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實驗背景:
新能源汽車已經成為新時代發展的關鍵途徑,而近年來車輛自燃、起火事件的接連爆出,牽動着很多新能源車主的內心。歸根結底,電池安全已經成為上述事件的主要導火索。
高鎳三元鋰電池與磷酸電池作為新能源電池的兩大陣營,爭端與議論從來沒有終止過。到底誰更安全?已經成為新能源汽車關注者最為關心的問題,這也就是本次實驗的背景。
測試車型信息:
本次實驗選擇的標準是市面上銷量最高的兩款新能源車型,他們也代表了動力電池的兩個不同的應用方向:高鎳三元鋰電池和比亞迪刀片電池。
本次實驗車輛均為牛車網自費購買,為保證實驗具有代表意義,本次實驗選取的車型為比亞迪漢EV(四驅高性能版)和特斯拉Model 3(標準續航後驅版)。
實驗場地:
為保證實驗的準確性與整個實驗的安全性,本次選取的實驗場地為具有國家資質的電池實驗室,也是國內領先的汽車動力電池產品技術基地。
注:此類實驗具有一定的危險性,請勿在非專業場地、非專業人員的指導下私自進行實驗。
實驗材料:
高鎳三元鋰電池單體(來源於特斯拉Model 3)、刀片電池單體(來源於比亞迪漢EV)。
實驗前提條件:
為保證實驗效果,充分展現電池極限條件下的性能,在實驗開始前,分別將兩種類型電池進行充電,確保測試電池為滿電狀態。
一、擠壓實驗
實驗目的:
模擬車輛碰撞環境,當電池受到物理外力的情況下發生形變。通過擠壓實驗以檢測此時電池的穩定和安全性。
實驗紀實:
在擠壓測試中,左側為特斯拉Model 3高鎳三元鋰電池單體,右側為比亞迪漢刀片電池,擠壓測試開始的瞬間,左側高鎳三元鋰電池單體發生燃爆;而右側比亞迪漢刀片電池受壓冒出白色的煙霧。
直至實驗結束,左側特斯拉Model 3採用的21700電池則已經燃燒完畢,燃燒火勢猛、燃燒速度快,而右側的比亞迪刀片電池單體並未出現起火等現象。
實驗結果:
高鎳三元鋰電池單體:出現熱失控情況,並伴有劇烈燃爆。
刀片電池單體:出現冒煙情況,但無明火產生。
二、穿刺實驗
模擬電池在因過充、異物侵入等情況引發的內部短路時的安全性。
電池組測試最為嚴苛的“針刺”項目中,鋼針以恆定速度刺入瞬間特斯拉Model 3的21700電池組瞬間冒出火星,並在極短時間內起火燃燒。而右側的比亞迪漢的刀片電池組則直至實驗結束也並未出現起火燃燒等現象。
刀片電池單體:無起火現象,也無名煙產生。
三、爐温實驗
模擬電池在高温環境中的穩定性與安全性。
電池單體被加熱後,比亞迪的刀片電池單體緩慢發生膨脹,負極泄爆口打開;特斯拉的高鎳三元鋰電池單體則是在幾秒後,從正極泄爆口發生起火燃爆現象。
高鎳三元鋰電池單體:出現熱失控情況,並伴有劇烈爆燃。
刀片電池單體:無起火現象,也無爆炸情況產生。
#實驗總結
上述三種實驗所模擬的場景都很大程度上還原了,高鎳三元鋰電池與刀片電池在面對不同類型的挑戰時,所展現出的真實狀態。
倘若將實驗落地成現實,車輛出現高強度的碰撞,導致電池包受損,想必誰也不希望看到車輛自燃的情況吧?換句話説,瞬間的燃爆將大大削減車內人員的逃生時間,從而導致危險。所以,從本次實驗的測試結果來看,刀片電池在面對極端條件下的表現是要比高鎳三元鋰電池更突出的。