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      1. 埃安彈匣電池2.0技術發布 實現槍擊不起火

        2023-03-30 20:42:18 作者:柯凱汶

          【太平洋汽車 技術頻道】3月30日,埃安舉行了彈匣電池2.0槍擊試驗發布會,全球首次實現電池整包槍擊不起火,首次解決了多電芯瞬時短路、爆裂性破壞等極端環境下的電池安全難題。與國標動力電池安全試驗,安全標準最高的車規級針刺實驗不同,埃安彈匣電池實現的整包槍擊更加嚴苛,對電池的結構、材料、熱失控管理、電池異常管理等等,要求更高、難度也更大。

         
        埃安彈匣電池2.0

          為了進一步提升的電池安全性,埃安在彈匣電池1.0的基礎上,突破性研發了超穩電極界面、阻熱相變材料、電芯滅火系統等一系列原創安全技術。

          對于鋰離子電池而言,電極界面是電芯內活性最高的區域。為了加強電極界面的穩定性,彈匣電池2.0開發出“超穩電極界面”技術。通過具有超高穩定性、超高耐熱性的納米陶瓷材料,大幅增加了電極界面韌性;復合集流體材料的應用,可以在熱量聚集時快速坍縮,避免持續短路;同時,埃安還在彈匣電池2.0的電解液中加入了耐氧化阻燃劑,高溫激活后,可捕獲燃燒反應的自由基,斷絕持續燃燒的條件。在三重技術的防護下,電芯即便發生熱失控,其升溫速率也能降低20%。

          除了提升電池本征安全性,埃安還與中國航天合作,開發了擁有隔熱和相變吸熱雙重功能的阻熱相變材料。這種相變材料的相變潛熱相對常規材料提升了10倍,能在溫度維持不變的基礎上吸收大量的熱量,配合網狀納米隔熱材料,整體的隔熱性能大幅度提升40%。另一方面,彈匣電池2.0采用了雙層冷卻系統,對電芯頂部和底部同時進行冷卻,整體冷卻效率可提升80%,同時還降低了75%的上殼體溫度,進一步保障了電池包上方乘員的安全。

          對于電池整包有可能會因為外界原因而發生損壞的極端場景,埃安的工程師還為彈匣電池2.0配備了電芯滅火系統。它利用低熔點合金構成了滅火腔,在非常小的高度空間上實現了滅火劑的儲存、熱失控電芯的自定位和定點噴淋。當電芯發生熱失控,大量的滅火劑瞬間精準噴淋到該電芯上。滅火劑可以在吸熱氣化的同時,捕捉燃燒鏈式反應的自由基,形成惰性氣體氛圍,結合埃安的熱失控氣體排放處理技術,可以消除排氣中的火和99.5%的PM10。這一技術的應用,令彈匣電池2.0成為了唯一自帶安全“消防隊”的電池技術。

          除了上述的被動電池安全技術,埃安還基于大數據和AI技術,開發出第六代云端電池管理系統。得益于超過60萬臺車輛、1300TB的全生命周期應用數據,第六代云端電池管理系統大幅提升了自放電異常、冷卻異常、電連接異常、隱性絕緣故障等故障的識別能力,內短路AI識別能力已經達到200Ω級,遠高于10Ω的風險線,可實現提前診斷,防患于未“燃”。

          以上技術的應用,讓彈匣電池2.0的綜合熱失控管理能力提升了5倍, 可抵抗多個電芯同時熱失控帶來的沖擊力。

         
        槍擊實驗VS針刺實驗

          正是得益于埃安彈匣電池2.0對安全方面針對性的研發,以及更高規格的安全標準,埃安彈匣電池2.0頁成功通過槍擊試驗,而槍擊實驗則是號稱為迄今為止最嚴苛的電池安全試驗。

          具體的試驗來看,實驗人員將在距離滿電電池整包15米處,對預留射擊開口的進行射擊。相較于大眾熟知的針刺實驗,槍擊試驗模擬了更加極致嚴苛的場景。當子彈穿透電芯時,速度可達針刺的97.5萬倍,創口直徑是針刺的7-8倍,可瞬間擊穿多個電芯并造成熱失控和爆裂性破壞。面對如此嚴苛的挑戰,行業主流的磷酸鐵鋰單體電芯和行業主流磷酸鐵鋰模組均發生了明顯的熱失控和燃燒現象。

          而彈匣電池2.0整包測試后未發生起火和爆炸,拆開電池系統外殼后,整體結構完整,僅有三個電芯爆裂性損壞,靜置24小時后溫度恢復至常溫,順利通過了槍擊試驗。這也是是全球范圍內,首次有電池整包能在槍擊試驗中實現不起火、無爆炸。

          當前國標動力電池安全試驗的標準包含針刺、跌落、燃燒、沖擊等,其中針刺是最高的電池車規級安全標準,它要求電池在被8mm鋼針的穿刺后5分鐘不起火,此前行業只有不到3%的品牌的電池能通過,而2021年發布的彈匣電池是首個能達成三鋰整包不起火的電池技術。此次埃安發布的彈匣2.0,同樣成為行業先鋒,將電池安全測試標準從針刺升級為槍擊試驗。

         
        編輯點評

          在傳統、新勢力品牌百家爭鳴的時代,軍備競賽早已不止在機械調校層面上,高精尖技術也是一項關鍵的一環,所以也不難理解為什么埃安不辭勞苦的一而再再而三地在電池方面做足了功夫。

          對于新能源車型動力電池冷卻系統的工況標定來說,一直都是各大廠家需要攻克的頭號難題,不僅僅是因為需要對消費者的人身安全負責,還因為動力電池包不是單一整體,里面有模組,模組里面有電芯,微觀的發熱量各不相同(電芯各個部件的實時溫度不同),宏觀的發熱量各處不均勻(比如串聯式冷卻,進風/進液端的電芯肯定比出風/出液端的電芯涼快),如何實現高效可控的冷卻,以及針對熱失控的有效管理,都是頭疼的事情。從彈匣電池1.0再到通過槍擊實驗的彈匣電池2.0,埃安在電池技術上、電池安全性方面的成果大家有目共睹,這次順利完成比針刺更嚴苛的槍擊試驗,足以證實該動力電池的安全性。(文:太平洋汽車 柯凱汶)

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