说起电动车的安全性,车辆低下满满能量的电池包相信是很多车主“坐立难安”的理由,因为时有发生的充电起火、无故自燃等事件,都将矛头指向了电池包的安全。
前不久,我们在线上参与了极氪官方举办的关于极氪001三电(电池、电机、电控)安全性与稳定性的极限测试,在48小时浸水、加热热扩散等严苛测试中,该车表现良好。借此机会,我们就来好好来聊聊极氪001的三电技术及其安全性。
523三元锂电池方案
正如上文所说,电动车的安全很大程度上取决于厂家使用怎样的电池。实际上,让电池包更加安全并不难,选择热稳定性更好但能量密度低的磷酸铁锂电池,就能在很大程度上降低电池失效的风险。但这时候肯定会有人问了,这方案保证不了续航啊!那行,此时我们可以找来能量密度高却稳定性较差的NCM811三元锂电池(正极镍钴锰比例为8:1:1)堆满存放电池的地方,但问题是安全性又无法很好地保障了。
如何同时实现高安全与长续航这两个有些矛盾的要求呢?极氪001的办法是选择523三元锂电池方案(正极镍钴锰比例为5:2:3),减少镍含量虽然会在能量密度上有所降低,但也换来了更高的热稳定性,增加钴的用量则让正极的层状结构更稳定,从而提升电池安全性。
同时,极氪001所采用的Ni55+电芯也应用了无晶界的单晶材料,它的作用简单来说就是让电极的化学性质更稳定,减少电池充放电过程中有害的副反应,从而提升电芯的循环寿命。
稳定性与安全性得到保障了,续航里程怎么办?极氪001为了补上低镍方案造成的能量密度下降,工程师将Ni55+电芯的单体最高工作电压从常见的4.2V提高到了4.35V。这相当于通过增加水杯的高度,来让它有更大的容量,使电芯的能量密度达到了250Wh/kg。而在电池包层面,极氪001则使用了“高集成去模组技术”,也就是目前主流的CTP技术(Cell To Pack,省去模组直接由电芯组成电池包),尽可能地提升电池包的空间利用率。
在这一系列的办法下,极氪001 NEDC续航最高可以去到712km。
无热蔓延不起火技术
在电池包的安全设计上,多管齐下的系统性方案是提升三元锂电池安全的“良方”。在这一思路下,国内车企已经推出了弹匣电池、蜂窝电池等电池安全技术,而极氪001使用的“无热蔓延不起火技术”也属于这一类方案。
这些方案里,有效的隔热设计、主动冷却功能、电芯实时监控是它们相似的地方,而在极氪001的6项安全防护措施中(看配图),毫秒断电是比较有特色的一点,简单来说就是当车辆发生碰撞或短路时后,可靠迅速地断开高压电气系统的回路,以确保人员的安全。
关于这一安全方案,极氪官方也为我们展示了48小时浸水、加热热扩散等严苛测试结果,浸水实验中,置于水里48小时的“极芯”电池包无泄露、进水、外壳破裂、起火或爆炸,液冷系统、电池包气密性满足要求,可进行正常充放电;而在热扩散试验中,经过超800℃加热后,“极芯”电池包也并未出现蔓延、起火的现象。
其他安全性措施
值得一提的是,极氪001还还配备了全面自研BMS系统,云端、车端、桩端三端协同,7x24小时实时诊断,从而保障“极芯”电池包的耐用性和安全性。BMS系统掌握核心底层技术,它负责监控整包的状态,为电源系统提供通信、安全、电芯均衡及热管理控制,并提取关键参数上传至云端服务器,保障电池包正常运行。通过BMS系统可以实现云端同步电池状态、车端行驶检测、桩端充电诊断,三端协同,7x24小时安全系统实时预警,确保车辆信息实时更新,有力保障“极芯”电池包的安全性。
除三电系统外,车身骨架、被动安全也直接影响整车的安全性能。极氪001将电池包的两侧直接安装在了车身门槛上,这增强了抗侧碰的能力。同时,上盖采用高强度铝型材、使用8颗中心螺栓将电池包与车身进行连接,也使电池包结构进一步增强。
针对电池包可能遭遇的底部磕碰,极氪001还设计了高压电池包托底碰撞安全防护技术,在24km/h倾斜10%冲击、50km/h与电池包底部重叠30mm高速冲击两种状态下,实现对电池包底部的安全防护。
电机又小又给力
这里的“小”,并不是贬义,恰恰是先进技术的体现。举个例子,想要把纯电动车的扭矩做得漂亮并不难,原理跟自然吸气发动机从2.0L扩大到6.0L很类似,把电机加长就能实现,而想要功率大一些、体积再紧凑一些,这就是“鱼与熊掌得兼”的难题了,其难度就相应提高了。
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