本文目录一览:
- 1、大幅提升电池安全标准 广汽埃安发布弹匣电池系统安全技术
- 2、试驾广汽埃安AION V PLUS,一台超大杯纯电SUV
- 3、“弹匣”一出,谁与争锋?广汽埃安攻破三元锂电池的关键痛点
- 4、电池安全哪家强 看比亚迪/长城/广汽埃安电池方案
- 5、广汽埃安发布弹匣电池,摘除三元锂电池“不安全”标签
大幅提升电池安全标准 广汽埃安发布弹匣电池系统安全技术
易车讯 日前,广汽埃安发布新一代动力电池安全技术——弹匣电池系统安全技术(简称“弹匣电池”),行业首次实现了三元锂电池整包针刺不起火,攻克了公认的行业难题,重新定义三元锂电池安全标准。
攻克三元锂电池安全难题,打造“不起火”的电池系统安全技术
目前,磷酸铁锂电池和三元锂电池是全球电动车行业的两大主流电池技术路线。磷酸铁锂电池因为寿命更长、成本更低,在中低续航车型中得到广泛的应用;而三元锂电池因为能量密度高、整车电耗低,主要在中高续航车型中应用。根据当前市场实际使用情况来看,磷酸铁锂电池、三元锂电池两种技术路线,在未来很长一段时间内仍将并行发展。磷酸铁锂电池的安全性大家已相对认可,但三元锂电池的安全目前仍然是行业公认的痛点和难点。新能源汽车产业链相关企业也都在开展电池安全技术的课题攻关,而“不起火”电池技术则是电池安全最重要、也是最难攻克的一座堡垒。
为验证弹匣电池的安全性,中国汽车技术研究中心首席专家、国家电池安全标准起草人之一刘仕强博士带领团队,对搭载了弹匣电池系统安全技术的三元锂电池整包进行了针刺热扩散试验。试验结果显示,广汽埃安的三元锂(弹匣电池)整包在试验过程中热事故信号发出5分钟后,仅出现短暂冒烟(1分钟),无起火和爆炸现象。静置48小时后,电压降至0V,温度恢复至室温。针刺后只有被刺电芯模块热失控,没有蔓延到其他电芯。打开电池整包,观察内部结构完好。这是行业首次通过三元锂电池整包针刺不起火试验,三元锂电池安全性取得了历史性的突破。
安全不止于“芯”,树立电池系统安全新标杆
如今,电动车行业对于整车安全的共识已由单体安全转向系统安全,提升电池整包的安全性能已成为行业的主流趋势。
当前电池自燃多由于电芯出现内短路,导致温度升高、电芯内部反应产热最终出现热失控,随后蔓延到整个电池包所致。电芯安全解决的是电池本质安全,而整包安全是以系统思维解决从电芯、模组到系统的全方位安全,相比电芯安全更为重要,也更难实现。
广汽埃安的弹匣电池,是一个专门提升动力电池安全性的系统性技术,它不是纯粹的结构优化,也不是简单的增加隔热,而是从电芯本征安全提升、到被动安全强化、再到软件主动防控的一整套安全技术,同时也是一个软硬件一体化、具备超高防御能力的智能安全技术。
基于“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,弹匣电池采用类似安全舱的设计,可有效阻隔热失控电芯的蔓延、当侦测到电芯电压或温度等出现异常时,自动启动电池速冷降温系统为电池降温。
弹匣电池具备四大核心技术:
一、超高耐热稳定的电芯。电芯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%。
二、超强隔热的电池安全舱。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。
三、极速降温的速冷系统。通过全贴合液冷系统、高速散热通道、高精准的导热路径的设计,弹匣电池实现了散热面积提升40%,散热效率提升30%,有效防止热蔓延。
四、全时管控的第五代电池管理系统。弹匣电池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,相比前代系统提升100倍,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。全时巡逻模式和异常自救的应用,重新定义了三元锂电池主动安全的标准。
弹匣电池虽然增加了大量的安全设计,但同时在冷却系统、电芯设计、整包布置等方面进行全面优化。搭载弹匣电池系统安全技术的电池包,其能量密度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%,成本下降了10%。因此,弹匣电池系统安全技术是在没有牺牲续航和提高成本的基础上,实现了高安全、长续航、低成本。
长期研发投入和技术积累,铸就80余项发明专利
广汽埃安之所以能在电池安全领域实现重大突破,主要源自广汽在电动化技术方面长期的资源投入和技术积累。早在2011年,广汽就开始了电动化技术的研究应用,并推出了国内首款中重度混合动力车型。在电动化技术研究方面,广汽的研发已经超过了10年,并形成了大量的技术成果和人才储备。
弹匣电池由广汽研究院、广汽硅谷研发中心、世界顶级电芯专家领衔开发,超过600人组成的国际顶级研发团队倾力打造,其中博士超过60位,体现了广汽埃安电池安全的最高技术水平。广汽从动力电池过流保护、电池热抑制方法、电池热失控监控及预警等方面进行研究开发,形成了国际领先的专利群,包含80多项专利,发明占比超过70%。为新能源汽车产业健康可持续发展提供了广汽埃安的解决方案。
目前,广汽已拥有业内领先的电池试验室、专业测试场和电池Pack生产车间,具备独立的电池包自主设计和生产制造能力。广汽自主研发的BMS电池管理系统经过持续迭代优化,已经升级到第五代,并应用在了弹匣电池技术上。同时,AION系列产品拥有超10万用户,每天产生超1500万公里的行驶里程,带来了海量的电池运行数据,为弹匣电池的研发提供了坚实的数据支撑。系统级的电池安全技术,已经成为广汽埃安的独特优势和强项。
“弹匣电池”今年开始将会在AION全系车型上陆续搭载,践行有AI相伴的移动出行的品牌初心。
广汽埃安弹匣电池系统安全技术的发布具有里程碑的意义,标志着电池安全上升到全新的高度,特别是在三元锂电池安全性上取得了历史性的突破,重新定义了三元锂电池的安全标准,对全球新能源汽车产业的发展具有重要的意义。广汽埃安再次以世界级的创新科技,为客户带来了“先人一步的科技享受”。
试驾广汽埃安AION V PLUS,一台超大杯纯电SUV
在车水马龙的城市里,汽车不仅仅是都市人的出行工具那么简单,更是工作和生活的好帮手、好伙伴。加之今年油价的疯涨,一台长得好看、开着省钱、空间宽敞、智能科技的超大杯汽车在当下显得尤为重要,小编在试驾过广汽埃安AION V PLUS之后,发现它就是这样妥妥的一台车。
相信不少小伙伴跟小编一样,都是第一次看到AION V PLUS时,就深感它长得特别哇塞。
首先,“星战弹头前脸”的设计极具辨识度,封闭式的前格栅使得视觉效果更加科技立体,下部小面积的进气格栅则带来了更好的空气动力学表现。
车身侧面敦厚饱满,线条清晰立体,黑色悬浮式车顶的设计显得运动感十足,隐藏式门把手提升了整车的高级感。
车尾造型简约柔和,尾灯采用“寰宇刀锋”的设计,尖锐的造型极具视觉冲击力。
AION V PLUS除了外观好看,内饰造型也是不容小觑,可谓内外兼修。
标准的T字形环抱式造型,其中悬浮式中控屏尺寸达到了15.6英寸,并采用窄边框设计,视觉效果惊人,同时内置了ADiGO4.0智能网联系统及科大讯飞飞鱼4.0语音识别系统,功能丰富齐全,可玩性极强。
AION V PLUS令人震撼的还有那多达2.2㎡同级最大全景天幕,在前排座椅全平放倒的情况下,车内瞬间化身“揽景大平层”,阳光星辰尽收眼底。
空间方面,4650 mmX 1920mm X 1720mm的车身尺寸以及2830mm的轴距使得AION V PLUS无论前排、后排还是尾箱的空间都十分充裕,其中后排的腿部空间大达1040mm且地板全平,大大提升了乘坐的舒适度。
动力方面,AION V PLUS搭载了三电合一高效电机和高集成度动力模块,并提供了最大功率165千瓦和200千瓦两种输出版本的电动机,其中200千瓦版本0-50km/h加速仅需2.9秒,堪称“瞬移子弹头”。
电池方面,AION V PLUS全系搭载了广汽埃安弹匣电池,相比普通的三元锂电池在安全性上有质的突破。续航方面AION V PLUS提供500、600、702km三种续航里程版本车型,完全覆盖了长短途多场景的出行需求,在全球充电功率最高的A480超充桩下更是轻松实现“充电5分钟,续航112公里”,使得充电像加油一样快。
本次小编试驾的车型为70智享科技版,综合工况续航里程500km,实际驾驶过程中跨市跨区出行毫无焦虑感,更为重要是的相比燃油车AION V PLUS大大降低了出行成本,直接忽略油价漫天飞涨的消息,想跑多远跑多远,不得不说在当下对于准购车者是一个极大的福音。
写在最后:综合来看,AION V PLUS在颜值、空间、动力、续航均处于同级上游水平,20万左右的售价也是其极大的优势所在,倘若你正在因为油价头疼时,不妨回过头来看看这台超大杯的纯电车,它将带来惊喜。
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“弹匣”一出,谁与争锋?广汽埃安攻破三元锂电池的关键痛点
从比亚迪的“刀片电池”,到广汽埃安的“弹匣电池”,近年来,中国新能源军团在动力电池技术方面的突破,总能让人惊喜不断!
3月10日,广汽埃安正式对外发布了品牌旗下自有知识产权的新一代动力电池安全技术——弹匣电池系统安全技术(以下简称“弹匣电池”),并宣称在行业内首次实现了三元锂电池整包针刺不起火,彻底攻克了全行业公认的技术难题,将三元锂电池的安全性能推上了一个全新高度。
广汽埃安发布的弹匣电池系统的内部结构示意
广汽埃安给这套新技术起了个十分形象的名字——弹匣电池,可以让你很轻易地联想到弹匣里的每一颗子弹,虽然被激发之后的杀伤力十足,但在那之前又可以确保每一颗子弹“安全稳定”。
事实上,最近两年新能源 汽车 行业已经基本搞定了“里程焦虑”(北方寒冷冬季的续驶里程缩短问题还有待攻坚),然而从大规模商推到现在,几乎从没有停过的新能源车自燃事故,成了行业内外最让人挠头的核心痛点。
要解决电池的安全问题,就必须从动力电池的技术根源出发。目前,全球范围内投入大规模商用的电池技术无非“两大流派”:一是主要由比亚迪掌握的磷酸铁锂电池技术及其去年推出的升级版——“刀片电池”;二是全行业广泛使用的三元锂电池技术。
磷酸铁锂电池有着行业公认的长寿命、低成本,以及更好的安全性,但它能量密度不高,因此多在中低续航里程的车型中应用;三元锂电池能量密度高、整车电耗低,单位能量的前提下质量也更轻,在中高续航车型中应用广泛,但其安全性始终没有得到有效解决,起火甚至爆炸的事故频发。
弹匣电池由广汽研究院、广汽硅谷研发中心、世界顶级电芯专家领衔开发,包含80多项专利
在过去我们所看到的新能源车自燃案例中,电池自燃多数是由于电芯出现内短路,导致局部温度升高、电芯内部反应过热并最终导致热失控蔓延到整个电池包所致。鉴于此,弹匣电池把每个电池包里的N个电芯都单独做成了“子弹”,彼此之间既密切相连,又相互独立。
从官方给出的资料看,这套弹匣电池系统可以理解是专门提升动力电池安全性的技术,“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”的软硬兼施的一整套安全技术解决方案。其包含了四项核心技术:
一、超高耐热稳定的电芯。电芯通过正极材料的纳米级包覆及掺杂技术的应用,有效提升热稳定性,防止热失控;应用新型电解液添加剂,实现SEI膜的自修复,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%。
二、超强隔热的电池安全舱。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。
三、极速降温的速冷系统。通过全贴合液冷系统、高速散热通道、高精准的导热路径的设计,弹匣电池实现了散热面积提升40%,散热效率提升30%,有效防止热蔓延。
四、全时管控的第五代电池管理系统。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,相比前代系统提升100倍,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。全时巡逻模式和异常自救的应用,重新定义了三元锂电池主动安全的标准。
广汽埃安表示,除了有效解决三元锂电池的安全隐患外,搭载“弹匣电池”的电池包相对于目前在用的同类普通电池包,不仅体积能量密度提升9.4%,重量能量密度提升5.7%,成本也下降了10%。这样的突破,无论对于广汽埃安还是全行业来说,都具有高度的意义!
“弹匣电池”将很快应用在广汽埃安现有和即将推出的新车上
去年,比亚迪以“刀片电池”解决了动力电池的安全隐患,并大幅提升磷酸铁锂电池的能量密度。今年,广汽埃安以“弹匣电池”彻底扭转了三元锂电池的安全痛点,且降低了电池成本。虽然这两种技术路线孰优孰劣尚没有最终定论,但随着企业的不断努力,全行业正在良性竞争的轨道上加速迈进,这对于新能源 汽车 的发展而言,是莫大的幸事。
电池安全哪家强 看比亚迪/长城/广汽埃安电池方案
易车原创 谈及2021年电动车最热门的是什么话题?当然是电池安全性。谁解决了电池的热失控安全问题,谁就赢得消费者的信赖。比亚迪、广汽埃安、长城汽车等等厂家纷纷拿出自己的方案,今天就来帮大家分析一番。
安全,是电动车首要的追求。
6月29日,长城汽车第8届科技节的第二天上,长城汽车发布了“大禹电池”,并且宣称它在热失控情况下实现了不起火、不爆炸。
大禹电池实际为NCM811三元锂电池,即正极材料中镍钴锰的含量比例为8:1:1,属于热失控管理挑战很大的高活性电池。
在长城汽车看来,电池包里包含大量电芯,其中有个别单体发生热失控是不可避免的(或者说各类交通事故诱发热失控是早晚问题),除了做好基础的隔热和冷却工作,还要在限制热量扩散、避免二次引燃等等问题多下功夫。
大禹治水(小学课本插图)
“堵不如疏”,长城汽车向大禹学习治水之道。面对滔滔洪水,大禹从鲧治水的失败中汲取教训,改变了“堵”的办法,对洪水进行疏导。
长城汽车认为,将电池热失控的热量做好疏导工作,就能有效解决电池安全问题。因此,这款电池被命名为“大禹电池”。
NCM811电池在降低动力电池成本方面有着积极作用,有着电池能量密度大的优点。但同时,NCM811电池的缺点是热稳定性较差,安全性一直是个待解决的难题。
这款电池通过搭载多梯次换流系统、快速极冷抑制系统、多级定向排爆系统、灭火盒系统等全新设计,让电池在热失控情况下实现不起火、不爆炸,所排出的烟气温度也控制在100℃左右。
为了测试这款电池的安全性,长城汽车采用了行业内少见的模组中间电芯触发和双电芯连续触发的加热触发方式进行测试。
试验结果为全程无明火爆炸,电池组排出的烟气温度低于 100 摄氏度。
从设计思路来看,大禹电池采用了热源隔断、双向换流、热流分配、定向排爆、高温绝缘、自动灭火、正压阻氧以及智能冷却等理念。据介绍,长城汽车在研发这款电池时,还考虑了电池发生热失控时的排热问题,并且拥有数十项相关的核心专利。
双向换流:一般来说热失控的电芯会首先出现高热,当温度超过一定程度才自燃。而在高温出现时,双向换流设计能够实现将这些热量安全分摊到整个电池包。
换言之,单个电芯热失控产生的热量也许会引燃临近正常的电芯,但这些热量显然远远不够让整个电池包发生同样的危险。
热流分配+定向排爆:假如热失控的源头真的自燃并爆炸,就需要通过泄压并排热来进一步减小损失了。长城介绍,大禹电池在设计时对热失控时的热流、温度、压强等因素做了充分考虑,足以使气火流快速引导并安全排除,同时电池内对高压区域的绝缘措施也将启动,以防万一的起弧风险。
自动灭火,正压阻氧:考虑到体积限制,大禹电池的灭火设计主要采取阻绝助燃物——氧气(或者说外界空气)的思路,通过对定向排爆出口的通道加以特殊设计,保持电池包内部压力始终高于外界大气,从而阻止氧气进入扩大火势。
当然,在上述设计发挥作用的过程中,BMS电池管理系统和云端双重监控,通过温度监控察觉并及时提高热失控局部的冷却效率,配合电池包内部电芯间的隔断设计,有效减小热失控扩散的风险。
长城汽车表示,大禹电池将于 2022 年作为全新一代动力电池,全面应用于长城新能源车型中,并且将为全行业免费开放“大禹电池”的专利。
比亚迪的方案则是放弃三元锂电池,将电池能量密度低一些的磷酸铁锂电池重新设计,取消了模组,单个电池形状呈扁平状的长方体。
自2020年3月29日,比亚迪正式发布了刀片电池,公布其续航里程达到了三元锂电池的同等水平,更顺利通过了动力电池界令人望而生畏的“针刺测试”,刀片电池的知名度大增,关注电动车的消费者都听过它,并对其产生好感和信任。
好感度就源自比亚迪通过刀片电池解决了新能源汽车的电池安全问题,这里的问题是指动力电池的热失控、从而引起电池爆燃的问题。消费者买电动车最担心的就是它发生自燃事故以及其电池的耐久度出问题。
三种动力电池针刺对照测试结果
对比目前主流的纯电动车常用的两种电池,磷酸铁锂材料本身具有放热启动温度高、放热慢、产热少、材料在分解过程中不释放氧气、不易起火这几大优势。而三元锂电池天性热稳定性差、安全性差也是行业公认的事实。
比亚迪董事长王传福在发布会现场
“以安全为本源,才是动力电池产业可持续发展的保证。”比亚迪董事长王传福在发布会谈到,“比亚迪的刀片电池不止是能量体,还是结构件。”
三元锂电池与刀片电池
将磷酸铁锂材料做成长电芯的方案,电池单体形状又长又扁,其厚度不到2cm,宽度约为10cm,长度大于0.6m。它们看起来像是一片片刀片,比亚迪就给予了它“刀片电池”的名字。
刀片电池穿刺试验
从电池的穿刺试验可以看到,刀片电池在5mm直径的钢针穿刺后,电池温度稳定在30-60℃,表面无浓烟无明火,而三元锂电池则会发生剧烈燃烧的现象,表面温度超过500℃,两者的安全性高下立见。
三元锂电池穿刺试验
起火的原因是,在500℃的温度下,磷酸铁锂材料结构都非常稳定,但三元锂材料在200℃左右就会发生分解,且化学反应较剧烈,会释放氧分子,更容易引发热失控。更何况纤薄的刀片电池在穿刺后,电池表面温度也不超过60℃,所以就更谈不上有明火或者爆燃了。
得益于比亚迪通过CTP技术(Cell to Pack),将电芯直接矩阵排列到电池包,实现取消了模组这一步。长电芯的方案能极大提升电芯的成组效率,使得电池包壳体内部的空间利用率大大提升,也进一步保障了其具有足够的刚度与强度。
发布会现场我们还看到了一项新的电池强度测试——46吨重卡碾压测试。经过重卡碾压的刀片电池包完好,无漏液、无冒烟现象,但还能重新装回车上使用,再次刷新大家对刀片电池安全性的认知,刀片电池确实能起到一定的结构加强作用。
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广汽埃安发布弹匣电池,摘除三元锂电池“不安全”标签
近年来,我国新能源市场的发展非常迅速,2020年,国内的新能源 汽车 产销分别完成136.6万辆和136.7万辆,同比分别增长7.5%和10.9%,在各行各业都受到疫情影响的情况下,这样的产销数据足以说明新能源已经是 汽车 行业未来的趋势。
销量越多,就代表着用户越多,作为传统燃油车的接替者,新能源车型势必要将消费者在用车过程中的诸多问题解决,才能成功实现能源变更的过渡阶段。这也就回到了我们老生常谈的话题——动力电池。
动力电池是电动车的核心部件,其化学成分和能量密度直接影响了整车的续航里程和安全性,这也是目前电动车型亟待解决的问题。众所周知,新能源车型的销量和认可度虽然有很大提升,与之对应的确实接二连三的自燃和电池事故,令人触目惊心。
针对这一点,3月10日,广汽埃安发布了新一代动力电池安全技术——弹匣电池系统安全技术(简称“弹匣电池”),行业首次实现了三元锂电池整包针刺不起火,那么我们来看看,为什么说这个弹匣电池可以重新定义三元锂电池安全标准。
在大侠上车之前的文章中曾提到过,三元锂电池液态电解质易燃易爆,使用过程中容易触发热失控,在充放电过程中锂枝晶的生长容易刺破隔膜,引起电池短路,造成安全隐患。而磷酸铁锂电池耐高温的能力明显更强,这也是当下更多企业选择更换电池的原因之一。但在当下两条电池路线并行的情况下,人们既需要足够的安全性,同样也需要车子的高续航,因此三元锂电池的安全技术就成为了行业的共同难题。
据介绍,此次发布的广汽埃安弹匣电池,是一个专门提升动力电池安全性的系统性技术,具备超高耐热稳定的电芯、超强隔热的电池安全舱、极速降温的速冷系统、全时管控的第五代电池管理系统四大核心技术。在此前提下,电芯的耐热温度提高了30%,电池包上壳体能耐温1400 以上,散热面积提升40%,散热效率提升30%,且电池异常时可以急速启动冷却系统降温,是实现了硬件一体化的智能安全技术。
除此之外,为验证广汽埃安弹匣电池的安全性,中国 汽车 技术研究中心首席专家刘仕强博士带领团队对搭载了弹匣电池系统安全技术的三元锂电池整包进行了针刺热扩散试验。结果表明除了短暂冒烟外,没有出现起火和爆炸等危险情况,电池内部结构完好,这是行业内首次将三元锂电池的安全性进行了突破。
广汽埃安弹匣电池的发布,在整个行业看来都是有着向上意义的创举,企业也真正做到了为用户的安全性全面考虑。据悉,今年开始,“弹匣电池”将会在AION全系车型上陆续搭载,我们不妨期待它的到来。