近期，長城汽車公開大禹電池技術(shù)相關(guān)理念與創(chuàng)新技術(shù)，保證“大容量高鎳電芯”“電池包任意位置”“加熱兩個電芯并連續(xù)觸發(fā)熱失控”的情況下都能實現(xiàn)不起火、不爆炸；東風嵐圖亮出自研電池系統(tǒng)技術(shù)——“琥珀”和“云母”，實現(xiàn)“5分鐘不起火”，更進一步分別做到30分鐘乃至靜置50天“不起火、不爆炸”。

 

此前，廣汽發(fā)布彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)，可實現(xiàn)三元鋰電池整包針刺不起火；極氪汽車極芯針刺僅冒煙，被刺電芯最高溫度達到801.4℃，未起火、未爆炸。

 

高工鋰電注意到，在“不起火”電池包的實現(xiàn)路徑上，車企主要圍繞整個動力電池系統(tǒng)層級來保障三元電池的“不起火”，實現(xiàn)方式包括：

 

1、從電芯本體出發(fā)，通過材料本體物性改善、添加阻燃劑等方式，讓電芯在出現(xiàn)極端情況下，中間的本體發(fā)生變更，比如起到熱量吸收、表面鈍化、阻斷膨脹、機械實效的效果等，以此實現(xiàn)電芯不起火。2、從模組及系統(tǒng)層級出發(fā)，添加耐熱、隔熱物質(zhì)及熱導流設(shè)計，即便是一顆電芯出現(xiàn)熱失控也不會影響其他電芯。

 

為此，高工鋰電梳理了長城汽車、廣汽埃安、嵐圖汽車、極氪汽車等車企“不起火”電池實施方案，以供行業(yè)參考：

 

長城大禹電池

 

9月24日，長城汽車對外詳細揭秘大禹電池技術(shù)相關(guān)理念與創(chuàng)新技術(shù)。

 

禹電池技術(shù)以“大禹治水，堵不如疏”為理念，“變堵為疏”，采用“控+導=通”的核心技術(shù)原理，搭建4層5維安全矩陣，保證“大容量高鎳電芯”“電池包任意位置”“加熱兩個電芯并連續(xù)觸發(fā)熱失控”的情況下都能實現(xiàn)不起火、不爆炸。

 

采用8大創(chuàng)新設(shè)計，包括熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動滅火、正壓阻氧、智能冷卻等，覆蓋熱源抑制、隔離、冷卻、排出等各項領(lǐng)域，保障電池不起火、不爆炸。

 

在電芯環(huán)節(jié)，采用全新開發(fā)的雙層復合材料，既能隔離熱源，又耐火焰沖擊，有效解決了傳統(tǒng)氣凝膠不耐沖擊的痛點。同時結(jié)合不同化學體系電芯循環(huán)膨脹特性不同，設(shè)計雙層復合材料，既可有效解決電芯膨脹對空間的需求，又能隔離熱源。

 

系統(tǒng)層級，采用高溫絕熱復合材料，可阻止火焰沖擊和長時間傳熱傳導。同時防護罩設(shè)計定向排爆出口，能快速將模組內(nèi)部高溫氣火流排出，避免模組內(nèi)部熱蔓延。

 

智能冷卻系統(tǒng)，當電池管理系統(tǒng)識別到電芯已觸發(fā)熱失控，通過BMS和云端雙重監(jiān)控，確保整車快速開啟冷卻系統(tǒng)，抑制熱擴散。

 

在上述核心技術(shù)優(yōu)化加持下，大禹電池保證“大容量高鎳電芯”“電池包任意位置”“加熱兩個電芯并連續(xù)觸發(fā)熱失控”的情況下都能實現(xiàn)不起火、不爆炸。

 

嵐圖琥珀/云母電池

 

9月17日，嵐圖汽車正式發(fā)布了自研電池系統(tǒng)技術(shù)——“琥珀”和“云母”。

 

嵐圖行業(yè)首創(chuàng)了“三維隔熱墻”技術(shù)，在電池包內(nèi)使用無熱擴散的隔熱阻燃材料，對每個電芯實現(xiàn)單獨且全方位的三維立體包裹。

 

三維隔熱層為每個電芯量身定制了“安全倉”，即使某個電芯出現(xiàn)“暴躁”情況，也只能老實呆在自己的“單間”內(nèi)。在此基礎(chǔ)上，嵐圖還在每個電芯底部都配備了超強的液冷系統(tǒng)，能為每個電芯提供充分的冷卻。

 

“琥珀”電池系統(tǒng)是在電池包內(nèi)填充特殊的有機硅復合材料，形成高效的隔熱阻燃絕緣層，使得每個電芯單元像“琥珀”一樣處于充分包裹中。“云母” 電池系統(tǒng)則是在電池包內(nèi)加入層狀Al-Si云母和氣凝膠，且電芯和云母、氣凝膠會像云母石一樣層疊堆積。

 

系統(tǒng)層面，嵐圖采用了PACK五層安全防護——定制化開發(fā)車身防護、高強框架、壓力傳遞、形變吸能和電芯雙保險，共五大電池安全結(jié)構(gòu)設(shè)計。

 

BMS層級，嵐圖專屬云BMS同時在線服務百萬級臺車，并做到對95%的請求1秒內(nèi)響應，可對PB級別(1PB=1024TB)數(shù)據(jù)進行分析和永久存儲，且數(shù)據(jù)可靠性保證99.99%，為電池提供全生命周期的電池健康和安全管理。

 

在按新國標進行的電池系統(tǒng)熱擴散試驗中，電池單體發(fā)生熱失控后，琥珀、云母兩大電池系統(tǒng)技術(shù)，不僅實現(xiàn)“5分鐘不起火”，更進一步分別做到30分鐘乃至靜置50天“不起火、不爆炸”，全面超越國標安全標準的同時，也樹立了三元鋰電池系統(tǒng)安全新高度。

 

廣汽彈匣電池

 

3月，廣汽埃安發(fā)布新一代動力電池安全技術(shù)——彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)，搭載該技術(shù)的電池包成功通過針刺熱擴散試驗，實現(xiàn)三元鋰電池整包針刺“不起火”。彈匣電池從電芯、系統(tǒng)、散熱、BMS各個層級，打造三元電池包的安全、高效保護。

 

電芯層級，通過正極材料的納米級包覆及摻雜技術(shù)的應用，提升電芯熱穩(wěn)定性，防止熱失控。

 

電解液應用新型添加劑，可實現(xiàn)SEI膜的自修復，改善電芯壽命。高安全電解液能在高溫下自發(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(guān)鍵技術(shù)的應用，使得電芯的耐熱溫度提升30%。

 

系統(tǒng)層級，通過網(wǎng)狀納米孔隔熱材料和耐高溫上殼體，形成超強隔熱安全艙，實現(xiàn)三元鋰電芯熱失控不蔓延至相鄰電芯，電池包上殼體能耐溫1400℃以上。

 

散熱系統(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(shè)計，彈匣電池實現(xiàn)散熱面積提升40%，散熱效率提升30%。

 

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，實現(xiàn)每秒10次全天候數(shù)據(jù)采集。發(fā)現(xiàn)異常時，立即啟動電池速冷系統(tǒng)為電池降溫。

 

在上述核心技術(shù)優(yōu)化加持下，廣汽埃安表示，彈匣電池相對于同類普通電池，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%。根據(jù)計劃，彈匣電池今年將在廣汽埃安全系列車型上陸續(xù)搭載。

 

極氪汽車“極芯”電池包

 

7月，極氪汽車公布旗下首款電動汽車ZEEKR 001極芯電池包的針刺試驗視頻，在鋼針刺入電池包觸發(fā)熱失控后，極芯電池包BMS及時觸發(fā)熱事件報警信號。同時被刺的極芯電池包出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象，被刺電芯最高溫度達到801.4℃，未起火、未爆炸。

 

為確保不起火、不蔓延、不爆炸，極芯電池包搭載"NTP無熱蔓延不起火"技術(shù)，運用了“隔”“排”“防”“警”“冷”“斷”六大核心技術(shù)，結(jié)合先進預警模型和熱管理策略，實現(xiàn)多層隔熱、無障礙排熱、實施防控、自動預警、主動冷卻、毫秒斷電，全方位保障電池得高可靠性、高安全性。