岚图发布琥珀和云母双电池系统 解决电池安全问题

2021-09-17 22:10:59 作者:崖雍

  【太平洋汽车网 技术频道】9月17日,岚图汽车举办了岚图电池安全技术发布会,并在会上发布了「琥珀」和「云母」双电池系统,两种不同的电池系统将分别应用于岚图FREE询底价|查参配)纯电版和增程版车型。

岚图不生产电芯 更致力于如何解决电池系统安全?

选择三锂电池,还是磷酸铁锂电池

  既然谈到了电池的安全问题,首先面临的选择是使用三元锂电池,还是磷酸铁锂电池。其中,三元锂电池拥有更高的能量密度、更高的功率密度以及更好的低温续航表现,而磷酸铁锂电池拥有超高的循环寿命,以及更强的热稳定性。单从安全的角度出发,磷酸铁锂电池由于电池中化学活性相对较低,无疑是更理想的选择。

岚图发布琥珀和云母双电池系统 解决电池安全问题

  由于岚图FREE在产品定位上以车辆的性能作为卖点之一,理所当然的选择了三元锂电池这一技术路线。如何做到高性能和高安全之间的平衡?这将是一大难点。

岚图发布琥珀和云母双电池系统 解决电池安全问题

  岚图汽车给我们的答案是「岚图不生产电芯,但致力于解决电池系统安全」。岚图虽然采用的是三SDI的21700规格圆柱电芯,但整个电池系统由自己设计。

「琥珀」和「云母」电池系统的差异

  此次发布的琥珀电池系统和云母电池系统,根据不同的配套方案,琥珀电池系统应用于岚图FREE纯电版,云母电池系统应用于岚图FREE增程版,它们之间的技术相同点在哪?技术区别又在什么地方?

岚图不生产电芯 更致力于如何解决电池系统安全?

  两大电池系统的相同点在于都拥有超高的安全性能,这是一套以高安全、高性能为方向的主/被动安全综合技术解决方案。其中包含了「三维隔热墙」技术,「PACK五层安全防护」和「岚图专属云BMS」。

岚图发布琥珀和云母双电池系统 解决电池安全问题

  两者的技术的区别在于三维隔热墙的材料及结构不同。琥珀电池系统是在电池包内填充特殊的有机硅复合材料,结合有机硅聚合物+低密度隔热材料+阻燃剂,起到有效的隔热、阻燃、绝缘的效果,每个电芯单元像“琥珀”一样被包裹着。

  云母电池系统搭载在增程车型中,由于电池的不同,电能的传输路径不同,所以是在电池包内加入层状Al-Si云母和气凝胶,电芯和云母、气凝胶会像云母石一样层叠堆积。

电池系统主/被动安全解决方案

  在按新国标进行的电池系统热扩散试验中,电池单体发生热失控后,琥珀、云母两大电池系统技术,不仅实现“5分钟不起火”,更进一步分别做到30分钟乃至静置50天“不起火、不爆炸”。

岚图不生产电芯 更致力于如何解决电池系统安全?

  要想取得这一成绩,首先要做好的是安全防护,岚图采用的是「PACK五层安全防护」,其中包括车身防护、高强框架、压力传递、形变吸能以及电芯的双保险等五大结构设计。

岚图发布琥珀和云母双电池系统 解决电池安全问题

  直白地说就是增强车身侧面材料的强度,使用最高达2000MPa的热成型钢,形成电池系统的首道防线。由外向里,电池包的外壳采用高强铝合金框架、并带多条加强筋的设计,可以抵御高达20吨力的挤压。

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  在电池包内部,加入了多条横纵加强梁,通过横亘整个电池包的横纵交织立体结构,将来自外界的碰撞能量充分地分解与吸收。在电池包受撞击变形时,由于电池包预留了超过30mm的形变空间,保护其中电芯免遭损伤。

岚图发布琥珀和云母双电池系统 解决电池安全问题

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  此外,岚图为电芯开发了独特的防爆阀和熔断装置。一旦有极端的撞击侵入,电芯造成短路或电芯内压力增加,立即切断电池内短路回路,释放额外压力,确保电池不起火、不爆炸。

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  除了上述的措施,岚图还打造了行业首创的「三维隔热墙」。电池包整体起火或者爆炸的根本原因是单个电芯起火后,会波及到周边其他的电芯,形成火烧连营的局面,进而导致整个电池系统热失控。三维隔热墙的原理是电池中每个电芯都被全方位三维立体包裹,这样三维隔热墙在电芯与电芯之间,拥有了高效的隔热阻燃绝缘防护层。  

岚图不生产电芯 更致力于如何解决电池系统安全?

  在主动安全措施方面,采用了「岚图专属云BMS」。虽然车端BMS功能越来越完善,能够对电池的电压、电流、温度进行一个检测,但仍然是“单机版”,本地存储和算力有限。

岚图发布琥珀和云母双电池系统 解决电池安全问题

  岚图云BMS可同时在线服务百万台车,并做到对95%的请求1秒内响应,可对PB级别(1PB=1024TB)数据进行分析和永久存储,并且数据可靠性保证99.99%,提供全生命周期的电池健康和安全管理。

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  不仅能够实时的监测,还可提前2小时对冒烟、起火、爆炸等关键故障预测;对电池内短路、欠压等故障,能做到提前一周预警。此外,岚图云BMS还能对电池寿命进行一个评估,就像手机电池的最大容量一样,进而分析电池状态。

电池系统安全众测挑战

  而本次的发布会地址选择在了天津中国汽车技术研究中心,是为了进行岚图电池系统安全众测挑战,包括了挤压测试挑战、模拟碰撞测试挑战以及高温淋水测试等试验。

岚图发布琥珀和云母双电池系统 解决电池安全问题

  在挤压测试挑战中,岚图官方并没有采用一块全新的电池包,而是从一台路试后的车辆上取下进行试验。在以半径达75mm的刚性半圆柱体,以200 kN(国标要求是100kN)的力进行挤压,电池包的结构形态完好,保持10分钟后,在现场未发生起火和爆炸等不良现象。

岚图发布琥珀和云母双电池系统 解决电池安全问题

  在模拟整车碰撞产生的加速度场景时,以加速度50g/60ms(国标最大28g/60ms)进行试验,在有限时间内观察到的电池包状态,依然无泄漏、破裂等不正常现象发生。

岚图发布琥珀和云母双电池系统 解决电池安全问题

岚图发布琥珀和云母双电池系统 解决电池安全问题

  用户日常使用的过程中,比较担心的问题是电池包高温高压洗车时的密封状态。此次的试验中,采用75-85℃、10MPa(国标强检无)的高温高压水流冲击电池包接插件及各个密封面,时间3分钟,电池包未进水、起火和爆炸现象发生。

岚图不生产电芯 更致力于如何解决电池系统安全?

  在众多试验项目中是不是少了点刺激的东西?就是作为比亚迪刀片电池、广汽埃安技术背书的针刺实验。首先针刺实验在最新的国标中已经转变为非强制项目,实验的目的是把中间的电芯做成热失控,观察周围的电芯受不受影响。

  在电池包的开发过程中,要找到热扩散的边界,很明显是在加热的方式中电流可控、加热功率可控、导线的电阻等方面都是可以量化的。

岚图发布琥珀和云母双电池系统 解决电池安全问题

  而针刺实验是考量电芯内部短路时它的安全性能如何,但由于针刺实验中的针刺位置、钢针直径的宽泛、以及针头的形状都有很多不同的因素,加上实验的重复性较差,使得实验的结果与实际的数据还是有一定差距,这也是为什么岚图电池使用加热的方式进行热失控实验的原因之一。

既「脚踏实地」又「仰望星空」

  岚图汽车即将量产高镍三元软包电池,实现完全无热失控,并计划导入能量密度高达330Wh/kg的电池技术;并加快布局下一代电池安全技术,固态电池也已经列入岚图品化开发的日程。

岚图不生产电芯 更致力于如何解决电池系统安全?

  在快充方面,岚图汽车即将量产大功率快充技术,具备20分钟充60%电量能力。同时在研的第二代超级快充技术,基于整车800V及SiC技术,实现充电10分钟续航400公里的目标。

写在最后

  随着岚图汽车不断在电池方面研发出更多领先的技术,有了这些技术的积淀,使产品得到进一步的升级,才能推动着行业标准走向新的高度。车企更注重于安全方面的考量,能够直接收获的是用户的信任度,从而激发出更多的用户共创,才是一家新能源的「国家队」所应该做的。

  (图/文/摄:太平洋汽车网 崖雍)

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