纯电动车的电池会发生热失控是众多不买电动车人士的主要理由,针对电池安全问题国家也出台了新国标,新增了电池系统热扩散试验,要求电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留安全逃生时间。
标准从来都是最低要求,不少车企并不满足于达到最低要求,像比亚迪的刀片电池、广汽埃安的弹匣电池都是实现了更高的电池安全。
而有一家车企,它的电池安全标准更高,即使发生电池热失控,电池包依旧无起火、无爆炸现象发生,它就是岚图汽车。
现场众测:挤压/碰撞/水淋
对于电池的测试究竟有多严格,很多时候都大家都没多少概念,这次岚图特意将电池的测试项目直面公众,公开了它的部分测试。
1.挤压测试
车辆发生碰撞时,电池包往往容易受到挤压,因此挤压试验是验证电池包结构、内部安全的重要方法。
在实验室中,我们可以看到一侧的柱状为施压方向,机器施加200kN的压力,这相当于两辆大巴车的重量(国标要求100kN)。
在试验开始后一度让我们感到惊愕,好像没怎么动实验就结束了,可以看到电池包整体跟实验前后没什么区别,基本完好无损,通过仔细看才发现电池侧边的防护框有些许的内凹。
经过10分钟的静置后,整个电池包也没有发生冒烟、着火等迹象,安全通过测试。
2.模拟碰撞测试
在一些交通事故中,车辆碰撞往往并不是电池直接受到撞击,这个冲击试验就是模拟整车碰撞产生的加速度场景,看在强大撞击力中,车上的电池会发生什么变化。
在实验装置中,它可以使电池受到50G的冲击力,检验在这种冲撞下电池内部的安全。
在观看试验时大家也着实被“吓了一跳”,随着一声巨响实验设备瞬间将电池推出,50G的冲击力着实震撼。
在静止一段时间后,岚图的这个电池包同样非常安全,没有冒烟或着火,外壳无破裂无漏液。
3.高温淋水试验
这个试验是采用不同角度的高压水或者盐雾柱对电池包进行冲击,检验电池的防水密封性和耐腐蚀能力。
在现场我们也是近距离见证了这一试验过程,高压的水柱近距离对准电池包的边框,持续1分钟的喷淋,并且切换不同角度。
最后经过静置我们也看到它的电池包依然安全。
在现场,岚图也解释了为何不用针刺试验,一方面用户日常使用场景而言,地面硬物连续刺穿底护板(钢板)、电池箱体(铝合金)、电芯壳体(铝合金)三层金属防护的概率极低。
另一方面,现在绝大多数起火事故发生是因为电池质量欠佳、过度充电、电池老化引起的单个电芯内短路,加热触发的热扩散试验能够涵盖上述用户实际用车场景。
也就是说,采用加热的方式让电池包产生热失控让数据更可控,排除针刺的偶然性。
岚图的电池包有何不同
岚图FREE纯电版车型采用三星SDI的NCA高镍8系电芯,这也是国产车中为数不多采用三星SDI电池的车企,而模组和PACK则由东风体系自己设计,岚图增程式车型的电芯则是由比亚迪提供。
实现电池包无火,无爆炸的主要原因在于岚图在电池技术上的革新,它通过三个方面对电池包进行优化,主要包括电芯三维隔热墙设计、电池安全监测和预警模型、电池PACK设计。
1.电芯三维隔热墙设计
众所周知,三元锂电池能量密度高,但是缺点就是先天就存在热失控概率高的问题,在电芯物理属性短期内无法突破的情况下,通过改变电池结构提升安全性也不失为一个“另辟蹊径”的良策。
隔热墙技术是岚图电池热失控不冒烟的核心,其原理是在电池包内,使用超强高分子隔热阻燃材料,将每个电芯分离,并且单独三维立体包裹。
即便某个电芯发生热失控,三维隔热墙可以将其释放的能量“关起来”,不至于波及周围电芯,进而防止电池包系统发生热失控自燃或者爆炸。
此外,在电芯顶部,岚图还额外布置有耐超过1000℃高温的隔热阻燃层,防止热量进一步外泄,保护车内人员安全。
2.电池安全监测和预警模型
在软件层面,岚图也基于BMS云端对电池进行大数据分析和追踪。
电池包在原有温度电压预警基础上,搭建了精确的电池安全监测和预警大数据模型,追踪每一台车、每一块电池的使用数据。不管车辆跑到最北边的漠河,还是最南边的海南,都无法逃脱岚图的“监管”。
岚图将监测到的数据与云端大数据库实时对比,当系统发现电池监测数据出现异常时,岚图会通过云端APP推送及车辆的预警系统,提醒用户。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/SZITIddhbzJnmnBPYfZtTG4NwN1byWh0X3STlZJW4gdIAYcUJK97RXJ1fDyFj1Opv9VINUUCU3ZMFia8icN5vowg/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1
它对电池监测的数据包括压力、气压、烟雾的监测,根据不同情况可以实现提前2小时或一周时间的预警。
3.电池PACK设计
在被动安全上,岚图针对电池结构进行了五大设计,包括定制化车身防护、高强框架、压力传递、形变吸能和电池双保险。
车身防护上,岚图在高强度钢中占比75%,以岚图FREE车型为例,它的B柱结构采用了TRB工艺的1500Mpa超高强度钢材;在车门门槛位置,用了双层结构的1500MPa超高强度热成型钢;前后车门内部,还有行业最高等级的2000MPa热成型钢制成车门防撞梁。
核心就一个目的,防止车辆发生碰撞或侧翻挤压电池,保证电池的完整性。
再来看看电池包,它的外壳用上了高强框架,岚图通过高强铝合金框架、带多条加强筋来强化其耐撞性。根据刚刚现场观看的试验过程,该结构可以抵御高达20吨力的挤压不出事。
除了外壳,电池包内部结构方面,它压力传递:在电池包内部,岚图设计了多条横纵加强梁,使得电池包在受到外力时层层分解,保护内部电芯。
即使撞击力突破了外部框架,岚图还对电池包预设了形变吸能空间,留有超过30mm的形变空间,在电池包受撞击变形时,保护其中电芯免遭损伤。
电池部分还有双保险,带有铝合金壳体的圆柱电芯,双极均设置有防爆阀,当撞击侵入电池包造成高压回路短路时,电池双极双保险打开,确保电池不起火、不爆炸。
电池安全大可放心
进入2021年,我们可以发现新上市的新车基本没有发生自燃事故,越来越多的车企,在系统层面做到了热失控不起火的要求。
岚图在此基础上还展开了对下一代电池的研发,它的电池能量密度可以达到330Wh/kg,研究的方向也重点集中在固态电池。
充电技术上岚图也有研发方向,就是采用800V充电系统,实现充电10分钟续航400km的水平。