极端条件电池起火爆炸?❓❓岚图FREE:不存在的

小青爱吃草2021-09-19  95

[爱卡汽车 新能源原创]

“北京第三区交通委提醒您:道路千万条,安全第一条,行车不规范,亲人两行泪”。电影《流浪地球》✨的热播,一度让这句台词红遍朋友圈。毫无疑问,驾驶员是平安出行的核心因素,但它并非全部,车辆自身素质同样重要。撇开主观变量,汽车安全需要硬实力的支持,牵扯到工程设计的方方面面。而在新能源领域,电池安全显然是广受关注的话题。

前些年,电池安全事故频频发生,“起火”“自燃”甚至“爆炸”字样不时见诸报端。久而久之,消费者难免对新能源车产生顾虑。在续航逐渐加码的背景下,电池安全应当如何保障?❓❓日前,爱卡汽车受邀走进中汽中心实验室,见证了岚图汽车的电池安全测试。

电池技术发展多年,为什么总会发生起火事故?❓❓电池可被看作一种能量包,基于电化学原理实现化学能和电能的相互转化,从而储存或释放能量。想要“收纳”更多电能,就要在电化学问题上做文章,例如使用更活泼的电极材料。一定程度上,化学性质活泼意味着相对不易控,这就好比后驱性能车虽然好玩,但驾驶难度也更高。

没有绝对的万无一失,只有相对的安全稳定。电芯生产一致性是全行业共同面对的问题,也是电池安全的绊脚石。目前,行业主流水平达到了PPM量级,即电池单体安全失效率为百万分之一。PPM究竟是什么概念?❓❓假设每台电动车装有100颗电芯,那么平均每1万辆车中,就会有1辆遭遇电芯安全失效。坦白地讲,这一数字不容乐观,也充分说明了电池安全面临的挑战。

本不富裕的家庭,绝不能雪上加霜。为此,各大车企使出浑身解数,提升电池安全性能。对于锂离子电池来说,热失控的原因无外乎内部短路、过充(过压)⭐和高温。为了改善电池安全,研发人员通常从以下方面着手:

1.化整为零:将电芯与电芯分隔开,避免单个电芯热失控演变为链式反应;

2.结构安全:优化车身和电池结构设计,以物理安全促进化学安全;

3.电池管理:提升软件能力,优化电池控制,把危险扼杀在摇篮里。

岚图FREE基于ESSA原生智能电动架构打造,其中“E”代表electric(电动)⭐,两个“S”分别代表smart(智慧)⭐和secure(安全)⭐,“A”代表architecture(架构)⭐。把“安全”写进平台名称中,这在汽车行业并不多见。打造智能电动品牌,老牌车企的确有着自己的坚守。

在岚图汽车,研发团队为电池安全做了什么?❓❓据岚图汽车新能源技术总黄敏博士介绍,岚图汽车坚持自主研发电池安全技术,开发了一套主/被动安全综合技术解决方案,具体包括“三维隔热墙”技术、PACK五层安全防护和岚图专属云BMS。

现阶段,岚图汽车拥有“琥珀”和“云母”两套电池系统。“琥珀”电池应用于岚图FREE纯电版,该车采用三星SDI提供的2170铝壳圆柱电芯。“云母”电池应用于岚图FREE增程版,三元锂电池与1.5T增程器配合,实现了860km的NEDC续航里程。

既然热失控危害大,那就要防微杜渐,避免多米诺骨牌效应。为此,岚图开发了行业首创的“三维隔热墙”技术。每个电芯都被全方位包裹,三维隔热墙将电芯与电芯分隔开来,形成了高效的隔热阻燃绝缘防护层。简单理解,三维隔热层为每个电芯量身定制了独立安全仓,即便单个电芯起火,也不会波及周围电芯。

被动安全防护方面,岚图采用PACK(电池包)⭐五层安全防护,包括定制化开发车身防护、高强框架、压力传递、形变吸能和电芯双保险。岚图FREE在车身关键部位应用了大量1500Mpa超高强度钢材和2000Mpa热成型钢,提升车身防护能力。电池包外壳采用高强铝合金框架、带多条加强筋的特殊设计,提升电池包结构强度。在电池包内部,岚图设计了加强梁(两横一纵)⭐,用来分解和吸收外界碰撞能量,使电芯免遭伤害。

此外,岚图还为电池包预留了超过30mm的形变吸能空间。假如车辆遇到猛烈撞击,高效的形变吸能设计可防止电芯遭受损伤,尽可能降低热失控风险。防爆阀和熔断装置是最后一道“结构保险”。若有极端的撞击侵入(例如针刺)⭐,电芯发生短路或电芯内压力增加,双保险机制能够立即切断电池内短路回路,释放额外压力,确保电池不起火、不爆炸。

一般而言,传统车端BMS(电池管理系统)⭐只能提供单车数据计算和3-5天的短期信息存储。岚图云BMS则可以同时在线服务数以百万计的车辆,实现了1秒内响应95%的请求,并能对PB级别数据进行分析和永久存储,数据可靠性达99.99%。

岚图云BMS配有深度神经网络算法模型,可根据电池的历史运行工况和故障情况,探测故障隐患,实现关键故障提前预测。官方表示,这套系统可以提前2小时预测冒烟、起火、爆炸等关键故障,提前一周预警电池内短路、欠压等故障。

道路千万条 安全第一条

电池包安全与否,纸上谈兵是不够的,实践检验后方能见分晓。为此,岚图汽车携手中国汽车技术研究中心(中汽中心)⭐举办了电池安全测试,在实验室中验证岚图FREE电池系统的安全性。此次测试样品为岚图FREE纯电版的“琥珀”电池系统,该版本采用2170 NCA圆柱电芯,电池容量为88kWh。

目前,国际上电动汽车电池安全测试标准共计20余项,岚图汽车在此基础上增加了60大项,形成了80大项、150小项的严苛测试体系。在中汽中心实验室,工程师现场演示了挤压测试、模拟碰撞测试和高温淋水测试。

挤压测试中,测试台架通过半径75mm的刚性半圆柱体,以200kN(国标要求为100kN)⭐的力挤压电池包,挤压时间保持10分钟。10分钟的挤压结束后,继续观察1小时,方可完成测试。实际测试中,岚图FREE的电池包仅框架边缘出现小幅形变,电池包本体未受到影响,起火、爆炸更是无从谈起。

模拟碰撞测试相对复杂。测试中,使用活塞以50g/60毫秒(国标最大值为28g/60毫秒)⭐的加速度G值撞击电池包,随后观察2小时,模拟整车碰撞产生的加速度场景。模拟碰撞测试中,电池包无泄漏,外壳无破裂,没有出现起火或爆炸现象;绝缘电阻不小于100Ω/V。

高温淋水测试是为了模拟高温高压洗车场景。使用75-85℃、10MPa的高温高压水流冲击电池包接插件及各个密封面,淋水时间共3分钟,完成后拆开电池包检查。经过测试,电池系统未进水,电池包无起火、无爆炸。岚图FREE达到了IPX9K防水等级,这是新国标的最高等级。

前不久,某款中国品牌纯电动车在碰撞测试后的48小时内,发生了自燃起火现象。据涉事方分析,起火原因疑似冷却液泄露造成线路短路,并引起相关部件燃烧。值得一提的是,岚图汽车冷却液泄露实验标准远高于新国标。实验中,电池包以30度角度倾斜,这是为了让水冷板的所有冷却液进入电池包并充分流动。在如此苛刻的条件下,岚图FREE电池包依然不会出现起火、爆炸。

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