切换城市:北京
更多应用 |
官方:微博/微信
| 车展 | 专题 | 车商通 | 商用车

凤凰网汽车

凤凰网汽车>全媒体>正文

针刺磷酸铁锂电池包不起火,弹匣电池凭啥这么“豪横”?

2021年05月24日 12:35:01
分享到:
来源:电驹

今年3月,广汽埃安发布了弹匣电池系统安全技术(简称“弹匣电池”), 行业首次实现了三元锂电池整包针刺不起火,将三元锂电池安全提上一个新台阶。

5月20日,广汽埃安再次发布了弹匣电池的磷酸铁锂版的针刺试验,刷新了磷酸铁锂电池安全新高度。

两次弹匣电池的针刺试验均由中国汽车技术研究中心有限公司首席专家、国家电池安全标准起草人之一刘仕强博士团队完成,权威性和专业性毋庸置疑。

弹匣电池磷酸铁锂版针刺不起火

本次试验,依然采用普通磷酸铁锂电池整包和弹匣电池磷酸铁锂版整包对比的测试方案。

二者的测试条件完全相同,即在8mm最粗钢针直径和100%SOC电量的条件下,进行针刺试验。各项条件均高于国家标准。

试验结果显示,普通的磷酸铁锂电池整包在钢针刺入电芯触发热失控后,出现了电压下降、温度上升现象,最高温度为329.4℃,且出现冒烟现象,持续16分钟。

弹匣电池磷酸铁锂版整包被刺后,最高温度仅为51.1℃,静止48小时后,单体电压降至0V,温度降为室温,且无冒烟、无起火和爆炸现象,电池包状态稳定。打开电池系统外壳,其内部结构完好。

电芯针刺之后温度会迅速升高,至少都应该是几百度,但弹磷酸铁锂版匣电池针刺后温度仅为51.1摄氏度。它是如何做到的呢?

核心是控制单个电芯热失控

关于电池针刺试验,有两个需要阐明的核心问题:

1、电池发生失火爆炸的根本原因是单个电芯的热失控发生了扩散。所以控制单个电芯热失控之后的热扩散是关键。

2、目前所有的电池安全技术本质上都是从电池结构入手,防止单个电芯热失控扩散,并没有改变电池的物理属性。比亚迪的刀片电池,岚图的圆柱电池,包括广汽埃安的弹匣电池皆是如此。

在这个逻辑下,来看广汽埃安做了哪些事。

总结下来,可以用4个点概括:一隔、二升、三降、四检。

1、建立隔热电芯安全舱:弹匣电池将电芯分装在不同的舱室内,像弹匣一样,彼此互不干扰,这也是弹匣电池的由来。

如果单个电芯发生热失控,它被限制在某一个单独舱室之内,与外界隔离,无法与周围电芯发生热传导,即热扩散,这就是上文提到的控制单个电芯热扩散逻辑。也是所有目前所有解决电池热失控问题的核心技术,只不过不同的厂家叫法不同。

2、提升电芯耐热稳定:主要针对电芯热失控速度过快的问题,它通过对正极材料、电解液、隔膜材料的优化,让整个电芯的耐热温度提升了30%,电芯耐热能力的提升,提高单个电芯热失控的温度阙值,同时降低热失控的传播速度,从而降低整个电池热失控的速度。

这个逻辑很好理解,就像人用热水泡脚一样,最开始人对水温的极限温度可能是30°,但是随着不断训练,可能提高到40°,甚至更高。

3、极速降温速冷系统:除了防热,还得主动降温,动力电池的液冷系统已经成为近一两年电动车上的标配,广汽埃安的这套速冷系统帮助弹匣电池提升了40%的散热面积,散热效率因而提升30%,有效阻断热扩散。

4、第五代全时管控电池管理系统:以上都是电芯发生热失控时的处理措施,在热失控发生之前,弹匣电池对电池系统的不间断无死角的监控,广汽埃安的第五代电池管理系统实现了每秒10次的不间断数据采集,相比第四代系统提升了100倍。

24小时无死角的巡逻模式,确保电池状态无时无刻不出在管理系统的监管之下,即时发现异常,第一时间启动速冷系统进行系统自救,防患于未然。相当于人免疫系统里的免疫细胞,起到侦察兵的作用。

弹匣电池终结技术路线之争

目前,电动车市场主要包含磷酸铁锂和刀片电池两种技术路线,二者各有优劣。

三元锂电池比磷酸铁锂主要有两个优势:

三元锂电池能量密度更高,以600km续航来看,电池整包的重量能比同等续航磷酸铁锂电池减重超过100-150kg,大概是2个成年人的体重。能够有效提升车辆的续航表现。

其次,三元锂电池低温表现更好,它在低温环境下的续航能力比磷酸铁锂电池高约10%,在冬季会实现更长的续航表现。尤其对于北方用户,这是非常有竞争力的优势。

虽然三元锂电池的综合性能更强,但磷酸铁锂在某些性能也优于三元锂电池。

首先是循环使用寿命。磷酸铁锂则具有4000+次的超高循环寿命,是其他三元锂电池的两倍。

其次是成本更低,有相关关机构粗略估算,磷酸铁锂电池每kWh比三元锂电池至少便宜200-600元不等。

最后是热稳定。磷酸铁锂电池热稳定性更好,有更好的安全表现。

目前,车企们选择不同技术方案的首要因素还是续航和成本,但对消费者来说,不管任何技术方案,安全是他们选择首要考虑的因素。

据不完全统计,2020年,国内发生约140起电池自燃爆炸事件。电动车电池安全警钟长鸣。这两年,特斯拉连续失控问题更是将消费者对电动车的安全意识上升到前所未有的高度。

弹匣电池在这样的背景下诞生,它也是目前行业唯一能同时兼顾三元锂和磷酸铁锂两大技术路线电池安全的技术。

通过针刺试验来验证电动汽车电池安全性是今年车企的重头戏,比亚迪、宁德时代、岚图都进行过这项“操作”,但像广汽埃安这样以同一种技术(弹匣电池)满足两种电池种类安全却是第一次。

它不仅证明了电池安全,同时也终结了电池的技术路线之争,用户不必再因为安全问题考虑到底选什么类型的电池。这一点对消费者来说,意义重大。

  • 凤凰网汽车公众号

    搜索:autoifeng

  •  官方微博

    @ 凤凰网汽车

  •  报价小程序

    搜索:风车价

网友评论
0人点赞
|
评论0
加载中...

大家都在看

趣图推荐