最近发现新能源汽车最能整活的应该是电池包。
为了证明你的产品的安全性,你可以看到一个电池组,它浸泡在水中,被钢针刺穿,在火上烘烤。到目前为止,最夸张的视觉效果是广汽埃安今年3月做的测试。他们用标准步枪射击了自己的电池组。这是一部好莱坞大片。
最近,东风流行的雷霆盔甲电池也进行了一系列挑战,极端低温、高压冲水、火灾穿过,可以看作是上述花卉工作再次玩。我知道的是破坏性的测试,我不知道的是,我认为这个电池正在通过灾难。
不要讨论什么样的极端情况,这样的场景就会发生。关键是,为了让你相信电池组是安全的,汽车公司真的绞尽脑汁。
科普帖
目前,主流纯电动汽车的电池原材料可分为磷酸铁锂和三元锂两类。至于其他钴酸锂电池和镍氢电池,暂时不管。
这两种电池的主要区别在于材料和性能。磷酸铁锂电池正极采用磷酸铁,三元锂电池正极采用三元材料。
在性能方面,三元锂电池的低温性能一般优于磷酸铁锂电池,能量密度一般高于磷酸铁锂电池。磷酸铁锂电池的耐热性优于三元锂电池,这意味着其燃点明显高于三元锂,不易受高温影响。
就价格而言,磷酸铁锂的基准价格处于历史中位,约为9.5万/吨。与三元锂电池所需的氢氧化锂相比,基准价格为33万/吨。因此,两者之间的成本差距相当大。
以特斯拉为例,三元锂电池将配备Model等高性能版本 S,Moedl 3 Performance等,而普通版本的Model 三、Model Y使用磷酸铁锂的版本。
然后,严肃来了。这两种电池一旦发生火灾会发生什么?
一般来说,电池失控、燃烧甚至爆炸的原因分为外部因素和内部因素。内部因素比较简单,就是自己的原因,比如电池管理系统(BMS)故障,温度调节不合理,如电池突然短路等。
外部因素是常见的车辆碰撞、过度充电和局部过热。电池组的内部结构受到外力施加的影响。以下两张图为例,电池组通过局部加热燃烧爆炸。
这是一组磷酸铁锂的加热和燃烧试验。可以看出,随着电池失控,形成了非常强烈的柱状火焰。在锂离子电池组的燃烧特性报告中,烟气首先随着电池的加热逐渐产生,然后开始剧烈分散燃烧。
因此,我们可以得出结论,如果电池不爆炸,内部应确保电池稳定,热管理可控,外部应结合各种保护措施和多种保险保护。
以东风流行的盔甲电池为例,它们的保护方案包括四个维度:从电池、模块、包装到整车。这有点像在手机上安装一个防坠落的金属手机外壳。
首先,热稳定性高的电池与熔点高达1200度的模块外壳相结合。在整个包装层上,加强铝板与流行的高强度钢车身相结合,相当于在电池组的基础上安装一层保护外壳,如此四重保护。
为了更直观地展示这套电池组的安全性,在实际测试中,工作人员首先模拟了北方寒冷冬季的温度条件,然后用高压水枪冲刺,最后控制了200米长的火灾道路,车辆底盘接触面板温度高达900℃,也是真金火炼出来。
不久前,吉利汽车的神盾电池安全测试项目也非常丰富。电池针刺、海水腐蚀、坠落重击、电池组外部燃烧,与汽车圈相当,更重要的是,这些测试高于国家标准,要求更高。
例如,在火灾实验中,国家标准要求直接燃烧70秒,间接燃烧60秒,而吉利的神盾电池直接增加,每个项目持续30秒。这足以看出吉利对自己的严格要求,也间接见证了神盾电池安全系统的安全。
之所以敢于进行这样的硬核试验,也是因为神盾电池也可以通过电池组内的单向防爆阀排出电压,使电池快速平衡内外压力,最大限度地降低电池爆炸的风险。 而且泄压速度据说是普通电池使用的透气阀的两倍。
总结
诚然,实验室测试并不能完全恢复我们的使用场景。在真实场景中,挑战远比实验环境严峻。从2020年比亚迪第一次用刀片电池展示针灸实验到今天一系列自主品牌的电池安全测试,我们看到了电池安全技术的不断突破和新能源汽车行业的内部竞争。
虽然企业的竞争非常激烈,但我们仍然可以在电池安全方面再次卷起~
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