楠木軒

廣汽埃安電池針刺測試不起火,可信麼?

由 宗政從蓉 發佈於 科技

​你有想過把汽車技術用武器命名嗎?廣汽埃安滿足了男人的夢想。他們發佈的彈匣電池系統安全技術近期引起了不小轟動,並且頗有叫板“刀片電池”的意思,行業首次實現三元鋰電池整包針刺不起火的考驗。

大概是因為廣汽埃安此前一些虛標的黑歷史,大家對此半信半疑,這套電池安全系統有何玄機,是應該好好討論一番。

如果很酷的名字能讓大家對電池安全有更高關注度,未嘗不可。當然出挑的名字必然要承受更大的質疑,但一些網友攻擊命名,用上“擔心炸膛,此乃殺人武器”,大可不必。

彈匣電池和常見電池模組結構有哪些不同?

彈匣電池的由來,是因為將電芯置於安全艙時,型似“彈匣”。這裏的安全艙,其實就是一塊模組。

大家首先會問了,何為電芯、何為模組?

業內關注度最大,也是剛剛才正式推行的強制性國標GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》有專業解釋,電芯是“將化學能與電能進行相互轉換的基本單元裝置”。

理解這種概念對小白還是很吃力的,你可以理解迷你四驅車用的5號電池就是一個電芯。要説明的是,電芯的形狀是沒有強制要求的,像廣汽埃安用的就是方形電池,它的好處是能節省空間,方便結構佈置。

所謂模組,是“將一個以上電芯按照串聯、並聯或串並聯方式組合,並作為電源使用的組合體”,意思是説,幾節5號電池拼接在一起,這個電池單元就是模組了。從下圖可以看出,廣汽埃安用數十個電芯組成了一個模組。

我們知道電池包是有數個模組組成,對比下來,比亞迪的刀片電池可以説是一塊超大尺寸的電芯,因為它是直接固定在電池包殼體上,其實沒有模組的概念了。

那它與常見的電池電芯、模組結構有哪些不同呢?簡單説,可以歸納為以下幾點。

1.現在的電池電芯有朝着扁平、長直的方向發展,肥大的圓柱形電池無法做到嚴絲合縫地拼接,空間利用率不夠好,歡迎程度在下降。

2.模組結構中,現在主流的思路是輕量化,電芯之間的隔熱層儘可能做薄。尚不清楚過廣汽埃安所用的網狀納米孔隔熱材料有多厚,如果是圖示的比例,那肯定是屬於很厚的一類了。

從介紹看,這塊隔熱材料有很好的隔熱能力,但不可避免的會增加厚度和重量。我個人認為安全是放在第一位,當然在適當範圍內將電池體積和重量加以控制是最好。

對比下來,彈匣電池的結構佈置和通用汽車使用的“三明治結構”類似,芯與電芯之間加入泡棉進行隔絕散熱。

不過如果真要對比高低,通用汽車使用的還要更高級一些,因為他們使用的是片層液冷技術,每兩個電芯之間都夾有帶毛細液冷管道的導熱片,厚度僅為0.2毫米,而彈匣電池的冷卻系統是放在方形電芯的窄面,散熱面積要小很多。

夏天吹空調想要快速給身體降温,肯定是正面對着空調口降温快,如果側着身,與冷風的接觸面積小了,散熱自然就沒那麼快了。

總之,從結構設計來説,彈匣電池其實沒有特別大的新意。其實“彈匣電池”的概念也不是廣汽埃安首創,像湖北久之洋紅外系統股份有限公司申請過“一種彈匣式密封電池倉”專利,説明2018年就有類似命名了。

其實這種命名模式還有很多,比如廣州道動新能源有限公司在2016年申請過“一種彈匣式換電池系統”專利、蘇州麥喆思科電子有限公司在2017年申請過“一種電控機械驅動彈匣式乾電池自切換供電裝置”專利

彈匣電池安全防護實現突破?

當然,我們也能理解這種命名噱頭居多,作用是能吸引更多人關注討論。彈匣電池最大的亮點是實現三元鋰電池整包針刺不起火,這個應該誇總沒錯吧?

確實,這個表現是可喜的。雖然有網友質疑,稱這項測試按照推薦性國標GB/T 31485-2015所規定測試的樣品是電池電芯/模組。比如此前比亞迪的刀片電池測試,就是用電芯做的測試,當然,比亞迪的一塊電芯尺寸堪比一塊模組了。這麼説,彈匣電池針刺測試和傳統的針刺測試結果不能完全對標。

這麼説有一定道理,但我覺得大家沒有必要糾結這一點,其實説廣汽是針對最新的強制性國標GB 38031-2020所要求的熱擴散測試更加準確。要説他們有什麼成就,其實在GB38031-2020實施後,為了規避風險,NCM車型選擇的熱擴散觸發方式基本都是加熱觸發,選擇針刺觸發方式廣汽是第一家。

熱失控的引發機制有兩種,針刺、加熱觸發。對電池來説,隔膜的性能指標是影響單體電池內部短路的重要因素。當電池內部有金屬異物,很容易刺破隔膜層使得正負極接觸短路。

所以我們再回到測試本身,根據測試結果看,“網狀納米孔隔熱材料”防止了被刺的電芯將熱擴散到相鄰電芯,它就好比一道防火牆,把火勢隔絕在一個房間內,這種隔熱設計應該點贊。

電池正負極在內部短路時被導通,電壓瞬間下降,電流超過正常值數倍甚至10倍以上,內阻消耗能量產生的熱量,使電池温度迅速升高,導致隔膜融化,短路面積擴大,最終起火爆炸。

不過講真,這時候我們再説“針刺測試”就不太合適了,就好比阻止房間起火與房間起火不蔓延,熱擴散測試和熱失控測試顯然是兩個不同的概念。

當然,就電池材料技術本身,彈匣電池其實也是有可以宣傳的點。有消息稱,它使用的是中航鋰電的電池。

中航鋰電比較有看點的一款是採用NCM+LMFP複合正極材料的電池,NCM+LMFP的共混量有比較高的能量密度、較長的循環和較好的穩定性,它與純NCM或NCM+錳酸鋰相比,熱穩定性更好,不清楚本次使用的電池是否搭載此技術。

AL頻道小結

大家發現了嗎?不知不覺,市場的風向變了。兩三年前,關於汽車動力電池,我們最關心的是續航里程怎麼樣,不少汽車小白還因此學會了“能量密度”這個專業詞彙。

我們可以這麼總結下,彈匣電池安全系統不是純粹的結構優化,也不是簡單的增加隔熱,它具備超高耐熱穩定電芯、超強隔熱電池安全艙、極速降温三維速冷系統、全時管控第五代電池管理系統。

就整套系統的組成來説,還是很完備的,它的建設理念很符合現在鋰電池安全測試的標準要求。所以廣汽説它是“從電芯本徵安全提升、到被動安全強化、再到軟件主動防控的一整套安全技術”沒有誇大,只是這名字,應該會招來一些人吐槽兩句。

本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。