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看不见的“品质” 岚图电池安全技术大揭秘
新出行原创 · 文章

要说到以前买车,大家讨论最多的就是这两件事情了吧:第一,兄弟,这车买了多少钱呢?;第二,兄弟,这车动力怎么样呢?

来到新能源时代,可能得再加上一条:「兄弟,你这电动车不会爆炸吧?」。

虽然只是一句玩笑话,但是却揭示了现在电动车的一大困境:动力电池的安全性无法保证。

即便是传统车企还是新势力们也都无法完全保证单个电芯的绝对安全,所以大家的防护手段主要还是从电池包整包出发。

就在今天,岚图汽车在天津中国汽车技术研究中心举行了一次电池安全技术挑战。看看针对电池安全,岚图都做了哪些工作。

一、岚图电池技术解析

首先我们先来了解一下岚图汽车对其电池都加入了哪些“黑科技”吧!

1、“琥珀”和“云母”两大电池系统技术 

“琥珀”和“云母”两大电池系统技术正是岚图双动力路线解决方案的重点。

其中,琥珀”电池系统技术应用于岚图 FREE 纯电版,“云母” 电池系统技术则应用于岚图 FREE 增程版。

两者都拥有安全超高的安全性能,源于岚图汽车自研电池安全系统技术。这是一套以高安全、高性能为方向的主 / 被动安全综合技术解决方案,包括,岚图首创的“三维隔热墙”技术, PACK 五层安全防护和岚图专属云 BMS 。

那两者有什么不同呢?

2、 三维隔热墙技术

这就要说到岚图首创的“三维隔热墙”技术。

首先“三维隔热墙”的技术原理:电池中每个电芯都被全方位三维立体包裹,这样三维隔热墙在电芯与电芯之间,形成高效的隔热阻燃绝缘防护层。

电池的起火或爆炸,根本原因是单个电芯起火后,波及周围电芯进而导致整个电池系统热失控,从而发生自燃、爆炸等情况。三维隔热层是为每个电芯量身定制了“安全仓”,就算某个电芯出现“暴躁”情况,也只能老实呆在自己的“单间”内。

而 “琥珀”和“云母” 最大区别就在于“三维隔热墙”的材料及结构不同。

  • “琥珀” 电池系统三维隔热墙技术: 是在电池包内填充特殊的有机硅复合材料,这种材料的特点是结合有机硅聚合物 + 低密度隔热材料 + 阻燃剂,形成高效的隔热阻燃绝缘层,使得每个电芯单元像“琥珀”一样处于充分包裹中,这是将其命名为“琥珀”的原因。
  • “云母” 电池系统三维隔热墙技术, 是在电池包内加入层状 Al-Si 云母和气凝胶,且电芯和云母、气凝胶会像云母石一样层叠堆积。“云母”得名源于此。

同时,为使三维隔热层达到最好的隔热阻燃效果,同时兼顾绝缘和轻量化,以及整个生命周期的可靠性。岚图对隔热材料进行了精挑细选,同时经过严格的试验认证。

比如,在开发”琥珀”电池系统的过程中,为了使三维隔热层每个电芯间隙填充均匀,并攻克气泡等工艺难题,采用独特的模块开孔方案,尝试了数十种复合材料。

3、 PACK 五层安全防护 

在被动安全防护上,岚图采用了 PACK 五层安全防护 —— 定制化开发车身防护、高强框架、压力传递、形变吸能和电芯双保险,共五大电池安全结构设计。

车身防护: 岚图 FREE 车型的 B 柱结构,采用了 TRB 工艺的 1500Mpa 超高强度钢材;在车门门槛位置,用了双层结构的 1500MPa 超高强度热成型钢;前后车门内部,还有行业最高等级的 2000MPa 热成型钢制成车门防撞梁。

高强框架: 电池包外壳采用高强铝合金框架、带多条加强筋的特殊设计,让整个电池包结构更强、更耐撞击。在岚图的安全测试中,电池包可以抵御高达 20 吨力(相当于一辆轻型坦克的重量)的挤压而不发生安全事件。

压力传递: 在电池包内部,岚图设计了与车身结构相匹配的多条横纵加强梁,通过横亘整个电池包的横纵交织立体结构,将来自外界的碰撞能量充分地分解与吸收,保护内部电芯免遭碰撞力的伤害。

形变吸能: 假设遭受到罕见的、过于猛烈的撞击,无法完全避免电池包遭受碰撞压力,岚图还对电池包预设了形变吸能空间,留有超过 30mm 的形变空间,在电池包受撞击变形时,保护其中电芯免遭损伤。

电芯双保险: 岚图为电芯开发了独特的防爆阀和熔断装置。一旦有极端的撞击侵入,电芯造成短路或电芯内压力增加,电芯池双保险能立即启动保护作用,切断电池内短路回路,释放额外压力,确保电池不起火、不爆炸。

电池系统全方位防护: 从内到外,从车身结构,到电池包,到电芯,岚图定制了全方位防护,真正武装到了牙齿。在以严苛的欧洲标准,进行斜侧 75 °角、 32km/h 整车侧面柱撞测试中,岚图 FREE 横梁仅发生小程度溃缩,电池模组没有受到丝毫挤压变形。

4、岚图专属云 BMS

岚图在采用最新并预留 OTA 的车载 BMS 技术基础上,开发了专属远程动力电池数据分析及管理技术——岚图云 BMS。

相较于传统车端 BMS,岚图云 BMS 可以同时在线服务百万级量车,通过对车辆 BMS 和用户的驾驶习惯两方面的大数据信息的分析和计算,从电池整个生命周期更有效地保证用户安全 。

超强算力,覆盖全生命周期:岚图云 BMS 可以同时在线服务百万级台车,并做到对 95% 的请求 1 秒内响应,可对 PB 级别 (1PB=1024TB) 数据进行分析和永久存储,并且数据可靠性保证 99% 。

超前预警: 基于障阈值检测和熵值算法的离群检测两个维度,建立了云端故障监控模型,进行大数据分析和追踪,实时给出针对性电池管理方案和建议,实现 7*24 小时在线跟踪,精确诊断,超前预警。同时,还根据历史运行工况和故障情况,采用深度神经网络算法建立模型探测电池的故障隐患,实现车辆深层次和关键故障提前预测。 

精细护理:岚图云 BMS 从使用工况、充放电倍率、充放电深度等多个维度建立了一套完备的电池健康评价体系,采用机器学习算法建立电池寿命预测模型,可以对电池 80% 和 70% 的寿命点进行预测,准确度高达 95% (相当于站在当前点,预测 10 年后的电池健康状态的误差不会超过 5% )。

自学习迭代: 拥有自学习功能,随着车辆接入量增加和使用时间增长,岚图云 BMS 故障预测和寿命预测模型,还能不断优化模型参数提升预测精度 。

说了那么多就来看看今天岚图电池安全众测挑战项目吧!

二、岚图电池安全挑战实测  

首先此次挑战的电池包为三星圆柱 21700 电芯组成的三元锂电池包,该电池包同时也搭载在岚图 FREE 纯电版上。

其中三元锂电池具备能量密度高、低温性能好的特点,但相较于磷酸铁锂电池,三元锂电池有着更高的安全防护及热管理要求,所以在电池测试上对三元锂更为苛刻。

而岚图此次挑战则逆流而上,采用了更高的测试标准,那就让我们眼见为实吧!

1、 挤压测试挑战 

挤压测试是动力电池测试不可或缺的重要项目,它可以模拟汽车发生碰撞,动力电池挤压变形的情况下,检验动力电池的安全性能。

国家标准对于挤压测试要求是比较严苛的: 以 100kN 的力持续挤压,并且在一个小时内,不能发生起火、爆炸现象。

岚图测试标准为:使用整车取下的旧电池包测试,以半径达 75mm 的刚性半圆柱体,以 200 kN (国标要求是 100kN )的力挤压,挤压方向为 A/B 柱薄弱位置,保持 10 分钟,观察 1 小时。

挤压测试中,持续的高强度挤压并且放置一小时的过程没有发生起火、爆炸现象。

在交通事故中不爆炸、不起火,可以保证车主免受二次伤害,也在最大限度保护车主的生命、财产安全,这是岚图对于动力电池的安全要求。

这也要归功于岚图首创的“三维隔热墙技术”,使用超强高分子隔热阻燃材料,将每个电芯分离,并且单独三维立体包裹,如同“琥珀”一样。 

2、 模拟碰撞测试挑战 

模拟碰撞测试是日常行驶事故中最常见的一项,目的是模拟整车碰撞产生的加速度场景,检验动力电池发生碰撞后的安全性能。

同样岚图再次挑战超国标标准:采用的是旧电池包,加速度为 50g/ 60ms(国标最大 28g/ 60ms);然后观察两小时。

视频上传成功

模拟碰撞测试中,岚图的三元锂电池包在超过国家标准要求的情况下,发生碰撞后并未出现电池包无泄漏、外壳无破裂、 起火或者爆炸等现象。

当遇到事故碰撞的状况下,在岚图电池安全技术下,能够让新能源汽车在极端的情况下最大限度保证电池安全。

3、高温淋水测试挑战 

高温淋水测试虽然不是强制国标里面的项目,但是能够很好的了解电池包在特殊状况下的表现,其目的是对电池包接插件及各个密封面的安全检测。

此次标准为:75-85℃、10MPa (国标强检无)的高温高压水流冲击电池包接插件及各个密封面,时间 3 分钟,拆开电池包检查。

视频上传成功

高温淋水测试中,电池包受到了高温高压水流冲击接插件面及各个密封面,主要还是为了测试电池包的密封性以及接插件的稳定性。测试结束后并为出现导电以及电池包内进水情况,这保证了电池包在极端情况下的稳定表现。

视频上传成功

目前,国际上电动汽车电池安全测试标准共计 20 余项,岚图在此基础上增加超 60 大项,通过 80 大项 150 小项的极端测试,模拟用户用车场景,通过火烧、挤压、温度冲击、振动冲击、底部球击、冷却液泄露等超国标的电池安全严苛测试。

试验室外,岚图也累计了道路耐久试验里程超过 300 万公里, 整车、电池系统历经 1000 种路况以及零下 40℃、高温 50℃ 等各种极端环境的严苛测试。

三、总结

技术和试验结果看,岚图 FREE 搭载的电池在安全性能方面达到了行业领先水准。

作为岚图品牌面向市场投放的首款量产车型,岚图 FREE 所拥有的高标准安全技术和严苛的安全测试,为其获得市场成功奠定了良好基础。

不仅如此,岚图官方还表示,即将量产的高镍三元软包电池,实现完全无热失控,未来还将导入能量密度高达 330Wh/kg 的电池技术;大功率快充技术,具备 20 分钟充 60% 电量能力。

同时,固态电池也已经列入岚图商品化开发的日程。

电池安全和续航在几年内都将是用户购买使用新能源车的焦虑点。通过种种试验和技术开发可以清晰的看到,岚图汽车正在不断提高电池的安全性和续航里程,一步步打消用户对新能源汽车的焦虑。

而通过此次测试挑战分享,岚图 FREE 在电池安全技术领域的突破和取得的成绩,也让我们看到了这个年轻新能源高端品牌的希望。

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