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隨著新能源車型的普及,電池安全技術一直也備受廣大消費者的關注,逐漸成為很多消費者購買新能源車型時重點考慮的因素。磷酸鐵鋰電池在安全性層面大家有著相對較高的認可度,但三元鋰電池的安全性仍然是行業公認的痛點和難點。日前,廣汽埃安就釋出了新一代的彈匣電池系統安全技術,並首次實現了三元鋰電池整包針刺不起火,今天就帶大家一起來好好探秘一下這項攻克了公認的行業難題的技術。

何為彈匣電池?

眾所周知,目前全球電動車行業的兩大主流電池技術路線分別是磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池,並在很長的一段時間內仍將並行發展。磷酸鐵鋰電池使用使命長、成本低、在通常情況下有著較高的安全係數,三元鋰電池能量密度高、整車電耗低、但是相較於磷酸鐵鋰電池安全性會稍微差些,近年來發生自燃事故的很多車型都是使用的三元鋰電池。

廣汽埃安此次釋出的彈匣電池系統並不是全新的電芯材質,而是將電池置身於類似彈匣的安全艙而得名。彈匣電池安全技術針對三元鋰電池安全性的短板,從電池芯材料、電池結構、冷卻系統和電池管理四個方面全面提升動力電池的安全性。

針刺熱擴散試驗表現如何?

為了驗證彈匣電池系統的安全性,中國汽車技術研究中心對搭載彈匣電池系統安全技術的三元鋰電池整包進行了針刺熱擴散試驗。

根據目前國家GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》中的標準,針刺試驗的刺針直徑為3-8mm,我們知道鋼針越粗,電芯內部的短路越嚴重,能量越大,熱失控的情況也會更加劇烈。在廣汽埃安彈匣電池的整包針刺試驗中,採用了國標中最嚴苛的條件,不但使用了8mm的鋼針,電芯電量也為100%滿電狀態,高於國家要求的電芯電量SOC90%以上的標準。

透過測試影片我們可以看到,在測試過程中,使用彈匣電池系統的三元鋰電池包出現了持續1分鐘的冒煙,測得最高溫度686.7℃,內部結構完好,沒有發生熱蔓延,也無起火和爆炸現象。

針刺位置單體外殼有受熱脫落現象,從影片中可以看到針刺位置熱失控劇烈,但是電池倉整體外觀保持完整,從而驗證了彈匣電池在熱擴散阻斷方面的功效。

拆開電池系統外殼後,被刺單體出現損壞,針刺部位附近電池組也收到了熱失控的影響,電池組有一定程度的變形,但是內部結構沒有明顯的變化,可見熱失控現象得到和很明顯抑制。

在電池包靜置48小時後,電壓降至0V,電池包溫度恢復到室溫,整個過程中也沒有出現起火和爆炸現象。國家強制要求是為給車內駕乘人員足夠的逃生時間電池發生熱失控後五分鐘內不能起火和出現爆炸現象,彈匣電池的試驗結果安全性遠高於國家標準,也可見其可靠的安全性。

彈匣電池有何過人之處?

為什麼廣汽埃安的彈匣電池能透過苛刻的針刺熱擴散試驗?源於彈匣電池針對電池芯材料、電池結構、冷卻系統和電池管理四個方面進行了全面最佳化。

首先在電芯方面,彈匣電池採用了超高耐熱穩定的電芯。透過正極材料的奈米級包覆及摻雜技術的應用,能有效提升熱穩定性,防止熱失控。採用了電解液新型新增劑的應用實現了SEI膜的自修復,從而改善電芯壽命,降低電芯短路風險。同時高安全電解液透過特殊電解液新增劑能在高溫下自發聚合形成高阻抗特性聚合物膜,使電芯的耐熱度提升30%。

其次彈匣電池採用了超強的隔熱電池安全艙。電池外部使用了網狀奈米孔隔熱材料和耐高溫上殼體,可以實現三元鋰電芯熱失控不蔓延至相鄰電芯的效果,電池包上殼體能耐溫1400℃以上,從而給電池包提供了有效的保護。

再次彈匣電池有著一套極速降溫的速冷系統。透過全貼合液冷系統、高速散熱通道、高精準的導熱路徑的設計,彈匣電池實現了散熱面積提升40%,散熱效率提升30%,有效防止熱蔓延。

最後就是全時管控的第五代電池管理系統。透過採用車規級最新一代電池管理系統晶片,可實現每秒10次全天候資料採集,相比前代系統提升100倍。對電池狀態進行監測。發現異常時,立即啟動電池速冷系統為電池降溫。

除了上述四個方面的全面最佳化,搭載彈匣電池系統安全技術的電池包,相對於同類普通電池包,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%。這也徹底打消了很多人對於更安全的新技術運用後關於電池效能和使用成本的顧慮。

說在最後

廣汽埃安彈匣電池系統安全技術所帶來的三元鋰電池安全性上的突破顯而易見,這也重新定義了三元鋰電池的安全標準,對於新能源汽車產業的發展有著重要的意義。更關鍵的是,這項技術將在今年開始陸續在埃安車型上搭載,對於消費者而言,更安全的不起火三元鋰電池車型無疑也很好的滿足了大家對於新能源車型安全的訴求。

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