯安全解決的是電池本質(zhì)安全,而整包安全是以系統(tǒng)思維解決從電芯、模組到系統(tǒng)的全方位安全,相比電芯安全更為重要,也更難實現(xiàn)。
廣汽埃安的彈匣電池,是一個專門提升動力電池安全性的系統(tǒng)性技術,它不是純粹的結構優(yōu)化,也不是簡單的增加隔熱,而是從電芯本征安全提升、到被動安全強化、再到軟件主動防控的一整套安全技術,同時也是一個軟硬件一體化、具備超高防御能力的智能安全技術。
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基于“防止電芯內(nèi)短路,短路后防止熱失控,以及熱失控后防止熱蔓延”的設計思路,彈匣電池采用類似安全艙的設計,可有效阻隔熱失控電芯的蔓延、當偵測到電芯電壓或溫度等出現(xiàn)異常時,自動啟動電池速冷降溫系統(tǒng)為電池降溫。
彈匣電池具備四大核心技術:
一、超高耐熱穩(wěn)定的電芯。電芯通過正極材料的納米級包覆及摻雜技術的應用,能有效提升熱穩(wěn)定性,防止熱失控;電解液新型添加劑的應用實現(xiàn)了SEI膜的自修復,從而改善電芯壽命,降低電芯短路風險;高安全電解液,通過特殊電解液添加劑,在加熱至120℃以上時,在活性材料表面自發(fā)聚合形成高阻抗特性聚合物膜,大幅降低熱失控反應產(chǎn)熱。這些關鍵技術的應用,使電芯的耐熱溫度提升了30%。
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二、超強隔熱的電池安全艙。通過網(wǎng)狀納米孔隔熱材料和耐高溫上殼體,彈匣電池構筑了超強隔熱的安全艙,最終實現(xiàn)三元鋰電芯熱失控不蔓延至相鄰電芯。同時,電池包上殼體能耐溫1400℃以上,從而有效保護電池整包。
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三、極速降溫的速冷系統(tǒng)。通過全貼合液冷系統(tǒng)、高速散熱通道、高精準的導熱路徑的設計,彈匣電池實現(xiàn)了散熱面積提升40%,散熱效率提升30%,有效防止熱蔓延。
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四、全時管控的第五代電池管理系統(tǒng)。通過采用車規(guī)級最新一代電池管理系統(tǒng)芯片,可實現(xiàn)每秒10次全天候數(shù)據(jù)采集,相比前代系統(tǒng)提升100倍,以24小時全覆蓋的全時巡邏模式,對電池狀態(tài)進行監(jiān)測。發(fā)現(xiàn)異常時,立即啟動電池速冷系統(tǒng)為電池降溫。全時巡邏模式和異常自救的應用,重新定義了三元鋰電池主動安全的標準。
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? 彈匣電池雖然增加了大量的安全設計,但同時在冷卻系統(tǒng)、電芯設計、整包布置等方面進行全面優(yōu)化。搭載彈匣電池系統(tǒng)安全技術的電池包,相對于同類普通電池包,體積能量密度提升9.4%,重量能量密度提升5.7%,成本下降10%。因此,彈匣電池是在沒有犧牲續(xù)航和提高成本的基礎上,實現(xiàn)了高安全、長續(xù)航、低成本。
長期研發(fā)投入和技術積累,鑄就80余項發(fā)明專利
廣汽埃安之所以能在電池安全領域?qū)崿F(xiàn)重大突破,主要源自廣汽在電動化技術方面長期的資源投入和技術積累。早在2011年,廣汽就開始了電動化技術的研究應用,并推出了國內(nèi)首款中重度混合動力車型。在電動化技術研究方面,廣汽的研發(fā)已經(jīng)超過了10年,并形成了大量的技術成果和人才儲備。
彈匣電池由廣汽研究院、廣汽硅谷研發(fā)中心、世界頂級電芯專家領銜開發(fā),超過600人組成的國際頂級研發(fā)團隊傾力打造,其中博士超過60位,體現(xiàn)了廣汽埃安電池安全的最高技術水平。廣汽從動力電池過流保護、電池熱抑制方法、電池熱失控監(jiān)控及預警等方面進行研究開發(fā),形成了國際領先的專利群,包含80多項專利,發(fā)明占比超過70%。為新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展提供了廣汽埃安的解決方案。
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目前,廣汽已擁有業(yè)內(nèi)領先的電池試驗室、專業(yè)測試場和電池Pack生產(chǎn)車間,具備獨立的電池包自主設計和生產(chǎn)制造能力。廣汽自主研發(fā)的BMS電池管理系統(tǒng)經(jīng)過持續(xù)迭代優(yōu)化,已經(jīng)升級到第五代,并應用在了彈匣電池技術上。同時,AION系列產(chǎn)品擁有超10萬用戶,每天產(chǎn)生超1500萬公里的行駛里程,帶來了海量的電池運行數(shù)據(jù),為彈匣電池的研發(fā)提供了堅實的數(shù)據(jù)支撐。系統(tǒng)級的電池安全技術,已經(jīng)成為廣汽埃安的獨特優(yōu)勢和強項。
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?“彈匣電池”今年開始將會在AION全系車型上陸續(xù)搭載,踐行有AI相伴的移動出行的品牌初心。
廣汽埃安彈匣電池系統(tǒng)安全技術的發(fā)布具有里程碑的意義,標志著電池安全上升到全新的高度,特別是在三元鋰電池安全性上取得了歷史性的突破,重新定義了三元鋰電池的安全標準,對全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。廣汽埃安再次以世界級的創(chuàng)新科技,為客戶帶來了“先人一步的科技享受”。