楠木軒

換一個角度解決電池熱失控問題!解密長安深藍 iBC數字電池管家

由 高會雲 發佈於 綜合

【EV視界技術解析】如今,新能源車型已從“幼年”的步履蹣跚,正式邁入了最輝煌的“青壯年”時代。伴隨全球各大車企品牌開始電氣化轉型,新能源車型在市場中所佔比重也就越來越多,逐漸成為了傳統內燃機車的替代者。當然,要繼承這一地位並不容易,首當其衝就是以續航為前提的動力電池技術。

目前,為了提高電動汽車與傳統燃油車的競爭力,所搭載的電池能量密度正在邁向350Wh/kg以上,單次充電行駛里程超過800km!要實現這個目標,很大程度上要取決於高鎳電池的發展。但隨着電池製作工藝中,鎳材料的含量逐步增多,正極材料的穩定性也就隨之下降,如此則會導致熱失控的發生,從而提高了引發電池自燃的風險。

所謂熱失控,導致它誘發的原因包括機械誘因(電池碰撞擠壓、針刺等)和電化學誘因(當電池充電時間太長、經常把電池電量用幹,充電速度過快或者在低温條件下充電等情況,就會造成電池內部短路等問題)。一般來説,電池在放電的過程中,其所產生的“副作用”就是放熱。若散熱條件不好,放熱的“副作用”有可能引起更高温度的超標,當電池達到140℃時,電池橫膈膜開始溶解並會引起電解液燃燒,從而引發熱失控。那麼,我們該如何應對這類問題呢?

此前,車企和動力電池企業對出現熱失控的電池往往採取防護以及封堵的方式,但由於單個電芯儲存的能量很大,如果採用封堵的防護方式,當熱量達到一定程度後,封堵措施失效,將引起該電芯對應的模組温度急劇升高並不可控,從而連累相鄰的模組同樣出現熱失控。因此,現如今的主流車企都採用了“疏通”的辦法,就是在動力電池發生熱失控時,將氣火流按照設計通道安全疏導出電池包外,類似於增加了一道散熱環節,以此來做到電池“不起火”。可是,雖然“疏通”法可以在電池發生熱失控的時候為車內人員起到了保護,但俗話説“防患於未然”,如何做到提前預知熱失控的出現,將危險止步在“襁褓”之中呢?長安深藍就給出了答案。

此前,在長安深藍舉辦的技術分享會上,長安深藍EPA1 平台所採用的 iBC 數字電池管家技術正式亮相。該技術採用優選電芯 +數字化過程控制和車+雲BMS的雙重監控。並且在温控管理方面採用領先的航天級全電池隔熱技術、醇冷高效散熱、瞬態泄壓技術等一系列保障措施,將早期預警與全面防禦做到雙重融合,而這也與我們在市面上常見採用“疏通”法去解決的技術略有不同,那麼它有着怎樣的奧秘呢?

數字預控管理,做好早期預防的幕後軍師

當我們提到電池安全,首先想到的就是對於電芯質量的把控,因為這些關於電動車型的起火事故,很多都與動力電池電芯質量與耐久度相關,因此安全問題不解決,消費者對於電動車型的誤讀將更為加深。長安深藍依託企業強大的供應鏈背景,在電芯選擇上將採用集國際一線動力電池企業的產品,從根基開始就做足安全防範。

當然,一般來説動力電池的安全防護是一個非常複雜的系統工程,只是一味地被動去做防護“加法”來抵禦危險是遠遠不夠的。所以與其做到“待敵出擊”,不如“料敵於先”,對電池防護方面的預判,成為“先敵發現”的最好手段。

在長安深藍的iBC 數字電池管家技術中,採用行業創新的車+雲BMS雙重監控等技術,通過數字化過程控制,基於實驗室和車輛的海量數據來構建事故特徵參數,再結合深度學習算法讓系統模擬掌握動力電池發生熱失控的規律並生成模型,之後在通過大數據算法和實時採集的電池信息,來及時預測車輛的電池熱失控風險併發出預警,將“危險”扼殺在搖籃之中。

數字温控管理,開啓全面防護的定海神針

雖然在“先期預警”方面做足了準備,但是對於電池熱失控的硬防護上,採用全新數字温控管理的iBC 數字電池管家自然不甘落後。

首先,該電池系統採用了航天級全電池隔熱技術,其電池模組之間設置了防火墊設計,將兩個模組電池中間隔開。一般來説,這種具有隔熱阻燃效果的材料須具備阻燃抗老化、導熱係數低,並且在燃燒後不能產生有毒氣體等特點。因此長安深藍採用了航天科技中,太空出艙服中所用到的氣凝膠材質作為防火墊隔熱材料,有效抑制了電池模組之間的熱失控蔓延,為乘員的疏散獲取時間。

另外,如果電池包在出現熱失控的時候,快速的散熱也是緩解危險蔓延的重要機制。目前,現有動力電池的冷卻系統常採用一根進液管、一根出液管及多個冷卻片,冷卻液流過冷卻片的內部空腔對電池包進行冷卻。然而,各個冷卻片相互並聯,設計定型後無法調整流過每個冷卻片的流量,致使高温電芯冷卻速率大打折扣。

長安深藍的iBC 數字電池管家系統,則採用了全新的設計理念,解決了傳統電池液冷散熱不佳的弊端,快速將熱失控所產生的高温帶走,提高了冷卻的速率。除此之外,該電池系統還採用了瞬態泄壓技術,通過電池包中精密設計的氣體流道結構,快速地將熱失控電池模組所噴發出的氣體温度降低並排出電池包,減少熱失控電池模組對其他電池模組的影響,提升電動車的安全性。

不僅如此,iBC 數字電池管家還可以做到定向感壓排温功能,利用大數據實時流處理和分佈式計算技術,實時監控和計算分析電池熱安全相關的特徵表現,利用大數據計算,通過電池單體電壓累計異常判斷策略來實時發現有潛在熱失控風險的電池,並通過加大電池液冷系統的工作效率,起到快速排温的效果。除此之外,iBC 數字電池管家還有超壓密封控制、全域防短路和全時感温報警等技術來保證電池包整體的防護安全,減小因熱失控而帶來的傷害。

綜合而言,長安深藍在iBC數字電池管家技術上,累積申請的專利數已經達到了392項,通過2類數字預控管理技術羣及7類數字温控管理技術羣,確保電芯和總成熱失控的概率接近零,即使單個電芯已產生出熱失控表現,也能有效規避整包的熱失控。而相比於國家“安全逃生”的人身安全標準,長安深藍可進階確保整體的人身財產安全,徹底解決用户安全痛點。

編輯總結:

可以説,為了解決電池安全問題,各個車企可謂絞盡腦汁。如果説之前廣汽埃安和嵐圖汽車相繼發佈了彈匣電池和三無琥珀電池技術,旨在防範電池爆炸及熱失控等難題。那麼長安深藍iBC 數字電池管家技術可以説再一次把動力電池安全推升到全新維度。

通過上述表現我們可以看出,長安深藍結合自身在電池安全方面的研發實力,並通過創新的安全預警防護模式來避免電池包熱失控的發生,將風險扼殺在搖籃之中。目前,長安深藍iBC 數字電池管家技術已運用到最新的長安深藍SL03車型之上,如此將徹底解決用户核心痛點,為車主帶來全新的出行體驗。