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在安全性上的每一点进步都值得肯定

2021-08-03 12:44:39 中国质量报

□ 胡立彪

高工产业研究院(GGII)的统计数据显示,今年1-5月,国内共发生电动汽车起火事故34起,较去年同期增加20起;涉及车辆38辆,较去年同期增长73%。随着国内电动汽车保有量的快速增长,起火等安全性问题愈发受到社会关注。

从事故调查分析看,电动汽车起火,多是动力电池因内部或外部原因出现短路,继而发生自燃所致。因此,电动汽车厂商要想打好安全牌,必须在动力电池安全性上下功夫,拿出有说服力的好产品。

前不久,两次通过三元锂材质电池针刺测试的广汽弹匣电池,就是一款在安全性上有所创新的动力电池。

就像名噪一时的比亚迪刀片电池因外形像刀片而得名一样,广汽给这款电池取名弹匣,也是因为其结构原理和外形像弹匣。弹匣电池的弹匣其实就是电池保护舱,而电芯可以像子弹一样一粒粒放置进去,两者成为紧密贴合的一体。

根据广汽官方资料介绍,弹匣电池的弹匣部分具有超强隔热能力。通过网状纳米孔隔热材料和耐高温上壳体,弹匣电池构筑了超强隔热的安全舱,最终实现三元锂电芯热失控不蔓延至相邻电芯。同时,电池包上壳体能耐温1400℃以上,从而有效保护电池整包。

弹匣电池的安全性并非只体现在弹匣部分,受保护的电芯也进行了安全性提升。广汽资料显示,弹匣里的电芯并非一般的电芯,而是越高耐热稳定的电芯,它通过正极材料的纳米级包覆及掺杂技术的应用,能有效提升热稳定性,防止热失控;电解液新型添加剂的应用实现了SEI膜的自修复,从而改善电芯寿命,降低电芯短路风险;高安全电解液,通过特殊电解液添加剂,在加热至120℃以上时,在活性材料表面自发聚合形成高阻抗特性聚合物膜,大幅度降低热失控反应产热。这些关键技术的应用,使电芯的耐热温度提升了30%。

除此之外,弹匣电池还采用了三维速冷系统和全时管控的第五代电池管理系统,为电池安全再上两道保险。前一系统通过全贴合液冷系统、高速散热通道、高精准导热路径设计,可以让弹匣电池散热面积提升40%,散热效率提升30%,有效防止热蔓延;后一系统通过采用车规级最新一代电池管理系统芯片,可实现每秒10次全天候数据采集,以24小时全覆盖的全时巡逻模式,对电池状态进行监测,发现异常时,立即启动电池速冷系统为电池降温。

弹匣电池的创新,既体现在构建电芯保护舱和电芯使用新材料提升电池被动安全性方面,也体现在增加全时巡逻模式和异常自救应用增强电池主动安全性方面,可以说做到了对动力电池全方位、立体式防护。值得一提的是,弹匣电池这种做加法的安全性结构,并未影响电池的能量密度。据广汽公布的数据,搭载弹匣电池系统安全技术的电池包,相对于同类普通电池包,体积能量密度提升9.4%,重量能量密度提升5.7%,成本还降低了10%。

不过,创新总有不足,不足即受质疑。弹匣电池技术公布后,有人指出,广汽弹匣电池进行针刺实验使用的样品是整体电池包,而按照国家标准要求,样品应为单体电池,样品不一样结果当然也有很大差别。也有人认为,弹匣电池从原理上看并没有实现对三元锂电池安全性提升的根本性技术突破。三元锂电池的耐热温度较低,普通高镍三元电池在200℃左右即出现热失控。弹匣电池的结构设计虽将三元电芯的耐热温度提升了30%,但这点提升意义并不大。毕竟,磷酸铁锂电池在500℃~600℃度才会出现热失控,两者差距依然悬殊。而且,广汽弹匣电池在针刺实验中虽未起火,但也冒烟了,说明电池内部被刺的电芯已经出现一定程度的热失控。如果是发生在现实碰撞场景中,电池包遭大面积挤压变形,多电芯发生热失控,这时弹匣能起到多少保护作用,就难说了。

当然,质疑归质疑,弹匣电池在提升安全性上的努力还是值得肯定的。有专家表示,要求动力电池做到绝对安全是不现实的,而对于消费者来说,只要电池包不会整个烧起来连带汽车也被烧毁,能够为车内乘员留出宝贵的几分钟逃生保命时间,就相当不错了。况且,弹匣电池生产不需要复杂的工艺,成本也比较低,性价比较高,因而应有一定的市场前景。

《中国质量报》【车国春秋】

(责任编辑:水川)
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