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行业观察:电动车陷入碰撞起火的漩涡,厂商研发到底做了哪些工作?

跟着林志颖的特斯拉磕碰起火,关于电动车的电池安全论题再度变成重视焦点。动力电池安满是电动车这个品类一向需求面临的问题,也是让顾客从燃油车转向电动车所的要害点,只需从各个视点,选用多种方法,处理电动车的动力电池安全问题,才干真实翻开电动车添加的新天地。

而关于电池安全来说,无论是造车企业,仍是电池公司,都在尽力研制,不断提出新的安全处理方法,期望确保电池的安全。最新发布的GB 38031-2020《电动轿车用动力蓄电池安全要求》中规则的:电池包或体系在由于单个电池热失控引起热扩散、然后导致乘员舱产生危险之前5分钟,应供给一个热事情报警信号(服务于整车热事情报警提示乘员分散)。假如热扩散不会产生导致车辆乘员危险的状况,则以为该要求得到满意。

比亚迪的刀片电池针刺实验

刀片电池是由长96cm、宽9cm、高1.35cm的单体电池,经过阵列的方法排布在一起,就像“刀片”相同刺进到电池包里边,在成组时越过模组和梁,减少了冗余零部件后,构成相似蜂窝铝板的结构。经过结构的立异,大幅度前进了电池包的安全性。刀片电池的原资料自身便是温升本就不高的磷酸铁锂。比亚迪推出的刀片电池续航水平已直逼三元锂电池。

比亚迪挑选针刺测验作为刀片电池的测验,是为了运用这一宣传来告知车主刀片电池的安全性和安稳性。“刀片电池”在钢针穿透后无明火、无烟,电池外表的温度仅有30℃~60℃左右,电池外表的鸡蛋无变化,仍处于可活动的液体状况。

广汽埃安弹匣电池体系安全技能

弹匣电池体系安全技能,从命名中咱们不难理解,弹匣电池体系便是将电池置于形似弹匣的安全舱内,这套“弹匣电池”体系有4个中心技能:超高耐热安稳电芯、超强隔热电池安全舱、三维降温冷却体系、第五代电池办理体系,弹匣电池技能可以应用于磷酸铁锂和三元锂两种资料的电池包中。弹匣电池作为一种集成电芯、壳体与热办理操控战略的归纳处理方案。

有一个重要的点,弹匣电池体系安全技能在整包针刺实验中并未呈现起火和爆破现象。这是职业初次经过三元锂电池整包针刺不起火实验,三元锂电池安全性取得了历史性的打破。弹匣电池体系技能搭载了第五代电池办理体系, 经过选用最新一代车规级电池办理体系芯片(比较前代体系前进100倍),可完结每秒10次全天候数据收集,24小时全掩盖的全时巡查形式,对电池状况进行监测,发现异常时,当即发动电池速冷体系为电池降温。

极氪001成功应战电池针刺实验

极氪001搭载的“极芯”电池包选用具有高能量密度与热安稳安全性的高压单晶NI55+电芯,从资料层级前进了电芯的热安稳性,确保电池体系安全。此外,“极芯”电池包选用高一致性电芯Pack成组,确保整包电池的安全性。

实验成果显现,在钢针刺入电池包触发热失控后,极氪001的“极芯”电池包BMS及时触发热事情报警信号。一起,被刺的“极芯”电池包呈现冒烟现象,被刺电芯最高温度到达801.4℃,未起火、未爆破。静置24小时,单体电压降至0V,温度降为室温,热疏隔阻排规划、整包结构无缺,无显着变形,电池外壳不带电,电池包内部固定结构和高压衔接无缺,无热延伸。

通用轿车Ultium奥特能渠道针刺实验

对安全的据守是上汽通用轿车开发新能源产品的中心原则,身为调集通用轿车电气化经历和前瞻性技能的Ultium奥特能渠道,在安全方面是放在首位的。此外,Ultium奥特能渠道选用了世界一流、远超国标的开发和实验规范。在针刺实验中国家规范为电池包温度>0℃,电池电量>95%,静置5分钟不起火、不爆破;而Ultium奥特能电动车渠道的实验规范是电池包温度>45℃,电池电量>97%,做到无热扩散。Ultium奥特能渠道有着远超国标的温度要求,当凯迪拉克LYRIQ电池内部结构遭到损坏,而导致的电芯短路等极点工况时,将能为驾乘人员供给更好的安全确保。

在Ultium奥特能渠道电池包成功完结更高应战针刺实验的背面,是其包括多项专利技能的七重中心电池热办理技能在发挥作用。比方电芯间隔热墙专利规划,在电芯间运用加厚规划的纳米级航天资料气凝胶,能有用下降电芯间热量传递;快速排气通道的专利规划,合作后置大面积防爆阀规划,可以敏捷排出高温气体;集成式液冷专利技能,换热作用前进约10%;以及电池上盖内置气凝胶防火毯等。七重中心电池热办理技能对平常用电的安满是一大加持。

针刺实验不行少,但实践磕碰也要考虑

针刺实验的首要原理是经过刺穿隔阂,引起正负极短路,人为的在电池内部制作短路点,模仿电池遭受导电异物刺穿而引起的短路现象,然后验证动力电池的安全性。电池产生自燃,本质上是电池产生热失控。

热失控浅显来讲是电池由于某种原因,导致电池的温度不行控的上升,然后打破临界点,产生起火乃至爆破。即电池处在过热的状况,电池温度呈现失控。而导致热失控的几个重要原因有:电动车行进进程中,车辆产生磕碰或许导致外物侵入动力电池内部的状况,导致电池产生内部短路,内部短路的当地产生热量堆积后将带来自燃危险。电动车在充电的进程中,由于充电过度或许散热体系产生失效等状况,导致电池内部温度过高,然后带来自燃危险。

电动车在日常运用中,其电池包或电池单体极难遇到被针刺的状况。而在严峻磕碰事端中导致电池单体变形然后引发热失控则是较为常见的失效形式,经过加强电池包及周边维护结构的强度,可以较好地防止电池单体因受压变形而触发热失控。

依据新能源轿车国家大数据联盟2021年数据显现,呈现事端的车辆,以2018年出产的车为主。其间,事端车辆86%为三元锂离子电池,7%为磷酸铁锂电池,7%不确定。当然数据只能是看到一方面,并无法全面反应。车用的三元锂离子电池是比较难经过针刺实验的,只需针刺触发了内部短路,电池便会立刻产生热失控。而依据应急办理部近来发布的音讯,2022年一季度新能源轿车火灾合计640起,较去年同期添加32%,高于交通工具火灾均匀8.8%的增幅。按该数据核算,均匀每天有超越7辆新能源轿车产生火灾事端。

所以,未来车厂和电池公司有必要再不断优化磕碰起火方面的安全隐患。跟着电动车保有量的添加,各种场景会累加实践的磕碰事例,这对工程师来说是个很好的优化进程。根本性技能的革新需求不断迭代才干前进,咱们等待电动车提前脱节一磕碰就起火的刻板形象。

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