□ 胡立彪
高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,今年1-5月,國內(nèi)共發(fā)生電動汽車起火事故34起,較去年同期增加20起;涉及車輛38輛,較去年同期增長73%。隨著國內(nèi)電動汽車保有量的快速增長,起火等安全性問題愈發(fā)受到社會關注。
從事故調(diào)查分析看,電動汽車起火,多是動力電池因內(nèi)部或外部原因出現(xiàn)短路,繼而發(fā)生自燃所致。因此,電動汽車廠商要想打好安全牌,必須在動力電池安全性上下功夫,拿出有說服力的好產(chǎn)品。
前不久,兩次通過三元鋰材質(zhì)電池針刺測試的廣汽彈匣電池,就是一款在安全性上有所創(chuàng)新的動力電池。
就像名噪一時的比亞迪刀片電池因外形像刀片而得名一樣,廣汽給這款電池取名彈匣,也是因為其結構原理和外形像彈匣。彈匣電池的彈匣其實就是電池保護艙,而電芯可以像子彈一樣一粒粒放置進去,兩者成為緊密貼合的一體。
根據(jù)廣汽官方資料介紹,彈匣電池的彈匣部分具有超強隔熱能力。通過網(wǎng)狀納米孔隔熱材料和耐高溫上殼體,彈匣電池構筑了超強隔熱的安全艙,最終實現(xiàn)三元鋰電芯熱失控不蔓延至相鄰電芯。同時,電池包上殼體能耐溫1400℃以上,從而有效保護電池整包。
彈匣電池的安全性并非只體現(xiàn)在彈匣部分,受保護的電芯也進行了安全性提升。廣汽資料顯示,彈匣里的電芯并非一般的電芯,而是越高耐熱穩(wěn)定的電芯,它通過正極材料的納米級包覆及摻雜技術的應用,能有效提升熱穩(wěn)定性,防止熱失控;電解液新型添加劑的應用實現(xiàn)了SEI膜的自修復,從而改善電芯壽命,降低電芯短路風險;高安全電解液,通過特殊電解液添加劑,在加熱至120℃以上時,在活性材料表面自發(fā)聚合形成高阻抗特性聚合物膜,大幅度降低熱失控反應產(chǎn)熱。這些關鍵技術的應用,使電芯的耐熱溫度提升了30%。
除此之外,彈匣電池還采用了三維速冷系統(tǒng)和全時管控的第五代電池管理系統(tǒng),為電池安全再上兩道保險。前一系統(tǒng)通過全貼合液冷系統(tǒng)、高速散熱通道、高精準導熱路徑設計,可以讓彈匣電池散熱面積提升40%,散熱效率提升30%,有效防止熱蔓延;后一系統(tǒng)通過采用車規(guī)級最新一代電池管理系統(tǒng)芯片,可實現(xiàn)每秒10次全天候數(shù)據(jù)采集,以24小時全覆蓋的全時巡邏模式,對電池狀態(tài)進行監(jiān)測,發(fā)現(xiàn)異常時,立即啟動電池速冷系統(tǒng)為電池降溫。
彈匣電池的創(chuàng)新,既體現(xiàn)在構建電芯保護艙和電芯使用新材料提升電池被動安全性方面,也體現(xiàn)在增加全時巡邏模式和異常自救應用增強電池主動安全性方面,可以說做到了對動力電池全方位、立體式防護。值得一提的是,彈匣電池這種做加法的安全性結構,并未影響電池的能量密度。據(jù)廣汽公布的數(shù)據(jù),搭載彈匣電池系統(tǒng)安全技術的電池包,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%,成本還降低了10%。
不過,創(chuàng)新總有不足,不足即受質(zhì)疑。彈匣電池技術公布后,有人指出,廣汽彈匣電池進行針刺實驗使用的樣品是整體電池包,而按照國家標準要求,樣品應為單體電池,樣品不一樣結果當然也有很大差別。也有人認為,彈匣電池從原理上看并沒有實現(xiàn)對三元鋰電池安全性提升的根本性技術突破。三元鋰電池的耐熱溫度較低,普通高鎳三元電池在200℃左右即出現(xiàn)熱失控。彈匣電池的結構設計雖將三元電芯的耐熱溫度提升了30%,但這點提升意義并不大。畢竟,磷酸鐵鋰電池在500℃~600℃度才會出現(xiàn)熱失控,兩者差距依然懸殊。而且,廣汽彈匣電池在針刺實驗中雖未起火,但也冒煙了,說明電池內(nèi)部被刺的電芯已經(jīng)出現(xiàn)一定程度的熱失控。如果是發(fā)生在現(xiàn)實碰撞場景中,電池包遭大面積擠壓變形,多電芯發(fā)生熱失控,這時彈匣能起到多少保護作用,就難說了。
當然,質(zhì)疑歸質(zhì)疑,彈匣電池在提升安全性上的努力還是值得肯定的。有專家表示,要求動力電池做到絕對安全是不現(xiàn)實的,而對于消費者來說,只要電池包不會整個燒起來連帶汽車也被燒毀,能夠為車內(nèi)乘員留出寶貴的幾分鐘逃生保命時間,就相當不錯了。況且,彈匣電池生產(chǎn)不需要復雜的工藝,成本也比較低,性價比較高,因而應有一定的市場前景。
《中國質(zhì)量報》【車國春秋】