中國質(zhì)量新聞網(wǎng)訊（張陽） 3月10日，廣汽埃安發(fā)布新一代動力電池安全技術(shù)——彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)（簡稱“彈匣電池”），行業(yè)首次實現(xiàn)三元鋰電池整包針刺不起火。

彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)

攻克難題，解決三元鋰電池安全痛點

目前，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池是全球電動車行業(yè)的兩大主流電池技術(shù)路線。磷酸鐵鋰電池因為壽命更長、成本更低，在中低續(xù)航車型中廣泛應(yīng)用；三元鋰電池因為能量密度高、整車電耗低，主要在中高續(xù)航車型中應(yīng)用。根據(jù)當前市場實際使用情況來看，兩種技術(shù)路線還將在很長一段時間內(nèi)并行發(fā)展。

磷酸鐵鋰電池的安全性已得到相對認可，但三元鋰電池的安全仍是行業(yè)公認的痛點和難點。新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)都在開展相關(guān)課題攻關(guān)，其中“不起火”是電池安全最重要、也是最難攻克的堡壘。

試驗結(jié)果

為驗證彈匣電池的安全性，中國汽車技術(shù)研究中心首席專家、國家電池安全標準起草人之一劉仕強帶隊，對搭載彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的三元鋰電池整包進行了針刺熱擴散試驗。試驗結(jié)果顯示，廣汽埃安的三元鋰（彈匣電池）整包在試驗過程中熱事故信號發(fā)出5分鐘后，僅出現(xiàn)短暫冒煙，無起火和爆炸現(xiàn)象。靜置48小時后，電壓降至0V，溫度恢復(fù)至室溫。針刺后只有被刺電芯模塊熱失控，沒有蔓延到其它電芯。打開電池整包，觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)完好。這是行業(yè)首次通過三元鋰電池整包針刺不起火試驗，三元鋰電池安全性取得了歷史性的突破。

安全不止于“芯”，提升電池整包安全性更為重要

如今，電動車行業(yè)對整車安全的共識已由單體安全轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安全，提升電池整包的安全性能已成行業(yè)主流趨勢。

當前電池自燃多因電芯內(nèi)短路導(dǎo)致溫度升高，最終出現(xiàn)熱失控，隨后蔓延到整個電池包所致。電芯安全解決的是電池本質(zhì)安全，而整包安全是以系統(tǒng)思維解決從電芯、模組到系統(tǒng)的全方位安全，相比電芯安全更難實現(xiàn)。

廣汽埃安的彈匣電池，是專門提升動力電池安全性的系統(tǒng)性技術(shù)，它不是純粹的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，也不是簡單的增加隔熱，而是從電芯本征安全提升、到被動安全強化、再到軟件主動防控的一整套技術(shù)，也是一個軟硬件一體化、具備超高防御能力的智能安全技術(shù)。

彈匣電池四大核心技術(shù)

據(jù)廣汽埃安介紹，基于“防止電芯內(nèi)短路，短路后防止熱失控，以及熱失控后防止熱蔓延”的設(shè)計思路，彈匣電池采用類似安全艙設(shè)計，可有效阻隔熱失控電芯的蔓延，當偵測到電芯電壓或溫度等出現(xiàn)異常時，自動啟動電池速冷系統(tǒng)為電池降溫。

彈匣電池具備四大核心技術(shù)：

一、超高耐熱穩(wěn)定的電芯。電芯通過正極材料的納米級包覆及摻雜技術(shù)的應(yīng)用，能有效提升熱穩(wěn)定性，防止熱失控；電解液新型添加劑的應(yīng)用實現(xiàn)了SEI膜的自修復(fù)，從而改善電芯壽命，降低電芯短路風(fēng)險；高安全電解液，通過特殊電解液添加劑，在加熱至120℃以上時，在活性材料表面自發(fā)聚合形成高阻抗特性聚合物膜，大幅降低熱失控反應(yīng)產(chǎn)熱。這些關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，使電芯的耐熱溫度提升了30%。

電芯耐熱溫度提升30%

二、超強隔熱的電池安全艙。通過網(wǎng)狀納米孔隔熱材料和耐高溫上殼體，彈匣電池構(gòu)筑了超強隔熱的安全艙，最終實現(xiàn)三元鋰電芯熱失控不蔓延至相鄰電芯。同時，電池包上殼體耐溫1400℃以上，從而有效保護電池整包。

電池包上殼體耐溫1400℃以上

三、極速降溫的速冷系統(tǒng)。通過全貼合液冷系統(tǒng)、高速散熱通道、高精準的導(dǎo)熱路徑的設(shè)計，彈匣電池實現(xiàn)了散熱面積提升40%，散熱效率提升30%，有效防止熱蔓延。

散熱效率提升30%

四、全時管控的第五代電池管理系統(tǒng)。通過采用車規(guī)級最新一代電池管理系統(tǒng)芯片，可實現(xiàn)每秒10次全天候數(shù)據(jù)采集，相比前代系統(tǒng)提升100倍，以24小時全覆蓋的全時巡邏模式，對電池狀態(tài)進行監(jiān)測。發(fā)現(xiàn)異常，立即啟動電池速冷系統(tǒng)為電池降溫。

可實現(xiàn)每秒10次全天候數(shù)據(jù)采集

廣汽埃安研發(fā)人員介紹，彈匣電池在增加大量安全設(shè)計的同時，也在冷卻系統(tǒng)、電芯設(shè)計、整包布置等方面進行了全面優(yōu)化。搭載彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的電池包，相對于同類普通電池包，體積能量密度提升9.4%，重量能量密度提升5.7%，成本下降10%。因此，彈匣電池在沒有犧牲續(xù)航和提高成本的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了高安全、長續(xù)航、低成本。

80余項發(fā)明專利，離不開長期研發(fā)投入和技術(shù)積累

廣汽埃安之所以能在電池安全領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破，主要源自廣汽在電動化技術(shù)方面長期的資源投入和技術(shù)積累。早在2011年，廣汽就開始了電動化技術(shù)的研究應(yīng)用，并推出國內(nèi)首款中重度混合動力車型。在電動化技術(shù)研究方面，廣汽的研發(fā)已經(jīng)超過10年，積累了大量技術(shù)成果和人才儲備。

彈匣電池由廣汽研究院、廣汽硅谷研發(fā)中心、世界電芯專家開發(fā)，超過600人組成的國際研發(fā)團隊傾力打造，其中博士超過60位，體現(xiàn)了廣汽埃安電池安全的高技術(shù)水平。廣汽從動力電池過流保護、電池熱抑制方法、電池熱失控監(jiān)控及預(yù)警等方面進行研究開發(fā)，形成國際先進的專利群，包含80多項專利，發(fā)明占比超過70%。

發(fā)明專利超80項

目前，廣汽自主研發(fā)的BMS電池管理系統(tǒng)經(jīng)過持續(xù)優(yōu)化，已升級到第五代，并應(yīng)用在彈匣電池技術(shù)上。同時，AION系列產(chǎn)品擁有超過10萬用戶，每天產(chǎn)生超1500萬公里的行駛里程，帶來海量電池運行數(shù)據(jù)，為彈匣電池的研發(fā)提供了堅實的數(shù)據(jù)支撐。系統(tǒng)級的電池安全技術(shù)，已成為廣汽埃安的強項。從今年開始，“彈匣電池”將陸續(xù)搭載在AION全系車型上。

此次廣汽埃安彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的發(fā)布，實現(xiàn)了三元鋰電池整包針刺不起火的突破，將電動車電池安全提升到了新高度，對新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展有不小的意義。（本文圖片來源：廣汽埃安官方）