鉅大LARGE | 點擊量：454次 | 2023年01月06日
極端情況下電池不冒煙 嵐圖電池安全技術(shù)大揭秘
作為自主品牌的龍頭公司之一，東風(fēng)汽車集團在2020年正式公布了旗下新能源高端品牌嵐圖。其中，嵐圖品牌旗下首款量產(chǎn)車型嵐圖FREE，即將于2021年第三季度正式交付。隨著推出時間的臨近，嵐圖FREE的詳細技術(shù)細節(jié)信息也得以正式公開。
近日，嵐圖汽車舉辦了三元鋰電池安全技術(shù)分享會，首次向公眾展示了嵐圖FREE（純電版）的電池包、車體結(jié)構(gòu)以及電氣系統(tǒng)的安全技術(shù)和安全測試信息。
嵐圖FREE純電版采用三元鋰電池，其物理特性擁有能量密度高、低溫性能好以及倍率特性好等特點。但相應(yīng)的，由于三元鋰電池電化學(xué)活性高，相較于磷酸鐵鋰電池有著更高的安全防護及熱管理要求，想要在高性能和高安全上達到平衡，對電池技術(shù)和研發(fā)有著極大挑戰(zhàn)，也是行業(yè)公認痛點。
為攻克這一行業(yè)難題，嵐圖針對電池和電氣系統(tǒng)安全性投入了巨大研發(fā)力量，并在量產(chǎn)電池中實現(xiàn)了三大技術(shù)優(yōu)勢，其中包括三維隔熱墻技術(shù)、BMS獨創(chuàng)電池安全監(jiān)測和預(yù)警模型以及高安全電池PACK方法。
三維隔熱墻技術(shù)
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
眾所周知，動力鋰電池包內(nèi)部是由數(shù)量眾多的電芯單體組成的。在極端情況下，單個電芯發(fā)生熱失控后很可能會波及周圍電芯，從而引發(fā)連鎖反應(yīng)，造成整個電池包冒煙甚至起火爆炸。為了解決這一難題，嵐圖FREE的電池包應(yīng)用了行業(yè)首創(chuàng)的三維隔熱墻技術(shù)。
當某個電芯單體發(fā)生熱失控，三維隔熱墻可以確保其釋放的能量最小化，防止波及到周圍其他電芯，進而防止電池包系統(tǒng)發(fā)生熱失控。在電芯頂部，還額外布置有耐超過1000℃高溫的隔熱阻燃層，對乘員艙安全嚴加防護。
另一方面，隔熱阻燃防護層還要考慮電池散熱問題。在這方面，嵐圖FREE采用了小體積電芯，在散熱性能方面具有先天優(yōu)勢。同時，每一個電芯的底部都和高效液冷系統(tǒng)接觸，以保持電池包擁有穩(wěn)定的散熱能力。
高安全電池PACK方法
實際上，無論是新能源車型還是傳統(tǒng)燃油車型，車身的安全結(jié)構(gòu)都是十分重要的技術(shù)。合理的前、后車身吸能結(jié)構(gòu)和剛強度乘員艙結(jié)構(gòu)，都是共通的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)技術(shù)。但和傳統(tǒng)燃油車相比，新能源車型電池系統(tǒng)所面對的最大威脅通常來自車身側(cè)面。
因此，嵐圖FREE的B柱結(jié)構(gòu)，采用了TRB工藝的1500Mpa超高強度鋼材；在車門門檻位置，用了雙層結(jié)構(gòu)的1500MPa超高強度熱成型鋼；前后車門內(nèi)部，還采用了2000MPa熱成型鋼制成車門防撞梁。這些結(jié)構(gòu)，為嵐圖FREE構(gòu)筑了第一道安全防線。
在電池包內(nèi)部，通過貫穿整個電池包的橫、縱交織立體結(jié)構(gòu)，將來自外界的碰撞能量充分地分解和吸收，保護內(nèi)部電芯免遭碰撞力的傷害。
作為最后一道物理防線，嵐圖FREE的電池包采用帶有鋁合金殼體的圓柱電芯，雙極均設(shè)置有防爆閥，當撞擊侵入電池包造成高壓回路短路時，電池雙極雙保險打開，確保電池不起火、不爆炸。
BMS云端衛(wèi)士獨創(chuàng)電池安全監(jiān)測和預(yù)警模型
除了硬件層面的主、被動安全技術(shù)，嵐圖FREE還在軟件層面進行了創(chuàng)新。BMS作為新能源車型的軟件核心，對電池性能、熱管理以及充放電都起著決定性用途，這其中自然也包含了安全性能。
在原有溫度電壓預(yù)警基礎(chǔ)上，嵐圖FREE搭建了精確的電池安全監(jiān)測和預(yù)警大數(shù)據(jù)模型，基于不同使用場景（例如平原和山區(qū)、南北方溫度和濕度、高低海拔晝夜溫差等），追蹤每一臺車、每一塊電池的使用數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)通過云端大數(shù)據(jù)庫和監(jiān)測數(shù)據(jù)的比較，對電池進行診斷、預(yù)警和壽命監(jiān)測等，當系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)電池監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，通過云端APP推送及車輛的預(yù)警系統(tǒng)，對用戶提前預(yù)警。同時，系統(tǒng)通過高靈敏度溫度探測傳感器，實時監(jiān)測每一個電池的溫度，借助高效液冷系統(tǒng)，無論冬夏始終保障電池包在高效率溫度區(qū)間。
此前，嵐圖FREE通過了中汽中心動力鋰電池安全檢測，在電池包熱失控觸發(fā)并發(fā)出熱事件報警信號后，電池不冒煙、不起火、不爆炸。通過一系列周全的安全防護設(shè)計和技術(shù)應(yīng)用，嵐圖FREE搭載的電池包，實現(xiàn)了目前國內(nèi)首個拿到不冒煙成績的三元鋰電池。
在中汽研按照新國標要求進行的熱擴散試驗中，嵐圖FREE采用的電池包在100%SoC狀態(tài)下、正常工作溫度下開始測試，電池包內(nèi)被隨機選擇的某電芯單體，通過加熱裝置加熱到300℃，至發(fā)生熱失控。
試驗觸發(fā)熱失控后5分鐘，嵐圖FREE的電池包系統(tǒng)未出現(xiàn)冒煙、起火、爆炸現(xiàn)象（國標要求：5分鐘不起火）；試驗過程中，電芯單體達到的最高溫度約300℃，并在10分鐘后降至50℃；整個電池包外殼完整，拆開外殼后，僅試驗電芯受損，周圍電芯未受到波及；試驗后的電池包被靜置觀察50天后仍維持不冒煙、不起火、不爆炸狀態(tài)。
全文總結(jié)嚴苛安全標準構(gòu)筑成功第一步
從技術(shù)和試驗結(jié)果看，嵐圖FREE搭載的電池在安全性能方面達到了行業(yè)領(lǐng)先水準。作為嵐圖品牌面向市場投放的首款量產(chǎn)車型，嵐圖FREE所擁有的高標準安全技術(shù)和嚴苛的安全測試，為其獲得市場成功奠定了良好基礎(chǔ)。實際上，無論是普通品牌還是高端品牌，汽車產(chǎn)品的安全性一直是用戶最為關(guān)注的領(lǐng)域。而通過此次技術(shù)分享，嵐圖FREE在電池安全技術(shù)領(lǐng)域的突破和取得的成績，也讓我們看到了這個年輕新能源高端品牌的希望。
