深圳新能源轿车~强标施行后,动力电池安全防护技能成车厂比赛新
近来,多个轿车厂家相继发布了各自最新的三元锂电池安全防护技能,一时刻,“不起火”、“不爆破”乃至“不冒烟”的三元锂电池层出不穷。
三元锂电池安全防护技能获得重大打破
3月10日,广汽埃安首先发布了新一代动力电池安全技能——弹匣电池体系安全技能(以下简称“弹匣电池”)。依据“避免电芯内短路,短路后避免热失控,以及热失控后避免热延伸”的规划思路,弹匣电池选用相似安全舱的规划,可有用阻隔热失控电芯的延伸、当侦测到电芯电压或温度等呈现异常时,自动发动电池速冷降温体系为电池降温。
为了验证弹匣电池的安全性,广汽埃安还发布了我国轿车技能研讨中心的测验视频,对搭载了弹匣电池体系安全技能的三元锂电池整包进行针刺热扩散试验。试验成果显现,弹匣电池整包在试验过程中热事端信号宣告5分钟后,仅呈现时刻短冒烟,无起火和爆破现象。
3月17日,岚图轿车经过线上技能共享会的方法,对旗下首款量产车型岚图 Free 搭载的三元锂电池包进行了全面的解读。岚图轿车表明,岚图FREE电池包主要有三大优势:创始“三维隔热墙”技能、BMS首创电池安全监测和预警模型、高安全电池PACK计划。在这三大黑科技的加持下,新电池包在热失控触发并宣告热事情报警信号后,不冒烟、不起火、不爆破。
紧随岚图轿车之后,R轿车在3月18日的品牌大会上宣告,R轿车依据航空级规范,能够完成L0等级零热失控办理。经过云端实时监控高效自动预警,为每一块动力电池做云端健康体检,将电池包因电芯问题导致的热失控概率控制在无限接近于零的范围内,做到永不自燃。
研讨体现,因为热稳定性相对较差,三元锂电池在某些极点环境下易产生热失控起火。可是,与安全功用相对较高的磷酸铁锂电池比较,三元锂电池又因能量密度高、低温功用好、倍率特性好等特色,常用于高端电动品牌。因而,怎么让三元锂电池在高功用和高安全上到达平衡,成为工业多年研制的要点。
而此次,不论是广汽埃安的弹匣电池,仍是岚图FREE的“不冒烟,不起火,不爆破”电池,亦或是R轿车L0等级零热失控办理的永不自燃电池,整车厂在三元锂电池的安全防护技能方面可谓获得了不小的打破。
多维度立异,三元锂电池到达“三不”水准
新动力电池研制专家表明,三元锂电池体系要完成“不起火”、“不爆破”乃至“不冒烟”,需求从资料、电极、电芯、体系等多个维度进行立异规划与研制。
当时较为干流的完成途径有两种,一是从电芯本体动身,经过资料本体物性改善、增加阻燃剂等方法,让电芯在呈现极点状况下,中心的本体产生改变,比方起到热量吸收、外表钝化、阻断胀大、机械实效的作用等,以此完成电芯不起火;二是从模组及体系层级动身,增加气凝胶等物质及规划,即使是一颗电芯呈现极点状况也不会影响其他电芯。
以广汽埃安弹匣电池为例,据官方介绍,该电池包便是从电芯资料、电池结构、冷却体系和电池办理体系四个纬度来提高动力电池的安全性。
详细来看,电芯资料方面,经过正极资料的纳米级包覆及掺杂技能的运用,提高电芯热稳定性,避免热失控;电解液运用新式增加剂,可完成SEI膜的自修正,改善电芯寿数;高安全电解液能在高温下自发聚合构成高阻抗特性聚合物膜,大幅降低热失控反响产热。这些要害技能的运用,使得电芯的耐热温度提高30%。
电池结构上,经过网状纳米孔隔热资料和耐高温上壳体,构成超强隔热安全舱,完成三元锂电芯热失控不延伸至相邻电芯,电池包上壳体能耐温1400℃以上。
冷却体系方面,经过全贴合液冷体系、高速散热通道、高精准的导热途径的规划,弹匣电池完成散热面积提高40%,散热功率提高30%。
电池办理体系选用车规级最新一代电池办理体系芯片,可完成每秒10次全天候数据收集,比较前代体系提高100倍,以24小时全掩盖的全时巡查形式,对电池状况进行监测。
在上述四大核心技能的加持下,弹匣电池整包在试验过程中热事端信号宣告5分钟后,仅呈现时刻短冒烟,无起火和爆破现象。广汽埃安还表明,弹匣电池相关于同类一般电池,体积能量密度提高9.4%,分量能量密度提高5.7%,本钱下降10%。依据计划,弹匣电池本年将在广汽埃安全系列车型上连续搭载。
相较之下,岚图FREE电池包的防护技能在做到“不起火、不爆破”时,还可完成“不冒烟”。而完成这一功用的要害便是上文说到的三大黑科技:“三维隔热墙”技能;BMS电池安全监测和预警模型;高安全电池PACK计划。
据岚图轿车新动力技能总监黄敏博士介绍,三维隔热墙的技能原理是,在电池包内运用超强高分子隔热阻燃资料(一般隔热资料仍会在触发热失控后致电池包冒烟或起火,三维隔热墙技能可做到无热扩散现象产生),对每个电芯完成独自的全方位三维立体包裹。三维隔热墙在电芯与电芯之间,构成高效的隔热阻燃防护层,每个电芯均处于隔热阻燃资料的充沛包裹中,形如“琥珀”。
BMS电池安全监测和预警模型则依据BMS云端卫兵进行大数据剖析和追寻,可完成 “千车千面”。据悉,电池包在原有温度电压预警根底上,搭建了准确的电池安全监测和预警大数据模型,依据不同运用场景(例如平原与山区、南北方温度和湿度、凹凸海拔昼夜温差等),追寻每一台车、每一块电池的运用数据。
此外,岚图还选用了高安全电池PACK计划,即定制化开发车身防护、高强结构、压力传递、形变吸能和电池双保险共五大电池安全结构规划。
总结下来,岚图FREE电池包主要在隔热、监测以及车体方面做了改善,在电池资料这块并未有明显变化。据悉,岚图FREE电池包纯电版将首发搭载新电池包,并于本年第三季度上市交给。
强标施行后,动力电池安全防护技能成车厂比赛新焦点
上述多个轿车厂家相继发布最新的三元锂电池安全防护技能背面,还要追溯到上一年5月12日,工信部拟定的三项电动轿车强标。
2020年5月12日,工业和信息化部安排拟定的GB 18384-2020《电动轿车用动力蓄电池安全要求》、GB 30381-2020《电动轿车安全要求》和GB 38032-2020《电动客车安全要求》三项强制性国家规范(以下简称“三项强标”)由国家商场监督办理总局、国家规范化办理委员会同意发布,并定于2021年1月1日起开端施行。
这三项强标中,《电动轿车用动力蓄电池安全要求》是国内电动轿车用动力电池范畴的第一项强制性规范,该项规范在优化电池单体、模组安全要求的一起,要点强化了电池体系热安全、机械安全、电气安全以及功用安全要求,试验项目包括体系热扩散、外部火烧、机械冲击、模仿磕碰、湿热循环、振荡泡水、外部短路、过温过充等。
其间,需求特别指出的,该项规范增加了电池体系热扩散试验,要求电池单体产生热失控后,电池体系在5分钟内不起火不爆破,为乘员预留安全逃生时刻。
据参加该规范拟定的我国轿车动力电池工业立异联盟副秘书长王子冬介绍,规范设置的初衷是构筑安全底线,关于顾客生命安全考虑,原本拟定的时分是要30分钟的,后来做了调整,5分钟已经是最为根底的底线要求了。不论是什么体系的电池,从安全的视点动身,这个规范必需要到达。
其实,在强标正式施行前,在“不起火”的三元锂电池布局上,相关动力电池企业早已有所举动。
2020年10月,宁德年代就揭露表明已开宣告“只冒烟、不起火”的三元电池,经过高安全电解液、热扩上阻隔技能,直击高能量密度、高安全性的痛点,能够保证电池包不焚烧,即使一个电芯起火,整个电池包只冒烟。
同年12月,蜂巢动力在其电池日上对外发布了热失控体系性解决计划——冷蜂,经过资料、电芯、电池包、监控体系四大层级的原创技能彻底解决电池体系的热失控问题。
欣旺达也在2020年宣告成功研制“只冒烟、不起火”电池包,并可经过“加热触发电芯热失控试验”,即单个电芯在被触发产生热失控之后,整个电池包只冒烟不起火。
本年3月12日,作为动力电池新势力的领湃新动力亦发布“四个零战略”,即零危险、零衰减、零焦虑、零差错。据悉,领湃新动力从资料、电极、电芯、体系等多个维度进行立异规划与研制,杜绝热失控,完成零危险、高安全电池。其首款产品高电压中镍VDA355电芯模组将于本年SOP。
依据此,有剖析人士指出,跟着强标的正式施行,以及动力电池企业新技能的加持,进入2021年,动力电池安全防护技能将成为继续航、智能、5G之后,整车厂商在新动力轿车范畴比赛的一个新的发力点。
小结:很长一段时刻,当听闻电动轿车产生起火、自燃等事端时,电池往往被首战之地地列为“元凶巨恶”,当今在国家强标的束缚下,在动力电池企业新技能的不断打破下,并在整车厂商的大力聚集推进下,信任“不起火”、“不爆破”、“不冒烟”的三元锂电池将从一个个标签成为实际,而电动轿车起火、自燃事端也将不复存在。
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