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定义三元锂电池安全新标准 岚图琥珀/云母电池系统技术解析

  • 原创
  • 作者: 吕怀中
  • 2021-09-18 00:00
  • 2.91万

续航焦虑和动力电池安全问题一直以来都是新能源车型的痛点所在,关于续航焦虑,岚图汽车有着自己的解决方案,他们推出了增程式动力车型,纯电版车型未来还将提供超充充电策略。而关于电池安全问题,如今他们同样有了全新的解决方案:琥珀、云母电池系统。

为了保证电池的能量密度以及低温性能,岚图FREE依旧使用了三元锂电池。由于电化学活性高,相较于磷酸铁锂电池有着更高的安全防护及热管理要求,想要在高性能和高安全上达到平衡,对电池技术和研发有着极大挑战,这也是行业公认的痛点,此前三元锂电池始终无法攻克“不冒烟”难题。

琥珀电池系统和云母电池系统技术特点

为此,岚图首创的“三维隔热墙”技术、BMS独创电池安全监测和预警模型、高安全电池PACK方案等技术孕育而生。凭借着这些核心技术的应用,岚图的电池成为了国内首个拿到“不冒烟”成绩的三元里电池组,这款电池包最终应用在了岚图FREE纯电版车型上,其使用的NCA高镍8系电芯,由三星SDI 提供,而模组和PACK都由其自主研发。琥珀、云母两款电池系统,你可以理解是对这些全新技术的统称。

琥珀电池系统和云母电池系统的技术有着很多的相同点,它们都拥有超高的安全性能,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,行业首创的“三维隔热墙”技术,PACK五层安全防护和岚图专属云BMS。它们的区别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。

在按照新国标进行的电池系统热扩散试验中,电池单体发生热失控后,琥珀、云母两大电池系统技术,不仅实现“5分钟不起火”,还进一步做到30分钟乃至静置50天“不起火、不爆炸”。这样的测试结果则是全面超越国标安全标准,同时这也树立了三元锂电池系统安全的新高度。

 目前,“琥珀”电池系统应用于岚图FREE纯电版车型上,它采用了高品质、高能量密度的铝壳圆柱电芯,整车的NEDC续航里程达到505公里。云母”电池系统应用于岚图FREE增程版车型中,它采用高品质的三元锂电池,通过与由高效稳定的1.5T 四缸发动机为核心构成的增程器相连,化身为动态行驶的“蓄水池”,不断吸收油增程器产生的电能,最终实现了860公里的综合续航里程。

 岚图“琥珀” 和“云母” 电池系统出色的安全性能,离不开“三维隔热墙”技术、PACK五层安全防护,岚图专属云BMS等技术的加持,下面我们再来简单的了解一下这些技术都有什么样的特点。

“三维隔热墙”技术:在电池包内使用超强高分子隔热阻燃材料(一般隔热材料仍会在触发热失控后致电池包冒烟或起火,三维隔热墙技术可做到无热扩散现象发生),对每个电芯实现单独的全方位三维立体包裹。三维隔热墙在电芯与电芯之间,形成高效的隔热阻燃防护层,每个电芯均处于隔热阻燃材料的充分包裹中,形如“琥珀”。

即便某个电芯单体发生热失控,三维隔热墙可以确保其释放的能量最小化,避免波及到周围其他电芯,进而防止电池包系统发生热失控。在电芯顶部,还额外布置有耐超过1000℃高温的隔热阻燃层,对乘员舱安全严加防护。

BMS独创电池安全监测:岚图FREE的电池包在原有温度电压预警基础上,搭建了精确的电池安全监测和预警大数据模型,基于不同使用场景(例如平原与山区、南北方温度和湿度、高低海拔昼夜温差等),追踪每一台车、每一块电池的使用数据。

系统通过云端大数据库与监测数据的对比,对电池进行诊断、预警和寿命监测等,当系统发现电池监测数据出现异常时,通过云端APP推送及车辆的预警系统,对用户提前预警。同时系统通过高灵敏度温度探测传感器,实时监测每一个电池的温度,借助高效液冷系统,无论冬夏始终保障电池包在高效率温度区间。

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

其中在车身防护方面,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。最强的车身防护,这是岚图对电池系统的第一层防护。

在高强度车身的内部,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。高强度耐冲击的电池包外壳,是岚图FREE对电池系统的第二层防护。

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。高效的压力传递,这是岚图对电池系统的第三层防护。

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。高效的形变吸能,这是岚图对电池系统的第四层防护。

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。电芯双保险,这是岚图对电池系统的第五层防护。

综上所述可以说在电池安全部分,岚图FREE达到了一个新能源车较高的高度,国际上电动汽车电池安全测试标准共计20余大项,岚图汽车在此基础上增加超60大项,通过80大项150小项的极端严苛测试模拟用户用车场景。

全新电池技术的应用能够保证电池安全,那么另一个痛点续航焦虑问题上,岚图也有着自己的想法,不做1000公里或者150度电的电池组,他们的计划是通过超级快充来解决问题。据官方公布的消息称,岚图第一代快充20分钟就能够补充60%的电量,而且即将量产。第二代快充基于整车800V及SiC技术,10分钟将能补充400公里的续航里程。岚图还表示将开始研发固态电池,他们计划下一代电池能量密度将会达到330wh/kg。

目前新能源汽车销量不断提升,不过续航能力和电池安全始终是用户担忧的问题,岚图汽车此次发布的全系电池系统在保障电池密度、增加续航里程的同时,也不断提高着电池的安全性能,这除了提升了三元锂电池安全的新高度外,也将带给我们更安心的用车环境。

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