日前，林志颖驾驶Model X低速撞上桥墩导致车头起火。本该只是小事故的一次意外，却因电池碰撞起火，导致特斯拉整个车头烧毁。电动汽车的电池安全问题再次成为热议话题。

锂离子电池碰撞后容易起火，一直是电动汽车行业的一大痛点。虽然目前还没有企业能百分百保证自己的电池不会起火，但对于电池安全的探索从没有停过。

7月26日，上汽通用在介绍其最新的电动平台奥特能平台时，用了大量篇幅介绍其电池的安全性。

我们知道，锂离子电池起火的主要原因是电池过热造成热失控。

而在汽车发生碰撞时，电池包受到外力冲击，模组、电芯都可能发生形变，不同部位发生相对位移，导致电池隔膜被撕裂并发生内部短路。

短路将使电芯内部热量迅速升高，从而造成热失控引发起火。

所以，如果电池在发生碰撞后能主动放电，迅速降低热量，则可大大降低起火率，提高电动汽车的安全性。

而要降低电动汽车碰撞后起火的概率有两种途径：一是加固电池包，使其不易在碰撞中受伤；二是当碰撞已对电芯造成损伤时，降低电芯热失控的概率。

当然，导致热失控的因素不止碰撞、挤压、穿刺等物理原因，电芯材料本身的化学属性、外部短路、过度充电、过度放电，以及外部环境温度影响等都可能造成电池热失控。

要提高电池的安全性，这些都是需要考虑的因素。

那么，我们来看看上汽通用在奥特能平台上是怎么做的。

01.

物理防护架构

首先，从物理层面来看，奥特能电动车平台的电池包采用新一代的高强度电池壳体，使用井字型结构，在模组之间用了多根1500MPA超高强度钢横梁进行加固。上盖总成同样采用1500MPA超强侧边防护梁，托盘总成则采用1000MPA的底部防护。

整个电池包高强钢应用占比约61%，超高强钢应用占比37.5%。加在一起，高强钢占比几乎达到100%，可有效增强电池包刚性。

壳体内，采用23.2米远程激光焊，15.5米激光填丝焊，折算长度相当于绕电池壳体5圈，为电池包提供稳固的连接。

而与整车配合，奥特能平台电池包采用了多位置柱碰保护。国际和国内的柱碰标准都是考察车侧单一位置柱碰能力，而通用则模拟从A柱到C柱连续多位置进行柱碰，以考察每排模组各个区域的强度，更有效保护电芯及模组安全。

此外，电池壳体还可有效提升整车的扭转刚度达45.8%。

在充分考虑使用场景后，奥特能平台电池包在充分满足国家法规与C-NCAP等要求外，还增加了底部球击工况、过铁轨工况等复杂工况场景的测试，进一步加强让电池包安全性。

02.

如何预防热失控

而在预防热失控方面，通用从电芯本身配方与电池热管理两个方面进行了全面的强化。

和大部分车企直接采购供应商的电芯不同，通用选择深度参与电芯化学体系的设计和性能开发。据悉，中国市场奥特能平台的电芯是由通用汽车、上汽通用汽车、泛亚汽车技术中心和宁德时代共同在811NCM基础配方上研发出的专属优化配方。

奥特能平台电池包使用的电芯在正极采用高能量密度的811三元锂材料，同时采用原位涂层包覆搭建核壳结构，可减少正极发生负反应，降低氧的释放量。

此外，在正极材料中定向掺杂稀土元素锚定游离氧，也可减少氧的释放量。借此，可使电芯比基础配方热稳定性提升10%。

负极采用高容量石墨负极可增加电量，同时原位搭建导电离子环，增加电量的传输速率。颗粒级的配方可消除电极阶梯浓度，提升导电性，并使锂离子脱嵌顺畅，不容易破坏材料的微观结构。

一般情况下，频繁地快充会对电池电芯产生热效应、极化和析锂，直接影响电池寿命和安全。而奥特能电池包的负极设计可进一步延长电芯工作寿命，支持全生命周期的快充而对电池寿命基本无影响。同时也进一步加强其安全性。

此外，在电芯的选料阶段，通用就采取100%电芯直流内阻检测，确保电芯焊接制造、性能和下线品质的一致性，从而减少电芯容量的木桶效应，提高电池安全性。

在从电芯到电池包的热管理方面，通用采用多重核心技术，以确保电池有效散热，提升安全性。

首先，奥特能平台电池包的电芯间使用加厚设计的纳米级航天材料气凝胶，能有效降低电芯间的热量传递。

一旦电芯单体发生热失控，电池包中的快速排气通道也可迅速排出高温气体。

此外，电池包每个模组都配备了集成式独立液冷板，相较于业内常见的电池包集中式液冷板设计可提高换热效果约10%。

在电芯单体发生热失控时，液冷板系统也可进一步释放包内热量，使其降低对相邻模组和电芯的影响。

同时，液冷系统通过独特的流量控制，可将电芯间的温差控制在1摄氏度，确保电芯老化的一致，提升电池寿命。

另外，通用在BDU电池分断单元里也放置了液冷板，可使BDU单元支持大于1200A的峰值电流负载。根据电池电压不同，当电池发生短路时，其瞬时电流通常可达到上千安培，奥特能平台电池BDU 1200A的峰值电流负载可大大降低发热量，使其最高温度小于65°，从而消除对周围零件的热影响。

同时，电池包后置大面积的防爆阀，与模组和整包的快速排气通道相结合可迅速排出高温气体。

当电芯发生热失控时，电池包内部的高压元件还具备防拉弧能力。拉弧指的是当电压超过空气耐受力时使空气电离变成导体。防拉弧可进一步为电池包提供防护。

此外，当电池包不可避免发生热失控时，电池上盖内置的气凝胶防火毯，可有效将电池包的热量与乘员舱隔绝开来，为乘员和整车提供进一步的防护。

在对电池性能的测试验证上，通用在跌落试验、挤压试验和针刺试验中均采用了远高于国家标准的试验标准。以确保电池安全。

03.

电池管理系统

除了电池包上的多项优化，在电池管理系统方面，奥特能平台采用了业内首创的可无线连接的电池管理系统和“车-云”两端相结合的电池健康智能检测系统，实现更主动、更实时、防患于未然的电池健康风险管理。

相较于传统BMS，使用无线连接的BMS可减少电池包中90%的线束，并同步减少大量连接器和接插件。

这一方面可节省电池包内的空间，搭载更多电芯，进而提高电池包能量密度，增加续航。另一方面，也可大大降低传统线束老化带来的风险，降低电池包故障率，并大幅简化整个装配的工艺流程。

为避免无线信号的丢失，奥特能电池包每一个模组都需要配备通讯模块，其既可以单独和BMS进行通讯，也可以在模组之间实现接力通讯。同时，模块间有多个通讯频段，一旦某个模组传输遇阻，就能快速切换。

当有模组出现热失控并导致该模组的CMU无线通讯管理单元失效时，失效模组周边的CMU无线通讯管理单元会主动唤醒电池管理模块进行急速冷却，实现全天候无死角的热失控监测。

而“车-云”两端相结合的电池健康智能监测系统可实现车端的实时热失控监测与云端的热失控预警，确保电池使用更加安全。

在车端，集成气压、温度和电压三种传感器，可确保无漏报、误报。并且，系统可实现全天24小时不间断、高频率地监测电池包和电芯状态，一旦检测到失控风险，会主动唤醒电池管理模块，并在第一时间自动采取快速冷却，保障电池包安全。

而云端数据平台则可基于电池全生命周期数据，通过AI 融合多重机理特征构建电池健康评估模型，并经过海量数据训练，多维度综合评估电池健康状态，防患于未然，实现更主动、更智能的电池风险预防管理。

凭借全方位的安全防护措施，奥特能平台电池包可有效预防电池热失控事故。

不过，由于目前电池自身的特性，对于彻底杜绝电池热失控起火事故的可能性，智驾君认为暂时可能还需要一定的时间。