回顾那么多的发布会,当有人说这是一款“永不起火、永不爆炸“的电池时,我是完全不信的;当有人说“把自燃从电动车字典里抹去”,我差点就信了,后来发现,做事永远比说话更有说服力。所以,车企说什么我都会信疑掺半,辨别下是营销还是事实?我更在乎我看到的,包括日产在讲解ARIYA电池的时候。
我作为日产ARIYA已经跑了2100km的车主,参加了两次ARIYA电池技术品鉴活动,一次是在武汉的ARIYA动力电池生产工厂,一次是在广州的技术分享会,当然,作为自媒体也接触过各类品牌车型的动力电池,算是对ARIYA电池特点有更多的了解。这篇文章主要跟大家聊聊作为电动车的老牌车企,日产是怎么做动力电池的安全的。
电动车卖得好,一定是电池做得好吗?真不一定。特斯拉卖得很好,但只要拆开了MODEL 3的磷酸铁锂动力电池,就会发现,它的热管理系统还是老式的干湿不分离设计,电池包的强度也很一般,碰撞安全上很依赖车体强度。比亚迪也卖得很好,刀片电池很有创意,如果没有时不时出现的自燃事故,那就真是电动车卖得好电池也做得好的典型了。
其实电池好不好,有很多评价指标,是否安全,能量密度高不高,充电快不快,是否耐用,抗低温能力怎么样,成本高不高等,这几个指标甚至相互抵触,难以兼顾,所以,不可能有完美的电池。当你选择可靠耐用的时候,意味着可能要放弃充电快;当你选择性价比的时候,意味着要放低安全期望等等。就跟汽车一样,你买到的自认为的好车,只是最适合你需求的车,并不是最完美的车,因为任何车都会有不足,都能被喷子喷出翔。
虽然动力电池评价指标很多,但我觉得大家买电动车,最看重的应该是安全,毕竟电池自燃也并非凤毛麟角的概率,后果还很可怕。所以,安全一定是首要考虑的因素,其次,看重什么就得看自己的需求。如果生活在长江以南,那考虑电池低温能力就没啥必要,如果很少跑长途,那续航长短百来公里别太计较,如果很在意可靠耐久性,那就不要纠结快充比别家慢了10分钟此类。但无论如何,电池安全绝对是不能妥协的。
但安全对于动力电池来说,它是个系统工程,既要保证碰撞安全,电芯不受挤压;又要保证温控安全,电芯处在温和稳定的环境;还要保证电子控制安全,不让电芯过激过载等。涉及碰撞保护,热管理、电化学、BMS电池管理等多个领域。就跟汽车噪音控制一样,涉及动力、车架、隔音等多领域,做得好不但需要系统技术,也需要高成本投入,这也是很多车企隔音做不好的原因。
回到东风日产ARIYA这款车,其实我对电动车的电池安全性是忌讳的,但电动车的香也是很难抗拒。当时选择ARIYA最看重的有两点,一是日产有25年自己造动力电池的经验,自己研发自己生产,那个企业叫AESC,后来主导权卖给了中国远景。一是日产曾在全球卖了超过50万辆纯电动LEAF,累计210亿公里0自燃事故的事迹,虽然那时候LEAF用的是活性弱的锰酸锂电池,同期特斯拉在用三元锂电池,从这里能看出来,日产对于电池安全的谨慎。
回顾那么多的发布会,当有人说这是一款“永不起火、永不爆炸“的电池,我是完全不信的;当有人说“把自燃从电动车字典里抹去”,我差点就信了,后来发现,做事永远比说话更有说服力。所以,车企说什么我都会信疑掺半,问问自己是营销还是事实?我更在乎我看到的,包括日产在讲解ARIYA电池的时候。
电池技术如果要分迭代的话,现在进化到了3.0阶段,一个显著特点是,电池包融合进车架,专业上叫CTB技术,可以一起承载并增强车身刚性。所以,高强度的电池包壳体,包括高强度的电芯或者模组就是标志。我看到ARIYA也是这种技术,它的电池包壳体是28mm厚的铝合金壳体,强度能达到1500MPa,内部有6道铝合金横梁强化刚度。电芯是方块硬壳电芯,每14块电芯组成一个模组,模组外套有铝合金保护壳,壳体外端两边还设计有溃缩空间,强化汽车横向碰撞的防护。这样的设计看上是把电芯包在足够安全的保护壳里,同时还加强了车身的整体刚性。
在电池包铝合金壳体的下层,我们看到了埋藏在外壳中的冷却水管道,电芯的热量通过导热胶传递到电池包下壳体,在这里被冷却水带走,达到调节电芯温度的目的。看得出,冷却水管道和电芯不在同一个空间内,也就是说如果冷却液发生泄漏,它也不会和电芯发生接触,也就避免了短路自燃的可能。这就是现在更先进的电池包干湿分离设计,相比MODEL3的干湿不分离设计,安全性更有保障些。
对于日常生活中更常见到的电池托底磕碰,ARIYA也有防护,它在电池包的下方,增加了树脂防护板,同样这个防护板和电池包底壳有一定间隙,防硬物刮擦的同时,也有一定缓冲,避免直接伤害电池包壳体。相比不少车企电池包直接裸露的设计,或者只是在电池包壳体外喷一层涂胶的方法,ARIYA这种防磕碰设计显然更有效。
当然,若对比岚图、极氪等的动力电池包,并不会觉得ARIYA电池包刚性方面有极大的优势,只是防底盘磕碰上确实更周全些。但在电芯的电化学把控方面,ARIYA还真有着不可比拟的优势。一是ARIYA用的是宁德时代定制电芯,也就是说,对于电芯的正负极配方、隔膜标准等,都是日产下需求,宁德时代根据需求做电芯,然后做测试验证,通过之后便定制化生产。这种电芯是蕴含着日产25年来对电池研究的积累和经验在里面,有日产对于电池的深刻理解。而大多数车企在电池方面毫无经验,也就没有从底层定制电芯的实力。
我是在买了ARIYA之后才知道定制电芯这回事,在宁德时代工厂,还专门有一条生产线是专为ARIYA生产电芯的,生产线标准也是按照日产标准打造。生产出来的电芯,被运回到东风日产武汉新能源工厂,在那里组装成电池包。除了节约成本,还有一点很重要,东风日产要做到品质全链把控。毕竟,电池生产如果有“看不见”的环节,车在用户手里出了问题,到时候再争论是电芯问题、品控问题还是BSM问题,就很难扯得清,对用户难以交代。
跟电池安全息息相关的还有BMS电池管理系统,上百个电芯的健康和活力值,都需要实时监测、控制及调整,没有强大而精确的BMS系统,就可能会出现某个电芯高温或过载的情况,轻则影响电池性能输出,重则引发电池热失控。ARIYA的BMS是日产完全自己开发的,目前可以做到全工况对电芯精准管理,对温度、电压、电流、容量等200多项数据最短10毫秒做实时监测,并精确调整电池的工作状态。
BMS可以说是电动车的核心技术,因为很难做、做不好会出大事。行内的人都知道,要提及电芯的“主动式均衡”设计,就是在储电时,能将电芯能量高的部分转移到能量低的电芯,让电芯电量一致,大概率首先会想到三个车企,特斯拉、日产和宝马,三家的BMS系统马首是瞻。日产是2010年LEAF正式上市,就涉及BMS系统,其实在此前1983年发布的搭载了交流异步电机的March EV,还有1996年用锂电池做研究的Prairie Joy EV等,都少不了BMS系统,可以说做BMS日产是鼻祖了,这方面的技术和经验很强大。
据我所知,现在一大半的新势力车企,动力电池都是整包代工,从电芯、模组、电池包组装都是由电池企业生产完成,车企只做最后的装车。甚至大部分车企连BSM系统也由电池企业代劳,其实,越有远见的车企,越懂得把控核心技术掌握在自己手里。所以,连BMS都不是自己做的电动车,是不会纳入我买车考虑第一梯队的。
中汽研曾对ARIYA的电池做过各种测试,还得了这个那个认证,对此我是听听就好,毕竟中汽研的口碑并不怎么滴。相对来说,我更相信欧洲E-NCAP对ARIYA这款车做的碰撞测试,尤其是E-NCAP很有特色的侧面柱碰,直接碰汽车最薄弱的部分,那是很多电动车的噩梦,但ARIYA的测试成绩很好,电池安全、乘员安全,所以我相信ARIYA全面的电池防护设计还是很有效的。
听ARIYA电池开发的淡工程师讲,ARIYA电池包上面保留有一个维修开关,也相当于紧急断电开关。现在市面上95%的动力电池都省掉了这个开关,虽然它的成本不足一百元。淡工程师曾列举了众多知名车企都没有这个开关,建议日产省掉它,但日产坚持保留下来。就因为它在紧急断电后会变成一个注水口,消防水从这个口进入电池内部,可以快速为电池降温,避免出现电池着火后很难扑灭的情况。其实在我看来,这确实是个没大用的东西,但日产这么做,我还是很欣赏日产在安全方面锱铢必较的态度。
我没有充电车位,在买ARIYA之前,我会认为电动车充电会很麻烦、不实用,但买了之后发现也并不麻烦,不跑远途一周充一次足够用,偶尔从广州跑个深圳珠海,电量足够,充电桩也很多,大城市用根本不用担心充电问题,这是我买了ARIYA之后才知道,其实包括ARIYA电池的很多安全技术,我也是买了ARIYA之后才知道,之前都是基于对日产品牌的信任,所以,如果不是大胆做出第一步的选择,就可能没机会发现新的世界。