3月10日，廣汽埃安發(fā)布新一代動(dòng)力電池安全技術(shù)——彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)（簡(jiǎn)稱“彈匣電池”），首次實(shí)現(xiàn)了三元鋰電池整包針刺不起火。
目前，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是全球電動(dòng)車行業(yè)的兩大主流電池技術(shù)路線。磷酸鐵鋰電池因?yàn)閴勖L(zhǎng)、成本更低，在中低續(xù)航車型中得到廣泛的應(yīng)用；而三元鋰電池因?yàn)槟芰棵芏雀摺⒄囯姾牡停饕谥懈呃m(xù)航車型中應(yīng)用。根據(jù)當(dāng)前市場(chǎng)實(shí)際使用情況來(lái)看，磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池兩種技術(shù)路線，在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)仍將并行發(fā)展。
磷酸鐵鋰電池的安全性大家已相對(duì)認(rèn)可，但三元鋰電池的安全目前仍然是行業(yè)公認(rèn)的痛點(diǎn)和難點(diǎn)。新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)也都在開(kāi)展電池安全技術(shù)的課題攻關(guān)，而“不起火”電池技術(shù)則是電池安全最重要、也是最難攻克的一座堡壘。
為驗(yàn)證彈匣電池的安全性，中國(guó)汽車技術(shù)研究中心首席專家、國(guó)家電池安全標(biāo)準(zhǔn)起草人之一劉仕強(qiáng)博士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，對(duì)搭載了彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的三元鋰電池整包進(jìn)行了針刺熱擴(kuò)散試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果顯示，廣汽埃安的三元鋰（彈匣電池）整包在試驗(yàn)過(guò)程中熱事故信號(hào)發(fā)出5分鐘后，僅出現(xiàn)短暫冒煙，無(wú)起火和爆炸現(xiàn)象。靜置48小時(shí)后，電壓降至0V，溫度恢復(fù)至室溫。針刺后只有被刺電芯模塊熱失控，沒(méi)有蔓延到其他電芯。打開(kāi)電池整包，觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)完好。
如今，電動(dòng)車行業(yè)對(duì)于整車安全的共識(shí)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(shì)。
當(dāng)前電池自燃多由于電芯出現(xiàn)內(nèi)短路，導(dǎo)致溫度升高、電芯內(nèi)部反應(yīng)產(chǎn)熱最終出現(xiàn)熱失控，隨后蔓延到整個(gè)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。
廣汽埃安的彈匣電池，是一個(gè)專門(mén)提升動(dòng)力電池安全性的系統(tǒng)性技術(shù)，它不是純粹的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，也不是簡(jiǎn)單的增加隔熱，而是從電芯本征安全提升、到被動(dòng)安全強(qiáng)化、再到軟件主動(dòng)防控的一整套安全技術(shù)，同時(shí)也是一個(gè)軟硬件一體化、具備超高防御能力的智能安全技術(shù)。
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(shè)計(jì)思路，彈匣電池采用類似安全艙的設(shè)計(jì)，可有效阻隔熱失控電芯的蔓延、當(dāng)偵測(cè)到電芯電壓或溫度等出現(xiàn)異常時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)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(shù)：
一、超高耐熱穩(wěn)定的電芯。電芯通過(guò)正極材料的納米級(jí)包覆及摻雜技術(shù)的應(yīng)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(yīng)用實(shí)現(xiàn)了SEI膜的自修復(fù)，從而改善電芯壽命，降低電芯短路風(fēng)險(xiǎn)；高安全電解液，通過(guò)特殊電解液添加劑，在加熱至120℃以上時(shí)，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(yīng)產(chǎn)熱。這些關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，使電芯的耐熱溫度提升了30%。
二、超強(qiáng)隔熱的電池安全艙。通過(guò)網(wǎng)狀納米孔隔熱材料和耐高溫上殼體，彈匣電池構(gòu)筑了超強(qiáng)隔熱的安全艙，最終實(shí)現(xiàn)三元鋰電芯熱失控不蔓延至相鄰電芯。同時(shí)，電池包上殼體能耐溫1400℃以上，從而有效保護(hù)電池整包。
三、極速降溫的速冷系統(tǒng)。通過(guò)全貼合液冷系統(tǒng)、高速散熱通道、高精準(zhǔn)的導(dǎo)熱路徑的設(shè)計(jì)，彈匣電池實(shí)現(xiàn)了散熱面積提升40%，散熱效率提升30%，有效防止熱蔓延。
四、全時(shí)管控的第五代電池管理系統(tǒng)。通過(guò)采用車規(guī)級(jí)最新一代電池管理系統(tǒng)芯片，可實(shí)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(shí)全覆蓋的全時(shí)巡邏模式，對(duì)電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，立即啟動(dòng)電池速冷系統(tǒng)為電池降溫。
彈匣電池雖然增加了大量的安全設(shè)計(jì)，但同時(shí)在冷卻系統(tǒng)、電芯設(shè)計(jì)、整包布置等方面進(jìn)行全面優(yōu)化。搭載彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的電池包，相對(duì)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%。
廣汽埃安之所以能在電池安全領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破，主要源自廣汽在電動(dòng)化技術(shù)方面長(zhǎng)期的資源投入和技術(shù)積累。早在2011年，廣汽就開(kāi)始了電動(dòng)化技術(shù)的研究應(yīng)用，并推出了國(guó)內(nèi)首款中重度混合動(dòng)力車型。
彈匣電池由廣汽研究院、廣汽硅谷研發(fā)中心、世界頂級(jí)電芯專家領(lǐng)銜開(kāi)發(fā)。廣汽從動(dòng)力電池過(guò)流保護(hù)、電池?zé)嵋种品椒ā㈦姵責(zé)崾Э乇O(jiān)控及預(yù)警等方面進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，形成了國(guó)際領(lǐng)先的專利群，包含80多項(xiàng)專利，發(fā)明占比超過(guò)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。
目前，廣汽已擁有業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的電池試驗(yàn)室、專業(yè)測(cè)試場(chǎng)和電池Pack生產(chǎn)車間，具備獨(dú)立的電池包自主設(shè)計(jì)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(guò)持續(xù)迭代優(yōu)化，已經(jīng)升級(jí)到第五代，并應(yīng)用在了彈匣電池技術(shù)上。同時(shí)，AION系列產(chǎn)品擁有超10萬(wàn)用戶，每天產(chǎn)生超1500萬(wàn)公里的行駛里程“彈匣電池”今年開(kāi)始將會(huì)在AION全系車型上陸續(xù)搭載。
