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枪击竟不起火,安全系数更高 埃安的弹匣电池2.0技术是如何实现的
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车家号·0浏览·2023-03-31 15:24 · 重庆

我们常说安全无小事,尤其是在汽车这样的大宗消费品上,安全保障显得尤为重要。

尤其是在新能源汽车高速发展的当下,动力电池自燃、爆炸等意外事故频发,加剧了消费者的“恐慌心理”,同时也为车企提出了一个严峻的挑战。

如何才能保障动力电池长久的安全性,以及防止突发状况的出现呢?

广汽埃安弹匣电池的出现,为消费者到来全新的认知。与比亚迪刀片电池所不同的是,弹匣电池采用的是“防止电芯内短路,短路后防止热失控,以及热失控后防止热蔓延”的设计思路。尽管工作原理不同,但是效果却与刀片电池不相上下。


但仍有部分消费者对此表示怀疑,设想动力电池出现多电芯瞬时短路、爆裂性破坏等极端环境下的安全难题,那该怎么办?

对此,埃安弹匣电池2.0枪击试验给出了一个全新的答案。

从针刺到枪击,质的飞跃

要知道,普通的动力电池被钢针刺入电芯的一瞬间即触发热失控,同时电压下降、温度上升,并伴有大量白烟,再加上高达300℃以上的温度,一场自燃已不可避免。


当前,国标动力电池安全试验的标准包含针刺、跌落、燃烧、冲击等,其中针刺是电池车规级安全的最高标准,它要求电池在被8mm钢针穿刺后5分钟不起火,此前行业只有不到3%的品牌的电池能通过,而2021年发布的弹匣电池是首个能达成三元锂整包不起火的电池技术。

按理说,凭借着弹匣电池的出色表现,埃安完全有理由躺在功劳簿上“睡大觉”。

令人没有想到的是,一场枪击试验惊动了整个行业。

相较于此前的针刺试验,枪击试验模拟了更加极致严苛的场景。从冲击力上看,主流步枪子弹出膛的瞬时速度在700-850m/s,是针刺穿透电芯速度的97.5万倍左右,整个创口直径是针刺的7-8倍。强大的冲击力能够击穿多个电芯,并造成毁灭性的破坏。


面对如此残酷的实验,行业主流的磷酸铁锂单体电芯和磷酸铁锂模组均发生了明显的热失控和燃烧现象,这就意味着,光靠电芯本征特性已经无法实现真正的安全。

那么,现在很多人一定想知道,弹匣电池2.0的表现又如何呢?

事实上,当弹匣电池2.0整包受到枪击后,未发生起火和爆炸,这样的表现确实出人意料。拆开电池系统外壳后,整体结构完整,仅有三个电芯爆裂性损坏,静置24小时后温度恢复至常温,顺利通过了枪击试验。


突破性技术,打造极致安全

从近两年国家应急管理部发布的自燃数据来看,电池安全依然是行业的痛点和难题。

正如埃安副总经理张雄所言,“推动社会进步,是埃安的不懈追求”。而动力电池的安全,是其中的重中之重。

相比初代弹匣电池,弹匣电池2.0在原有基础上,突破性研发了超稳电极界面、阻热相变材料、电芯灭火系统等一系列原创安全技术。


其中,超稳电极界面通过具有超高稳定性、超高耐热性的纳米陶瓷材料,大幅增加了电极界面韧性;而复合集流体材料的应用,则可以在热量聚集时快速坍缩,避免持续短路。也正是得益于新材料的加入,让弹匣电池在性能上变得更加稳定,且更不易燃。

在提升电池本征安全性的同时,埃安还与中国航天合作,开发了拥有隔热和相变吸热双重功能的阻热相变材料。这种相变材料的相变潜热相对常规材料提升了10倍,能在温度维持不变的基础上吸收大量的热量,配合网状纳米隔热材料,整体的隔热性能大幅度提升40%。同时,埃安还在弹匣电池2.0的电解液中加入了耐氧化阻燃剂,高温激活后,可捕获燃烧反应的自由基,断绝持续燃烧的条件。在三重技术的防护下,电芯即便发生热失控,其升温速率也能降低20%。


另一方面,弹匣电池2.0采用了双层冷却系统,对电芯顶部和底部同时进行冷却,整体冷却效率可提升80%,同时还降低了75%的上壳体温度,进一步保障了电池包上方乘员的安全。

此外,埃安的工程师还针对电池整包有可能会因外界原因,而发生损坏的极端场景提前做出了预判。他们为弹匣电池2.0配备了电芯灭火系统。该系统利用低熔点合金构成了灭火腔,在非常小的高度空间上实现了灭火剂的储存、热失控电芯的自定位和定点喷淋。当电芯发生热失控,大量的灭火剂将会在瞬间精准喷淋到电芯上。灭火剂可以在吸热气化的同时形成惰性气体,结合埃安的热失控气体排放处理技术,足以消除排气中的火星和99.5%的PM10。


相比比亚迪刀片的电池,弹匣电池2.0的灭火过程是一个系统性的工作,首先需要发现问题,再来解决问题。所以它上台架的不是电芯,而是整个电池系统。

得益于超过60万台车辆、1300TB的全生命周期应用数据,与弹匣电池相匹配的第六代云端电池管理系统大幅提升了自放电异常、冷却异常、电连接异常、隐性绝缘故障等故障的识别能力。


值得一提的是,该系统的内短路AI识别能力已经达到200Ω级,远高于10Ω的风险线,可实现提前诊断,防患于未“燃”。系统新技术的应用,让弹匣电池2.0的综合热失控管理能力提升了5倍, 可抵抗多个电芯同时热失控带来的冲击力。

技术井喷,前途不可限量

从初代弹匣电池到弹匣电池2.0,埃安在电池安全领域实现了一次又一次突破。而新技术的应用,令弹匣电池2.0成为了唯一自带安全“消防队”的电池技术。

早在2011年,埃安就开始了电动化技术的研究和应用,如今的电池研发团队不但拥有领先的电池试验室、专业测试场和电池生产车间,而且也是国内极少数兼具先进电池独立设计和生产制造能力的车企。


除了在EV领域发布弹匣电池系列、超倍速电池、海绵硅负极片电池、微晶铁锂电池、夸克电驱等核心三电技术,埃安还在ICV领域投入打造了ADiGO智驾互联生态系统,同时加速迭代升级智能座舱技术。此外,全新一代星灵电子电气架构发布,更是为用户带来全天候的安全智驾体验。

此次弹匣电池2.0的发布,不仅重新定义了电池安全的标准,更是埃安作为科创独角兽的有力佐证。

写在最后:

黄河落天走东海,万里写入胸怀间。

如今的埃安早已具备完整的产业链布局和雄厚的研发实力,技术井喷期也已经到来。接下来,它将为消费者带来全新产品的同时,加速实现能源变革。


本内容来自汽车之家创作者,不代表汽车之家的观点和立场。
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