北長城/南比亞迪?中國電動車自燃的“新江湖”

北長城/南比亞迪?中國電動車自燃的“新江湖”

關於電動車自燃、安全的話題,一向引人關注。幾乎,如今所有在中國市場有高銷量的電動車,都遭遇過自燃以及相關事件。於是,消費者在關注的同時,也是警惕的。

再根據眼前最新的情況來看,這種警惕,或許要進一步提升一個等級。因為,在新的國標監管之下,儘管有了電動車動力電池發生熱失控,有5分鐘的逃生期硬性需求,但因為涉足之中的企業良莠不齊,既有老年代步車替代者的2-3萬車型,也有拉到100萬元以上的高端車型。

同時,它們的市場佔比進一步提高,2021年,你我身邊新增的新能源汽車銷量在147.9萬台,而且勢頭還在進一步上升。比如,即便在當前芯片荒的大環境下,很多熱門燃油車的提車時間已經拉長到了2個月左右,乘聯會在9月,因為市場熱度的原因,進一步調高了新能源車批發銷量的全年預期,275萬輛。

汽車銷量10%已成新能源,安全會要了車企的命
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275萬台的預期,按照2020年全年銷量來看,比例已超過10%。對於車企和消費者之間的關係來説,目前的決勝點並非是所謂智能化、智能駕駛,而是基礎部分的設計缺陷/結構硬傷等。

一旦產品在基礎層面有相關硬傷,會引發的連鎖反應,要比燃油車時代的“頓挫、燒機油”等等更大。

於是,在電動車自燃事故里,佔比超過30%的動力電池安全話題,在接下來的汽車行業,是新的戰場。

甚至於從比亞迪2020年刀片電池發佈至今,我們可以給到一個初步結論:“誰能同時給出滿足安全、續航均衡的大規模技術,誰就能取得好的銷量表現。”

目前來看,很多車企都在尋求之中的解決方案,比亞迪是刀片電池、埃安是彈匣電池,最近發佈的是嵐圖的雲母/琥珀電池,以及,眼前的長城汽車-大禹電池。

直逼重點,它的不起火不爆炸,是否真實
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“永不起火、永不爆炸”這種flag,會直接讓人關注並推測它的可能性。至於何時揭開答案,要在2022年大禹電池第一次正式裝備在長城汽車高端品牌-沙龍的車型上之後,經過市場考驗才有最終結論。

儘管廠商發佈了8大設計理念,但結合行業技術推進方向來看,長城大禹電池的核心突破主要在於材料、邏輯、模擬這三個大的角度。

8大設計理念分別是,熱源隔斷、高温絕緣、雙向換流、自動滅火、熱流分配、正壓阻氧、定向排爆、智能冷卻。

之中的具體應用,我們不過多的展開,只從材料、邏輯、模擬三個角度來剖析。

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材料部分,大禹電池把隔熱阻熱/抗電流擊穿/抗爆/銅排線的材料做了進一步的提升。這種提升相當於給關鍵部件穿上效果足夠的保護,最終讓單個電芯/多個電芯/模塊等,發生熱失控時,將反應壓制在儘可能低的安全範圍內。

相當於,對熱失控,甕中捉鱉。

翁=在電芯之間佈置長城新開發的雙層複合材料,解決傳統電芯間隔熱但不耐火焰衝擊/耐衝擊隔熱效果卻一般的痛點;在模組之間,用上高温絕熱複合材料,能阻止火焰衝擊和長時間熱傳導;電池包上的銅排線,用新材料和新設計,進行更高的絕緣/耐高温處理,去應對高壓電弧擊穿金屬箱體。

儘管沒有公佈相應的準確數據和標準,不過從大禹電池所給到相應話術來看,“高於行業相關温度/耐熱標準”,和公佈的測試視頻來看,沒有火焰蔓延、電弧擊穿。

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邏輯部分,比材料層面的思考更深入。邏輯部分,是當電池包內的單個電芯/多個電芯發生熱失控時,通過上述材料的相關應用,對各組件進行合理保護,把傳統熱失控的傷害壓到合理安全的低點。之後,把熱失控的能量爆發所稀釋/處理,才是邏輯方面的重點。失控能量的處理,也要合理。

挑一些關鍵點來説,當單個電芯/多個電芯發生熱失控時,排出方形電芯時的温度在100攝氏度左右,處於安全温度。再通過電池包內專門設置的換流通道,通過BMS的檢測,讓電池包內相關的導流、分流、換流設計生效,最終讓氣火流進入滅火通道,最終排出。

字面意義上很好理解,就是電芯發生熱失控劇烈反應後,通過對能量爆發的抑制,讓其排出方形電芯時進入安全温域,再通過滅火通道將其排出,最終實現不起火/不爆炸的效果。

當然了,這之中的很多細節點頗為工科,比如蜂窩狀的定向排爆出口究竟應用了什麼材料,又通過哪些技術阻斷外界氧氣進入電池包發生二次燃燒,以及智能調節冷卻系統的開閉時間、流速、流量等究竟是否有效等。消費者和汽車媒體是解不開答案的,站在非實驗/非工程角度來看,答案只能交給時間。

最終實現這一切的,則是大禹電池落地的核心,模擬。

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可以這麼説,長城的新解決方案是夠精準的,它把動力電池發展至今關於熱失控的原因和可能原因,全都彙總到一塊,然後通過對數字模型的建立,去模擬相關解決方案下各種場景是否能達到自己想要的結果。搞定了相應技術難點之後,再進入電池包的實體測試階段,於是有了我們所看到的視頻,“在中央電芯之間進行針刺及加熱,引發擴散型熱失控,最終沒有出現明火以及爆炸”。

北長城/南比亞迪,此話怎講?

關於大禹電池的技術細節和思路,細分剖析之後,能看到其合理性和技術難點。難點在於,整套系統的防禦閾值在哪,整個電池包的熱失控有沒有可能突破防禦體系。

關於這個問題,技術人員給我們的答覆是“這套技術的設計理念是,破壞性熱失控的防禦,並非只做了單電芯/多電芯的熱失控考慮,而是大量電芯失控時仍有能力控制。”

北長城/南比亞迪?中國電動車自燃的“新江湖”

然後還有另外一個重點,這一次的大禹電池還有一個思考,它直接用NCM811這個相對敏感的電芯與電池安全技術相融合。之所以説敏感,是因為寧德時代推出了NCM811之後,能量密度和電池性能都得到了很大提升,但相應的安全性,卻遭受了挑戰。因為產品特性的原因,NCM811電池熱失控的速度過於快/過於劇烈,對於汽車企業來説,沒有好的解決方案,同時寧德時代也沒有。

最終,隨着國家要求能量密度和安全要均衡的政策下發,NCM811遇冷。但,對於長城汽車來説,它能用大禹電池搞定了811,那5系/6系電池,磷酸鐵鋰電池,無鈷電池就可以各種靈活操作了。長城自身的設計理念也是如此,儘管我們如今並不知道它未來是否能有傳統燃油車製造領域大眾MQB那樣的從A0級到C級的全覆蓋能力,但它的解決方案確實在初衷上就考慮了兼容性,從圓柱電池到方形電芯再到未來疊片電池的可能性,從磷酸鐵鋰到無鈷電池再到高鎳電池。

至於為何要説北長城/南比亞迪這種觀點,因為從目前行業之中為數不多的相關解決方案來看,同時能進行大規模產品邏輯+成本控制+效果不錯的解決方案,本質上只有刀片電池、大禹電池兩種。當然,後續這瞭解決方案預計會進一步增加,動力電池的新格局也會有所形成。

寫在最後:

給一切做個小小的總結,大禹電池的實際效果,需要經歷市場的檢驗。從技術角度來看,這套解決方案的能力是不錯的,但最終進入量產裝車時,還要進一步考量裝配工藝、材料准入等諸多的環節,最終中長期才能有明確答案。

從目前的行業和技術來看,比亞迪從設計/結構/工藝等諸多層面入手,提升了磷酸鐵鋰電池的很多短板,最終提供給行業覆蓋多種尺寸和結構車型的刀片電池;長城的大禹電池也有相同的思考,也有較為充沛的設計兼容能力。

所以最終,只等量產與市場考驗,即可。

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