智驾网 2023-03-30 22:19
埃安弹匣电池升级,可实现枪击不起火
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超稳电极界面、阻热相变材料、电芯灭火系统以及智能BMS是弹匣电池2.0的基础。

3月30日,埃安举行了弹匣电池2.0枪击试验发布会,首次实现电池整包枪击不起火,解决了多电芯瞬时短路、爆裂性破坏等极端环境下的电池安全难题。


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埃安此次弹匣电池2.0枪击试验是迄今最严苛的电池安全试验,在15米处对预留射击开口的满电电池整包进行射击。相较于针刺试验,枪击试验模拟了更加极致严苛的场景。据埃安表示,当子弹穿透电芯时,速度可达针刺的97.5万倍,创口直径是针刺的7-8倍,可瞬间击穿多个电芯并造成热失控和爆裂性破坏。作为对比,行业主流的磷酸铁锂单体电芯和行业主流磷酸铁锂模组均发生了明显的热失控和燃烧现象,也就是说,仅靠电芯本身的特性无法实现真正的安全。

 

而弹匣电池2.0整包在枪击后未发生起火和爆炸,拆开电池系统外壳后,整体结构完整,仅有三个电芯爆裂性损坏,静置24小时后温度恢复至常温,顺利通过枪击试验。


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当前国标动力电池安全试验的标准包含针刺、跌落、燃烧、冲击等,其中针刺实验要求电池在被8mm钢针穿刺后5分钟不起火,而埃安弹匣2.0则将电池安全测试标准从针刺升级到了枪击。


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那么,弹匣电池2.0是如何实现枪击不起火的?


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据埃安官方表示,弹匣电池2.0是在初代弹匣电池的基础上,采用了超稳电极界面、阻热相变材料、电芯灭火系统以及智能BMS等一系列安全技术。


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对锂离子电池而言,电极界面是电芯内活性最高的区域。为了加强电极界面的稳定性,弹匣电池2.0开发出“超稳电极界面”技术。


首先,弹匣电池2.0使用具有超高稳定性、超高耐热性的纳米陶瓷材料,可大幅增加电极界面韧性。复合集流体材料的应用,可以在热量聚集时快速坍缩,避免持续短路。同时,埃安还在弹匣电池2.0的电解液中加入了耐氧化阻燃剂,高温激活后,可捕获燃烧反应的自由基,断绝持续燃烧的条件。


在三重技术的防护下,电芯即便发生热失控,其升温速率也能降低20%。


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此外,埃安还与中国航天合作,开发了拥有隔热和相变吸热双重功能的阻热相变材料。这种相变材料的相变潜热相对常规材料提升了10倍,能在温度维持不变的基础上吸收大量的热量,配合网状纳米隔热材料,整体的隔热性能大幅度提升40%。

 

另一方面,弹匣电池2.0采用了双层冷却系统,可对电芯顶部和底部同时进行冷却,整体冷却效率提升80%,同时还降低了75%的上壳体温度,可进一步保障电池包上方乘员的安全。


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由于电池整包有可能因为外界原因而发生损坏,埃安的工程师还为弹匣电池2.0配备了电芯灭火系统。


它利用低熔点合金构成灭火腔,在非常小的高度空间上实现了灭火剂的储存、热失控电芯的自定位和定点喷淋。当电芯发生热失控,大量的灭火剂可瞬间精准喷淋到该电芯上。灭火剂还可以在吸热气化的同时,捕捉燃烧链式反应的自由基,形成惰性气体氛围,结合埃安的热失控气体排放处理技术,可以消除排气中的火星和99.5%的PM10。对弹匣电池2.0来说,这一技术相当于是自带了安全“消防队”。


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此外,埃安还基于大数据和AI技术,开发出第六代云端电池管理系统,进一步提升电池包的主动安全。目前埃安已经收集了超过60万台车,1300TB的全生命周期应用数据,第六代云端电池管理系统可大幅提升自放电异常、冷却异常、电连接异常、隐性绝缘故障等故障的识别能力,内短路AI识别能力已经达到200Ω级,远高于10Ω的风险线,可实现提前诊断,防患于未“燃”。

也正是这些技术的应用,让弹匣电池2.0的综合热失控管理能力提升了5倍, 可抵抗多个电芯同时热失控带来的冲击力。

  

电池自燃问题一直是新能源汽车无法忽视的问题,多家企业推出不同的电池方案以解决自燃问题。目前大部分方案是从电芯形状以及模组结构上进行优化,而埃安弹匣电池2.0的技术在电极界面、电解液的材料和阻热材料以及自带电芯灭火系统等方面进行了优化,也是一种颇具创新的解决方案。

 

官方表示,弹匣电池2.0也将用于昊铂车型上市。

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