广汽埃安弹匣电池已破解三元锂电池顽疾?
续航和安全性,都是纯电动汽车重要痛点。去年,特斯拉、北汽、广汽、威马等品牌都曾"火"过。而对于纯电动车整车安全性而言,动力电池安全性起到很关键作用。鉴别动力电池安全性,目前比较流行的就是针刺实验。
中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高曾这样解释,电池安全事故就是发生热失控,热失控有很多诱发因素,针刺实验就是来模拟这些热失控诱因的一种方法,它是非常有效也非常严酷的一种热失控测试方法。
3月10日,广汽埃安发布了弹匣电池系统安全技术,并对搭载了弹匣电池系统安全技术的三元锂电池整包进行了针刺热扩散试验。试验结果显示,弹匣电池整包在试验过程中热事故信号发出5分钟后,仅出现短暂冒烟(1分钟),无起火和爆炸现象。静置48小时后,电压降至0V,温度恢复至室温。广汽埃安强调这是"行业首次实现三元锂电池整包针刺不起火",能做到"只冒烟,不起火"可不只是广汽埃安,早在去年宁德时代董事长曾毓群在2020世界新能源汽车大会上透露:“宁德时代也已开发出‘不起火只冒烟’的电池,所以算不上是首家。
因为经历了广汽石墨烯电池事件,对于广汽埃安此次发布新电池,以及针刺实验关注度明显不高。而且,因为是整包针刺,相对去年比亚迪电芯针刺实验,还是降低了难度。但还是再次挑起了对于三元锂电池和磷酸铁锂电池安全性关注。
回顾,去年3月份,比亚迪发布刀片电池同时,做了不同动力电池电芯的针刺测试。结果显示,在同样的条件下,三元锂电池在针刺瞬间出现了剧烈的温度变化,表面温度迅速超过500℃,并发生极端热失控,开始剧烈燃烧,电池表面的鸡蛋被炸飞,这其中的意味大家不言而喻。
而刀片电池在针刺测试中既没有明火,也没有烟产生,甚至连表面温度都不是很高,只有30~60℃,连鸡蛋都烤不熟。从而,验证得出比亚迪刀片电池的安全性确实是最佳的。
毕竟,此次实验由比亚迪主导,所得出的结果客观公正性打了折扣。所以,此次为验证弹匣电池的安全性,广汽埃安就比较聪明,由中国汽车技术研究中心首席专家、国家电池安全标准起草人之一刘仕强曾带领团队,对搭载弹匣电池系统安全技术的三元锂电池整包进行针刺热扩散试验。给人的印象分,客观性提高不少。
去年,一位ID叫小鱼锂电的网友做了宁德时代5系及8系三元锂电池针刺测试,结果两次测试均发生了爆燃现象。实验一而再出现"爆燃"现象,宁德时代也坐不住了。
不得已,宁德时代自己做了两次针刺试验,之所以是两次,其中有不少耐人寻味的东西。5月22日,宁德时代首次在社交平台上发布自家电池针刺试验视频,视频显示:用钢针尝试穿刺宁德时代的三元锂电池包,钢针并没能穿透电池,而是被保护电池的钢板折断了。
意思是,你连保护壳都穿不透,起火更不可能发生了。针刺试验,是要用钢针贯穿电池电芯,而非刺电池包。
首次实验搞砸了之后,在5月23日再次发布视频,宁德时代分别展示了自家5系、8系两款三元电芯的针刺实验过程,且均完成针刺后未发生起火、燃爆。
同时表示:"宁德时代早在2017年就已掌握三元电芯通过针刺测试的技术,但是为什么没有推广?通过针刺测试=电池安全吗?"
因为一些技术和视频原因,消费者对于三元锂电池安全性的疑虑并未打消。此次,广汽埃安针刺实验,再次将这个话题挑起。
据了解,动力电池针刺试验新国标GB30381-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中明确,针刺触发热失控的试验方法为,将动力电池样品充电至90%SOC(电池的荷电状态)以上,采用直径为3~8mm的钢针,以0.1~10mm/s的速度垂直于电池极片的方向贯穿样品,在针刺点附近布置温度传感器。样品发生热失控的判定条件为,监测点的温升速率dT/dt≥1℃/s,并持续3s以上同时电压降超过初始电压的25%,或者是监测点温度达到制造商规定的最高温度。
从广汽埃安实验来看,此次实验也是用整包针刺,与宁德时代针刺实验如出一辙,只是实验由相对权威机构测试。作为动力电池头部供应商,同时也是广汽埃安的电池供应商,宁德时代也能做到,广汽埃安也能做到了。
对于弹匣电池电池包针刺不起火试验,广汽埃安相关负责人表示,针刺后只有被刺电芯模块热失控,而没有蔓延到其他电芯。
弹匣电池采用类似安全舱的设计,电芯在热失控后可有效阻隔和蔓延。同时,当电池检测系统侦测到电芯电压或温度等出现异常时,则会自动启动电池速冷降温系统为电池降温。
广汽埃安给电芯加装一个隔热的安全舱,上壳体耐温1400摄氏度以上,相邻电芯不容易发生热失控。既然无法解决电芯短路问题,就解决能量对其他单体的破坏和影响,一个耐高温的壳体成为保护层。同时,第五代BMS系统,24小时、每秒10次采集数据,一有异常就能自动启动自救速冷系统。
目前,广汽埃安弹匣电池安全性提高,解决三元锂电池的顽疾,对于纯电动汽车来说是一次进步,也能打消消费者的安全焦虑。但是否能经得起市场验证,还需要时间检验。