我們說一件物品外觀精緻、設計有過人之處,會說它“巧奪天工”。現在汽車用電池的技術越來越複雜,無論是能量密度、安全性和充電速度都要顧及到。所以一款先進安全的電池,稱其為“巧奪天工”也不為過。
所以真的有車企將自己的電池稱為“天工”,它就是哪吒。近日,將在哪吒S上搭載的哪吒天工電池技術細節首次公開,一起來看看這款電池究竟在哪些地方讓哪吒為其冠以“天工”之名。
對於一款電池,其安全性、能量密度和壽命是最重要的。這直接關係到電池能否在車輛上持久使用的關鍵。有很多電池在這三方面下足了功夫,哪吒給出的解決方案,依然是高強度防護。這是因為三元鋰電池的化學性質還是非常活潑,需要更加周全的防護。
天工電池電芯之間放入了阻燃隔熱尼龍材料,可以達到1000 ℃的隔熱以及UL94V0級的阻燃效果。同時網格式箱體的防護等級達到IP68級,電池包使用了密艙式箱體設計,高強度底板也讓電池達到了WF2級的防腐蝕等級。
同時在熱電安全防護方面,熱電分離+多級熱防護設計讓電芯和電控分開,在熱失控時電控能及時做出反應,保護電芯。高溫絕緣防護設計也能保護電池不受短路威脅。天工電池還配備了定向導氣導熱通道,電芯發生熱失控後,氣體會快速的進行釋放並向外疏散,能避免熱蔓延引發的二次事故。
續航,尤其是冬季續航,對於電動車來說是老大難問題了。在北方的嚴寒天,電動車的續航里程會打5折以下所以對於電池來說,溫度管理就顯得很重要了。哪吒天工電池使用了智慧前饋式熱管理控制,可以根據預估工況智慧調節電池溫度控制,單次充電節能約2%。
另外,天工電池還可根據導航資訊和目的地提前對電池進行預熱,提前預熱後低溫充電效率可提升20%。電池加熱本身也非常高效,15-45°C恆溫佔比90%,高溫充電效率也提升了8%。另外,電池預熱也可以透過手機遠端設定。
完善的熱管理系統,最直接的效果是冬季續航里程提升20%,這20%效果還是很明顯的。
總體來看,哪吒天工電池的側重點依然在電池的熱管理和防護,對於熱量的疏導也是電池著重的點之一。
那麼,哪吒天工電池和其他自主品牌電池相比有何優劣?我們一個一個來看:
廣汽埃安的彈匣電池使用的也是和天工電池相同的思路——在不改變電池化學性質的情況下儘可能減少電池熱失控的風險。
但是彈匣電池顧名思義,就好像是彈匣一樣,每個電芯都被周全防護著。彈匣電池的電芯防護主要靠奈米隔熱材料,當單個電芯發生熱失控時,奈米隔熱材料能有效阻隔熱量向其他電芯傳遞,以此來將電芯熱失控的損失降到最低。
同時對於冬季用車,彈匣電池還透過液冷式智慧溫控提供3種模式:
加熱模式——當電芯溫度偏低時,HVH智慧高壓液體加熱器會介入快速加熱,給電池系統進行保溫。
餘熱回收模式——低溫時系統會將電驅餘熱引入為電池保溫。
遠端電池預熱模式——可實現APP遠端控制提前為電池保溫。
這樣電池就可以保持在25-35°C的溫度範圍,幫助車輛保持較長的續航里程和較快的充電速度。
電池組內部也配備了全貼合液冷系統、導熱通道、導熱路徑的設計,電芯的熱傳導面積因此提升40%,熱傳導效率提升30%。
可以看出,廣汽埃安更多靠電池電芯外的防護來達成預防電池熱失控和熱失控後防護的效果,這和天工電池還是有異曲同工之妙的。但是在電池熱失控後的處理上,廣汽埃安是靠隔絕來防止熱失控進一步蔓延到其他電芯中。
長城大禹電池同樣使用了隔熱材料保護電芯,不過相比彈匣電池和天工電池,大禹電池更多地會將重點放在“疏”。
大禹電池使用了雙向換流設計,將失控產生的熱量安全分攤到整個電池包,避免單電芯出現高熱、自燃。即使熱源頭真的發生自燃並爆炸,也能透過分佈均勻的結構通道進行疏散並快速引導至滅火通道安全排出,徹底消滅火患。
同時,大禹電池在定向排爆出口設定多層不對稱蜂窩狀通道,保持電池包內部壓力始終高於外界大氣,避免氧氣進入形成二次燃燒。再透過BMS和雲端雙重監控,提高熱失控區域性的冷卻效率,配電池包內部電芯間的隔斷設計,
有效減小熱失控擴散的風險。
可以看出大禹電池和彈匣電池、天工電池一樣,都在電池防護和熱量疏導上使用了比較先進的技術,只不過大禹電池就如其名“大禹治水”一樣,把熱量疏導作為重點研發方向,同時兼顧到一定的電池電芯防護。
對於新能源車來說,電池的安全和效率永遠是最重要的,這也是電動車發展的最大掣肘。現在除了像比亞迪這樣使用將磷酸鐵鋰電池發揚光大的車企外,絕大部分車企還是將三元鋰電池作為自家電池的基礎。
所以對於三元鋰電池來說,防護和疏導都非常重要,可喜的是無論是這次亮相的哪吒天工電池,還是廣汽埃安彈匣電池、長城大禹電池都在防護和疏導上下了功夫,同時先進的電池管理系統也讓電池免受熱失控困擾。所以哪吒天工電池在賬面上是完全過關的,實際使用情況如何,還要等到我們拿到哪吒S再進一步體驗。