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盤點 | 各大企業(yè)的不起火電池方案

   2021-09-27 電池聯(lián)盟

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核心提示:導讀:為了提高動力電池的安全水平,長城汽車、嵐圖汽車、極氪汽車、廣汽埃安等車企和動力電池廠商紛紛推出不起火方案。近幾年,

導讀:為了提高動力電池的安全水平,長城汽車、嵐圖汽車、極氪汽車、廣汽埃安等車企和動力電池廠商紛紛推出不起火方案。

近幾年,新能源汽車行業(yè)迎來爆發(fā)的同時,引發(fā)的車輛起火、爆炸事故越來越多。一份報告指出,由電池原因?qū)е碌男履茉雌嚻鸹鸨壤罡撸渲须姵毓收媳壤?3%,電池泡水或浸泡占4%。

為了提高動力電池的安全水平,長城汽車、嵐圖汽車、極氪汽車、廣汽埃安、寧德時代、蜂巢能源、欣旺達、比亞迪等車企和動力電池廠商紛紛推出不起火方案。以下為您一一盤點:

長城大禹電池

6月29日,在長城汽車咖啡智駕2.0發(fā)布會上,長城汽車帶來了全新技術(shù)——大禹電池。該電池擁有八大全新設計理念,目前已獲得數(shù)十項核心技術(shù)專利,可以有效緩解用戶對于電動車安全焦慮的痛點。

9月24日,在“長城汽車大禹電池技術(shù)媒體品鑒會”上,長城汽車首次對外詳細揭秘大禹電池技術(shù)相關理念和創(chuàng)新技術(shù)。大禹電池技術(shù)超60項專利,將對全社會免費開放。2022年,大禹電池技術(shù)將對長城汽車旗下新能源系列車型開啟全面應用。

據(jù)介紹,大禹電池技術(shù)采用“控+導=通”的核心技術(shù)原理,搭建4層5維安全矩陣,采取8大創(chuàng)新設計,包括熱源隔斷、雙向換流、熱流分配、定向排爆、高溫絕緣、自動滅火、正壓阻氧、智能冷卻等,覆蓋熱源抑制、隔離、冷卻、排出等各項領域,保障電池不起火、不爆炸,首搭車型為沙龍品牌第一款車型。

大禹電池安全技術(shù)可有效解決不同化學體系電芯發(fā)生熱失控之后的起火、爆炸問題。除能量密度可突破190Wh/kg的NCM811三元鋰電池,還包括未來隨著鎳含量提高電池能量密度更高的三元鋰電池。另外也包括三元鋰電池體系的NCA(鎳鈷鋁)電芯及無鈷電芯等,以及不同技術(shù)線路的磷酸鐵鋰電池。同時,大禹電池技術(shù)還可百搭不同PACK的應用技術(shù),滿足未來CTC(Cell to Chassis)電池PACK與融合方式,進一步提升整體剛性。

嵐圖“琥珀”、“云母”電池系統(tǒng)

9月17日,嵐圖汽車舉行了嵐圖電池安全技術(shù)發(fā)布會暨眾測挑戰(zhàn),發(fā)布了“琥珀”和“云母”兩大電池系統(tǒng)。經(jīng)過擠壓、碰撞、高溫淋水等安全測試,兩大電池系統(tǒng)技術(shù)不僅實現(xiàn)“5分鐘不起火”,更進一步分別做到30分鐘乃至靜置50天“不起火、不爆炸”。

據(jù)介紹,“琥珀”和“云母”兩大電池系統(tǒng)通過三維隔熱墻技術(shù)、PACK五層安全防護、云BMS等方面對電池包進行了優(yōu)化。

三維隔熱墻技術(shù)是指,在電池包內(nèi)使用無熱擴散的隔熱阻燃材料,對每個電芯進行單獨的三維立體包裹。該技術(shù)可以有效阻擋電芯與電芯之間的蔓延,即使單個電芯熱失控,也能避免波及到周圍其他電芯,不會讓熱失控蔓延。

雖然都是“三維隔熱墻”技術(shù),但是“琥珀”電池系統(tǒng)和“云母”電池系統(tǒng)不同點在于三維隔熱墻的材料及結(jié)構(gòu)不同。據(jù)介紹,“琥珀”電池系統(tǒng)是在電池包內(nèi)填充特殊的有機硅復合材料,這種材料的特點是結(jié)合有機硅聚合物+低密度隔熱材料+阻燃劑,形成高效的隔熱阻燃絕緣層,使得每個電芯單元像“琥珀”一樣處于充分包裹中。而“云母” 電池系統(tǒng)則是在電池包內(nèi)加入層狀Al-Si云母和氣凝膠,且電芯和云母、氣凝膠會像云母石一樣層疊堆積。

PACK五層安全防護是指車身防護、高強框架、壓力傳遞、形變吸能和電芯雙保險五項電池安全結(jié)構(gòu)設計。

云BMS是嵐圖的主動安全技術(shù)。嵐圖云BMS可同時在線服務百萬臺車,并做到對95%的請求1秒內(nèi)響應,可對PB級別(1PB=1024TB)數(shù)據(jù)進行分析和永久存儲,并且數(shù)據(jù)可靠性保證99.99%,提供全生命周期的電池健康和安全管理。

極氪汽車“極芯”電池包

7月9日,極氪公布了旗下產(chǎn)品ZEEKR 001所搭載的極芯電池包針刺實驗視頻。其被刺電芯最高溫度達到801.4℃,并未起火,未爆炸。熱疏隔組排設計讓整包結(jié)構(gòu)完好,無明顯變形,電池外殼也并未帶電,電池包內(nèi)部固定結(jié)構(gòu)以及高壓連接完好,無熱蔓延。

為確保不起火、不蔓延、不爆炸,“極芯”電池包還搭載了“NTP無熱蔓延不起火“技術(shù),運用了“隔”、“排”、“防”、“警”、“冷”、“斷”六大核心技術(shù),結(jié)合先進預警模型和熱管理策略,實現(xiàn)多層隔熱、無障礙排熱、實施防控、自動預警、主動冷卻、毫秒斷電,360°無死角保障電池的高可靠性、高安全性。

廣汽埃安彈匣電池

3月10日,廣汽埃安發(fā)布了新一代動力電池安全技術(shù)彈匣電池,在行業(yè)首次實現(xiàn)了三元鋰電池整包針刺不起火,重新定義了電池安全標準。彈匣電池類似安全艙的設計,可有效阻隔熱失控電芯的蔓延,當偵測到電芯電壓或溫度等出現(xiàn)異常時,自動啟動電池速冷降溫系統(tǒng)為電池降溫。

廣汽埃安方面表示,搭載彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的電池包,相對于同類普通電池包,體積能量密度提升9.4%,重量能量密度提升5.7%,成本下降10%。在沒有犧牲續(xù)航的同時,實現(xiàn)了高安全、長續(xù)航、低成本。

5月20日,廣汽埃安再次發(fā)起對彈匣電池的針刺試驗。試驗采用磷酸鐵鋰(普通電池)整包和磷酸鐵鋰(彈匣電池)整包進行對比測試。從試驗結(jié)果來看,搭載彈匣電池技術(shù)的磷酸鐵鋰整包針刺刷新了磷酸鐵鋰電池的安全新高度。

寧德時代“永不起火”811電池

2020年9月29日,寧德時代董事長曾毓群在2020世界新能源汽車大會上透露,寧德時代已經(jīng)開發(fā)出不起火只冒煙的電池產(chǎn)品,“國標要求電池5分鐘不起火,我們新開發(fā)的產(chǎn)品可以做到不起火只冒煙,會在年底在一些車型量產(chǎn)……” ,他說。

2020年10月21日,寧德時代乘用車解決方案部總裁林永壽表示,2021年將推出“無熱擴散的CTP技術(shù)”,未來進一步研發(fā)更高集成技術(shù)。

2020年11月,蔚來汽車正式上線100kWh電池包。該電池包采用寧德時代鎳55三元電芯和CTP成組技術(shù),可實現(xiàn)“無熱蔓延”。這一電池組就是寧德時代此前宣布的“只冒煙不起火”的電池。

蜂巢能源果凍電池

2020年12月2日,蜂巢能源在其電池日上,推出了采用新型果凍狀電解質(zhì)的果凍電池。該電池具有高電導、自愈合、阻燃等特點,能在幾乎不降低電性能的同時阻止熱擴散。

此外,“果凍電池”的耐熱溫度提高至150°C,同時具備“自愈合”特性,在實驗室樣品滿電針刺測試中,可實現(xiàn) “不起火、不冒煙、自愈合”。

欣旺達“只冒煙、不起火”動力電池

去年12月,欣旺達以視頻方式公開展示了其研發(fā)的“只冒煙、不起火”動力電池。

在欣旺達惠州基地試驗場進行的“加熱觸發(fā)電芯熱失控實驗”中,實驗模組電芯在觸發(fā)熱失控后,現(xiàn)場有煙霧冒出,但并未出現(xiàn)明火。實驗中,被觸發(fā)電芯溫度快速升至約600℃后逐漸下降;約20分鐘后,該電芯溫度已降至約300℃,周邊電芯溫度也同步下降;約50分鐘后,該電芯溫度已經(jīng)降至約110℃,未觸發(fā)第二顆電芯;最終,實驗電芯溫度下降到60℃共耗時67分鐘。

比亞迪刀片電池

2020年3月29日,比亞迪正式發(fā)布刀片電池,該電池首先搭載于比亞迪“漢”車型。對于刀片電池的安全性有多強,比亞迪董事長王傳福曾表示,刀片電池將徹底終結(jié)新能源汽車的安全痛點,將自燃這個詞從新能源汽車的字典里抹除。

刀片電池在本質(zhì)上仍是磷酸鐵鋰電池,只不過比亞迪從結(jié)構(gòu)上進行了創(chuàng)新,突破了電池能量密度的瓶頸,提高了能量密度和安全性。

刀片電池之所以通過嚴苛的針刺試驗,并做到不冒煙不起火,甚至表面溫度都極低,主要得益于其獨特的結(jié)構(gòu)設計。刀片電池扁平的設計,不僅讓其在經(jīng)歷外界損壞后,觸發(fā)短路導致的發(fā)熱量減少,還有利于散熱。這是刀片電池非常安全的原因。

總結(jié):企業(yè)們扎堆研發(fā)“不起火”電池,說明市場對于電池安全的重視。值得注意的是,在電池引發(fā)的起火原因中,很大一部分是源于熱管理問題。去年5月,工信部發(fā)布了GB 18384-2020《電動汽車安全要求》、GB 38032-2020《電動客車安全要求》和GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》三項強制性國家標準。其中,《電動汽車用動力蓄電池安全要求》要求電池單體發(fā)生熱失控后,電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸,為乘員預留安全逃生時間。三項國家標準于今年1月1日起開始實施。

總之,希望動力電池做到永不起火”“永不自燃”,對于整個電池行業(yè)的發(fā)展起到了促進作用,不過,對該技術(shù)的探索是個長期的過程,還需要各方攜起手來共同努力,才能早日實現(xiàn)目標!



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