極端情況下電池不冒煙 嵐圖電池安全技術大揭秘

作為自主品牌的龍頭企業之一，東風汽車集團在2020年正式公佈了旗下新能源高端品牌嵐圖。其中，嵐圖品牌旗下首款量產車型——嵐圖FREE，即將於2021年第三季度正式交付。隨着推出時間的臨近，嵐圖FREE的詳細技術細節信息也得以正式公開。

近日，嵐圖汽車舉辦了三元鋰離子電池安全技術分享會，首次向公眾展示了嵐圖FREE（純電版）的電池包、車體結構以及電氣系統的安全技術和安全測試信息。

嵐圖FREE純電版採用三元鋰離子電池，其物理特性擁有能量密度高、低温性能好以及倍率特性好等特點。但相應的，由於三元鋰離子電池電化學活性高，相較於磷酸鐵鋰電池有着更高的安全防護及熱管理要求，想要在高性能和高安全上達到平衡，對電池技術和研發有着極大挑戰，也是行業公認痛點。

為攻克這一行業難題，嵐圖針對電池和電氣系統安全性投入了巨大研發力量，並在量產電池中實現了三大技術優勢，其中包括“三維隔熱牆”技術、BMS獨創電池安全監測和預警模型以及高安全電池PACK方案。

- “三維隔熱牆”技術

眾所周知，動力電池包內部是由數量眾多的電芯單體組成的。在極端情況下，單個電芯發生熱失控後很可能會波及周圍電芯，從而引發連鎖反應，造成整個電池包冒煙甚至起火爆炸。為了解決這一難題，嵐圖FREE的電池包應用了行業首創的“三維隔熱牆”技術。

當某個電芯單體發生熱失控，“三維隔熱牆”可以確保其釋放的能量最小化，避免波及到周圍其他電芯，進而防止電池包系統發生熱失控。在電芯頂部，還額外佈置有耐超過1000℃高温的隔熱阻燃層，對乘員艙安全嚴加防護。

另一方面，隔熱阻燃防護層還需要考慮電池散熱問題。在這方面，嵐圖FREE採用了小體積電芯，在散熱性能方面具有先天優勢。同時，每一個電芯的底部都與高效液冷系統接觸，以保持電池包擁有穩定的散熱能力。

- 高安全電池PACK方案

實際上，無論是新能源車型還是傳統燃油車型，車身的安全結構都是十分重要的技術。合理的前、後車身吸能結構和剛強度乘員艙結構，都是共通的基礎結構技術。但與傳統燃油車相比，新能源車型電池系統所面臨的最大威脅通常來自車身側面。

因此，嵐圖FREE的B柱結構，採用了TRB工藝的1500Mpa超高強度鋼材；在車門門檻位置，用了雙層結構的1500MPa超高強度熱成型鋼；前後車門內部，還採用了2000MPa熱成型鋼製成車門防撞梁。這些結構，為嵐圖FREE構築了第一道安全防線。

在電池包內部，通過貫穿整個電池包的橫、縱交織立體結構，將來自外界的碰撞能量充分地分解與吸收，保護內部電芯免遭碰撞力的傷害。

作為“最後一道”物理防線，嵐圖FREE的電池包採用帶有鋁合金殼體的圓柱電芯，雙極均設置有防爆閥，當撞擊侵入電池包造成高壓回路短路時，電池雙極雙保險打開，確保電池不起火、不爆炸。

- BMS雲端衞士獨創電池安全監測和預警模型

除了硬件層面的主、被動安全技術，嵐圖FREE還在軟件層面進行了創新。BMS作為新能源車型的軟件核心，對電池性能、熱管理以及充放電都起着決定性作用，這其中自然也包含了安全性能。

在原有温度電壓預警基礎上，嵐圖FREE搭建了精確的電池安全監測和預警大數據模型，基於不同使用場景（例如平原與山區、南北方温度和濕度、高低海拔晝夜温差等），追蹤每一台車、每一塊電池的使用數據。

系統通過雲端大數據庫與監測數據的對比，對電池進行診斷、預警和壽命監測等，當系統發現電池監測數據出現異常時，通過雲端APP推送及車輛的預警系統，對用户提前預警。同時，系統通過高靈敏度温度探測傳感器，實時監測每一個電池的温度，藉助高效液冷系統，無論冬夏始終保障電池包在高效率温度區間。

此前，嵐圖FREE通過了中汽中心動力電池安全檢測，在電池包熱失控觸發併發出熱事件報警信號後，電池“不冒煙、不起火、不爆炸”。通過一系列周全的安全防護設計和技術應用，嵐圖FREE搭載的電池包，實現了目前國內首個拿到“不冒煙”成績的三元鋰電池。

在中汽研按照新國標要求進行的熱擴散試驗中，嵐圖FREE採用的電池包在100% SoC狀態下、正常工作温度下開始測試，電池包內被隨機選擇的某電芯單體，通過加熱裝置加熱到300℃，至發生熱失控。

試驗觸發熱失控後5分鐘，嵐圖FREE的電池包系統未出現冒煙、起火、爆炸現象（國標要求：5分鐘不起火）；試驗過程中，電芯單體達到的最高温度約300℃，並在10分鐘後降至50℃；整個電池包外殼完整，拆開外殼後，僅試驗電芯受損，周圍電芯未受到波及；試驗後的電池包被靜置觀察50天后仍維持“不冒煙、不起火、不爆炸”狀態。

全文總結 嚴苛安全標準構築成功第一步

從技術和試驗結果看，嵐圖FREE搭載的電池在安全性能方面達到了行業領先水準。作為嵐圖品牌面向市場投放的首款量產車型，嵐圖FREE所擁有的高標準安全技術和嚴苛的安全測試，為其獲得市場成功奠定了良好基礎。實際上，無論是普通品牌還是高端品牌，汽車產品的安全性一直是用户最為關注的領域。而通過此次技術分享，嵐圖FREE在電池安全技術領域的突破和取得的成績，也讓我們看到了這個年輕新能源高端品牌的希望。

（圖/文 網通社 王嘯辰）