[本站 新能源]3月10日,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(以下简称“弹匣电池”),以将电池置于形似弹匣的安全舱内而得名。这一技术从电芯材料、电池结构、冷却系统和电池管理系统四个纬度,提升了动力电池的安全性,在整包针刺试验中并未出现起火和爆炸现象。据悉,弹匣电池技术可以应用于磷酸铁锂和三元锂两种材料的电池包中,搭载这一技术的动力电池将于今年开始在AION全系车型上陆续搭载。

广汽埃安发布弹匣电池系统安全技术-汽车氪

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弹匣电池是怎样提升电池安全性的

电池的起火爆炸往往是由电芯内部短路发热,进而引发热失控并蔓延至整个电池包所造成的。弹匣电池就针对了这一问题,对电芯材料、电池包结构和电池管理系统进行了优化,以系统性的方案来解决动力电池的安全性问题。通过对冷却系统、电芯设计、整包布置等方面进行全面优化,弹匣电池在提升安全性的同时,也并没有牺牲续航或提高成本。广汽埃安官方表示,搭载弹匣电池技术的电池包,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%。

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在电芯的安全方面,弹匣电池在电芯正极使用了纳米级包覆及掺杂技术,在保证高镍正极活性的同时,进一步提升了电芯的热稳定性。并在电解液中增加了两种新型的添加剂,能够分别实现隔膜自修复、降低热失控反应产热的功能。根据广汽埃安官方发布的信息,这些新技术的应用,使电芯的耐热温度提升了30%,提高了电芯抵御热失控的能力。

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如果电芯已经发生了热失控或者过热的现象,那么就需要通过电池的结构设计来控制热失控的蔓延。弹匣电池技术采用了网状纳米孔隔热材料和耐高温上壳体,以隔绝热量的传导,避免了电芯的热失控殃及周围其他电芯甚至蔓延到整个电池包。同时,全新设计的全贴合液冷系统也让弹匣电池具备了更高的散热面积和散热效率,对电芯的温度控制更加及时有效,可以显著降低热失控后的电芯温度和造成的破坏程度。

广汽埃安发布弹匣电池系统安全技术-汽车氪

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在对电池状态的监管上,弹匣电池搭载了广汽埃安的第五代电池管理系统,可实现每秒10次、24小时不间断的数据采集,实时监测电池包的健康状态,可以说做到了防患于“未燃”。而在发现异常时,还能立即启动电池速冷系统为电池降温进行“自救”。

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什么是针刺热扩散测试?弹匣电池在测试中表现如何?

在发布会上,广汽埃安还通过针刺热扩散测试,对采用弹匣电池技术的三元锂电池包进行了安全性验证。测试中采用了8mm直径的钢针,并将电池包充至满电状态。钢针越粗,电芯内部短路越严重,能量越满,热失控的情况越剧烈。通过将钢针刺入电池包内部,造成电池内部短路,进而促发电池热失控,可以对电池包的安全性进行实际的检验。

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试验中虽然电芯单体的最高温度达到了686.7℃,但搭载弹匣电池技术的三元锂电池包在发出热事故信号后的5分钟后仅出现了短暂的冒烟,并未发生起火和爆炸现象,满足了GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》对电池单体发生热失控后5分钟内不能起火爆炸的要求,为乘员预留出了逃生时间。在静置48小时后,被刺电芯的电压已经降至了0V,温度也恢复至室温。此时再打开电池包观察,内部的结构依旧保持完好,仅有被刺电芯模块出现了热失控现象,没有蔓延到其他电芯。由此可见,弹匣电池技术对于热失控的范围和危害程度,起到了明显的抑制作用。

广汽埃安发布弹匣电池系统安全技术-汽车氪

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『针刺热扩散测试图片』

编辑点评:

“自燃”可以说是电动车在续航、补能之外的一大命门,尤其是在追求长续航的过程中,随着电池比能量的提升也带来了材料热稳定性的下降,增加了电池的安全风险。而随着弹匣电池技术的推出,电池的安全解决方案也将更加系统化,为新能源汽车的用户带来更加安全的出行体验。