[ EV知道 實(shí)驗(yàn)室 ]電動汽車的動力電池安全一直是行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著技術(shù)升級，動力電池的安全性能也在不斷提高，不同形式的電池安全測試也隨之而出。9月26日，由中汽中心權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證，以公安部交管局提供高頻事故場景為依據(jù)，嵐圖FREE成功挑戰(zhàn)全球首個電動車涉水后底部碰撞公開測試。本次電動車涉水、底部碰撞測試，嵐圖FREE測試結(jié)果均 “未冒煙、未起火、未爆炸、未進(jìn)水”。

當(dāng)下，新能源汽車安全國標(biāo)測試項(xiàng)目多為單一電池包的單項(xiàng)測試。但在用戶的擁車全旅程中，三電系統(tǒng)、整車結(jié)構(gòu)等方面可能承受多重、疊加的損傷。這意味著在日常使用場景下，車輛及電池包會面臨涉水、碰撞等多頻次、多場景的考驗(yàn)。

基于此，嵐圖汽車針對電動車涉水、底部碰撞發(fā)起全球首個測試，旨在通過多場景、多頻次疊加的安全測試方式，驗(yàn)證整車及電氣系統(tǒng)的硬核實(shí)力。涉水試驗(yàn)后，測試車輛繼續(xù)進(jìn)行底部碰撞，進(jìn)一步驗(yàn)證發(fā)生托底事故后，電池包及整車結(jié)構(gòu)是否安全。

而最終，中汽研汽車檢驗(yàn)中心（天檢）有限公司實(shí)車碰撞試驗(yàn)室主任劉磊現(xiàn)場發(fā)布測試結(jié)果顯示：本次嵐圖FREE純電版及增程版車輛，涉水后底部碰撞試驗(yàn)，兩臺車的電池包都未冒煙、未起火、未爆炸、未進(jìn)水，電解液無泄漏，物理防護(hù)也符合標(biāo)準(zhǔn)要求，完全滿足電動汽車安全考察要求。電池包測試結(jié)果：未進(jìn)水、未起火、未冒煙、未爆炸。

這不是嵐圖的第一次對電池安全的測試。在9月17日，嵐圖就在中汽中心實(shí)驗(yàn)室對應(yīng)用全新自研電池系統(tǒng)技術(shù)的嵐圖FREE純電版、增程版電池，進(jìn)行擠壓、碰撞、高溫淋水等極致嚴(yán)苛的安全測試。

嵐圖進(jìn)行的這一系列測試是因?yàn)樵陔妱悠囀褂玫膭恿﹄姵刂?，磷酸鐵鋰和三元鋰是主流。其中三元鋰電池具備能量密度高、低溫性能好的特點(diǎn)，在近幾年一直處于主導(dǎo)地位。但相較于磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池有著更高的安全防護(hù)及熱管理要求。

2021年1月1日，新國標(biāo)GB 38031-2020《電動汽車用動力蓄電池安全要求》開始實(shí)施，并針對電池安全新增熱擴(kuò)散試驗(yàn)，規(guī)定電芯單體熱失控后，整個電池包不起火、不爆炸的安全時間為5分鐘。

嵐圖汽車雖然不生產(chǎn)電芯，但關(guān)注解決電池系統(tǒng)安全。為了實(shí)現(xiàn)并超越國標(biāo)所要求的熱擴(kuò)散安全性能，同時保持能量密度、成本和安全的平衡，嵐圖在東風(fēng)公司打造出“琥珀” 電池系統(tǒng)和“云母”電池系統(tǒng)兩項(xiàng)電池PACK核心技術(shù)，這一系列的測試也是對于嵐圖這套電池安全系統(tǒng)的檢驗(yàn)和證實(shí)。這兩項(xiàng)技術(shù)在按新國標(biāo)進(jìn)行的電池系統(tǒng)熱擴(kuò)散試驗(yàn)中，電池單體發(fā)生熱失控后，不僅實(shí)現(xiàn)“5分鐘不起火”，更進(jìn)一步分別做到30分鐘乃至靜置50天“不起火、不爆炸”。

“琥珀” 電池系統(tǒng)和“云母”電池系統(tǒng)是以高安全、高性能為方向的主/被動安全綜合技術(shù)解決方案。包括“三維隔熱墻”技術(shù)，PACK五層安全防護(hù)和嵐圖專屬云BMS，而兩項(xiàng)技術(shù)的不同之處在于三維隔熱墻的材料及結(jié)構(gòu)不同。其中，“琥珀”電池系統(tǒng)在電池包內(nèi)使用充滿帶硅基的超強(qiáng)高分子隔熱阻燃材料，“云母”電池系統(tǒng)則采用氣熔膠隔熱阻燃防護(hù)層。

何為三維隔熱墻技術(shù)？

電池中每個電芯都被全方位三維立體包裹，這樣三維隔熱墻在電芯與電芯之間，形成高效的隔熱阻燃絕緣防護(hù)層。

電池的起火或爆炸，根本原因是單個電芯起火后，波及周圍電芯進(jìn)而導(dǎo)致整個電池系統(tǒng)熱失控，從而發(fā)生自燃、爆炸等情況。三維隔熱層是為每個電芯量身定制了“安全倉”，就算某個電芯出現(xiàn)“暴躁”情況，也只能老實(shí)呆在自己的“單間”內(nèi)。

為使三維隔熱層達(dá)到最好的隔熱阻燃效果，同時兼顧絕緣和輕量化，以及整個生命周期的可靠性，嵐圖使用的隔熱材料經(jīng)過嚴(yán)格的挑選和試驗(yàn)認(rèn)證。比如，在開發(fā)”琥珀”電池系統(tǒng)的過程中，為了使三維隔熱層每個電芯間隙填充均勻，并攻克氣泡等工藝難題，采用獨(dú)特的模塊開孔方案，嘗試了數(shù)十種復(fù)合材料。

PACK五層安全防護(hù)

在被動安全防護(hù)上，嵐圖采用了PACK五層安全防護(hù)——即定制化開發(fā)車身防護(hù)、高強(qiáng)框架、壓力傳遞、形變吸能和電芯雙保險(xiǎn)，共五大電池安全結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

車身防護(hù)：由于汽車的前后部都有足夠的緩沖吸能空間，對于電池系統(tǒng)而言，側(cè)面通常是面臨威脅最大的方向。嵐圖FREE車型的B柱結(jié)構(gòu)，采用了TRB工藝的1500Mpa超高強(qiáng)度鋼材；在車門門檻位置，用了雙層結(jié)構(gòu)的1500MPa超高強(qiáng)度熱成型鋼；前后車門內(nèi)部，還有行業(yè)最高等級的2000MPa熱成型鋼制成車門防撞梁。最強(qiáng)的車身防護(hù)，這是嵐圖對電池系統(tǒng)的第一層防護(hù)。

高強(qiáng)框架：在高強(qiáng)度車身的內(nèi)部，電池包外殼采用高強(qiáng)鋁合金框架、帶多條加強(qiáng)筋的特殊設(shè)計(jì)，讓整個電池包結(jié)構(gòu)更強(qiáng)、更耐撞擊。在嵐圖的安全測試中，電池包可以抵御高達(dá)20噸力（相當(dāng)于一輛輕型坦克的重量）的擠壓而不發(fā)生安全事件。高強(qiáng)度耐沖擊的電池包外殼，是嵐圖FREE對電池系統(tǒng)的第二層防護(hù)。

壓力傳遞：電池包系統(tǒng)的防護(hù)設(shè)計(jì)不止步于外殼。在電池包內(nèi)部，嵐圖設(shè)計(jì)了與車身結(jié)構(gòu)相匹配的多條橫縱加強(qiáng)梁，通過橫亙整個電池包的橫縱交織立體結(jié)構(gòu)，將來自外界的碰撞能量充分地分解與吸收，保護(hù)內(nèi)部電芯免遭碰撞力的傷害。高效的壓力傳遞，這是嵐圖對電池系統(tǒng)的第三層防護(hù)。

形變吸能：假設(shè)遭受到罕見的、過于猛烈的撞擊，無法完全避免電池包遭受碰撞壓力，嵐圖還對電池包預(yù)設(shè)了形變吸能空間，留有超過30mm的形變空間，在電池包受撞擊變形時，保護(hù)其中電芯免遭損傷。高效的形變吸能，這是嵐圖對電池系統(tǒng)的第四層防護(hù)。

電芯雙保險(xiǎn)：嵐圖為電芯開發(fā)了獨(dú)特的防爆閥和熔斷裝置。一旦有極端的撞擊侵入，電芯造成短路或電芯內(nèi)壓力增加，電芯池雙保險(xiǎn)能立即啟動保護(hù)作用，切斷電池內(nèi)短路回路，釋放額外壓力，確保電池不起火、不爆炸。電芯雙保險(xiǎn)，這是嵐圖對電池系統(tǒng)的第五層防護(hù)。

安全大腦——嵐圖專屬云BMS

安全守護(hù)，預(yù)防在前。在主動安全方面，新能源電動汽車普遍搭載車端電池管理系統(tǒng)BMS，但車端BMS只局限于單輛車本身的電池管理，且本地存儲和算力均有限，無法對車輛提供長期精確的安全管理。為了從電池整個生命周期保證用戶安全，嵐圖汽車在全系具備BMS OTA功能的技術(shù)上，與合作伙伴一起開發(fā)了嵐圖專屬的遠(yuǎn)程動力電池?cái)?shù)據(jù)分析及管理技術(shù)——嵐圖專屬云BMS。

相較于傳統(tǒng)車端BMS，嵐圖專屬云BMS可以同時在線服務(wù)百萬輛車，提供全生命周期的電池健康和安全管理。

通過建立云端故障監(jiān)控模型，嵐圖專屬云BMS能夠?qū)Σ煌挠脩魣鼍凹右詤^(qū)分，解析多達(dá)108個電池特征參數(shù)。

對于收集的歷史運(yùn)行工況和實(shí)時數(shù)據(jù)，嵐圖通過云端大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行分析、診斷和預(yù)警電池故障，并通過APP對電池系統(tǒng)可能出現(xiàn)的異常推送安全預(yù)警，做到提前2小時對冒煙、起火、爆炸等關(guān)鍵故障預(yù)測，對3級故障做到提前一周預(yù)警。

同時，嵐圖專屬云BMS還對充放電倍率、深度和環(huán)境因素等多個維度建立了一套完備的電池健康評價(jià)體系，向用戶提供最優(yōu)的電池系統(tǒng)維護(hù)和保養(yǎng)建議，持續(xù)跟蹤分析電池狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的電池系統(tǒng)管理策略和效果，延長電池系統(tǒng)使用壽命。

隨著車輛接入量增加和使用時間增長，嵐圖專屬云BMS故障預(yù)測和壽命預(yù)測模型還能不斷優(yōu)化模型參數(shù)，提升預(yù)測精度，做到越用越“聰明”。

“當(dāng)然，擁有嵐圖云BMS，不代表嵐圖就要拋棄傳統(tǒng)的車端BMS，而是讓車端BMS和云BMS互相取長補(bǔ)短”，嵐圖汽車新能源技術(shù)總監(jiān)、東風(fēng)汽車集團(tuán)新能源專業(yè)副總師黃敏博士表示，“車端BMS偏向于短期的電池安全分析與執(zhí)行，云BMS更偏向于電池安全長期的規(guī)劃與預(yù)測。未來，嵐圖將實(shí)現(xiàn)云端和車端的兩端密切協(xié)同，為用戶提供全方位、全生命周期的電池安全保障?！?/p>

黃敏博士還提到，“琥珀”和“云母”電池系統(tǒng)均選用高質(zhì)量的三元鋰電芯，嵐圖將全新自研電池系統(tǒng)分別應(yīng)用于嵐圖FREE純電版、增程版。其中“琥珀”電池系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于嵐圖FREE純電版，“云母” 電池系統(tǒng)技術(shù)則應(yīng)用于嵐圖FREE增程版。

在9月17日中汽中心實(shí)驗(yàn)室測試中，嵐圖“琥珀”、“云母”電池系統(tǒng)均以超國標(biāo)數(shù)倍的標(biāo)準(zhǔn)通過擠壓、碰撞撞擊、高溫淋水等測試。新國標(biāo)熱失控試驗(yàn)的安全標(biāo)準(zhǔn)為5分鐘，嵐圖電池系統(tǒng)成績超過國家標(biāo)準(zhǔn)6倍，高于行業(yè)普遍的17分鐘熱失控時間近1倍。

目前，搭載嵐圖全新自研電池系統(tǒng)的嵐圖FREE已經(jīng)全面上市。作為嵐圖汽車首款車型，嵐圖FREE是目前行業(yè)中唯一選用純電動和增程電動雙動力布局的電動SUV，零到百公里時速加速僅為4.5秒。

寫在最后：

三元鋰電池自身密度高、容量大的優(yōu)勢非常明顯，但容易產(chǎn)生熱失控的短板也很讓人頭疼。雖然技術(shù)在不斷升級，但仍舊不可避免的出現(xiàn)一些問題。好在隨著不斷研發(fā)，目前已經(jīng)取得了不錯的成績，讓電動汽車在享受高密度三元鋰電池帶來的續(xù)航優(yōu)勢的同時，安全性得到進(jìn)一步保障。嵐圖的“琥珀” 電池系統(tǒng)和“云母”電池系統(tǒng)雖然從主動、被動等多方面有效提高了三元鋰電池的安全，但僅僅這些還是不夠，不斷研發(fā)更多前沿電池技術(shù)讓安全更進(jìn)一步將是嵐圖今后繼續(xù)要做的事情。