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没人能造出永不起火的电动车

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出品 | 虎嗅汽车组

作者 | 梓楠法师

当动力电池的续航里程提升遭遇瓶颈后,车企最先在电池平安性上内卷。

日前,长城汽车公然了其大禹电池的相关手艺细节。在长城汽车的形貌中,前述大禹电池是一套电池系统,并非电芯。在该手艺的加持下,动力电池可做到在正常工况中不起火不爆炸。

此外,该电池系统可匹配能量密度较高的811NCM三元锂电池及能量密度较低的磷酸铁锂电池。

在长城汽车之前,不起火不爆炸的电池已经“烂大街”了。好比比亚迪的刀片电池、广汽埃按的弹匣电池、瑞浦能源的不起火电池等。

这些企业给出的手艺设想很美妙。但从现真相形来看,要么还没量产,要么已经起火被打脸。

从当下的动力电池手艺希望来看,要从质料层面解决电池平安性问题是天方夜谭。前述车企及电池厂商所做的手艺创新,仍是结构方面的创新。简言之,给容易爆燃的电芯加上一面防火墙,或者整个灭火器。

这没有基本解决电池的平安性问题。

又一个妥协性方案?

在电池手艺上,长城发的也是期货。据长城汽车透露,大禹电池手艺仍要等到2022年下半年才会量产装车。

从长城汽车的形貌来看,虽然大禹电池手艺没有在电芯质料上做出创新,但为车企解决电池平安提供了一个新的思绪。

面临动力电池热失控,企业以往的思绪是抑制热源、隔离并冷却。而面临电池热失控发生的热流,长城的选择是在距离热源后举行热流分配、定向排爆、高温绝缘、阻氧等事情。这意味着,给动力电池装上散热器,当电芯爆燃时,将高温涣散处置,以保障电池整体的平安性。与以往动力电池隔离并冷却的处置方式相比,多了一道散热的环节。

在长城汽车的手艺设想中,在单块电芯发生热失控之后,一方面接纳有用措施防止相邻电芯连续发生热失控,一方面在电池包内设计合适的通道,导出热失控发生的烟气,烟气流出车外时温度低于100度。

为了测试大禹电池的平安性显示,长城汽车选用了平平稳固性最差的NCM811电池举行加热测试。据长城透露,在测试中电池模组延续发生三次多个电芯集聚触发烧失控,电池内部温度最高到达1037℃,瞬时最高气压到达16kPa。

从透露出来的数据来看,大禹电池的平安性显示尚可。现在已知高镍三元锂质料的燃点约为200℃,磷酸铁锂质料的燃点约为500℃,大禹电池系统在测试中的峰值温度超1000℃,且最终未发生整体电池爆燃。

但加热测试所体现的性能只能证实大禹电池在车辆静置情形下解决了部门电池平安问题,能否保证车辆在事故等极端情形下不爆炸不燃烧仍未可知。“长城做的一些阻断火焰、散热的通道等装备能否在极端事故中保持完整仍未可知”,前述人士示意。

从动力电池手艺研发角度来讲,大禹电池的手艺仍是改良性研发。现在各种电池手艺并未完全解决平安性问题,电池也没有绝对平安这一说。电池平安性问题的基本缘故原由在于,电芯中的极片、电解液等部件含有锂、镍等多种活性元素,这类元素在接触空气后将不能阻止地爆燃。电池原质料的基本属性决议了电池本就自带易燃易爆的属性。


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06.gif 没人能造出永不起火的电动车 第1张

一位动力电池企业内部人士对虎嗅示意,现在解决动力电池平安性问题的思绪有三种。第一个层面是电芯内部质料体的调整,即磷酸铁锂质料系统的选择、三元系统质料比例的转变,包罗种种添加剂以及电解液的改性等;第二个层面是电芯、模组、电池包等综合平安设计,包罗电池治理BMS和电池热治理方面的设计;第三个层面是电池在车上应用以及与充电方式相连系,如预留电池平安富余容量、电池充放电平安预警、电池防水和防碰撞平安设计、电池底盘一体化等。

要想基个性解决电池平安性问题,唯一的出路就是造出不会自燃的电芯,这需要电池电化学系统的创新。

现在,由于平安性较高的磷酸铁锂电池能量密度已不存在提升空间。为了平衡能量密度和平安性,车企和电池厂主要选择在电芯、电池模组层面举行平安性开发。

比亚迪的刀片电池即是将电芯的原质料从三元锂切换至稳固性更高的磷酸铁锂系统已实现平安性的提升。但这样的作法牺牲了电池的能量密度。最终,为了提升磷酸铁锂电池的能量密度,比亚迪又对电芯的工艺做出改良,降生刀片电池。

而大禹电池同样面临能量密度的问题。”从披露的信息来看,大禹电池系统做了许多泄压通道的设置,这些质料的增设会影响电池整体的体积能量密度,对整车设计可能会有负面影响“,前述人士示意。

在电池质料系统尚未突破的情形下,企业为了知足市场需求做了诸多妥协性研发。而长城的大禹电池,只是这些妥协性研发中名字和思绪较为怪异的一个。

不外长城汽车同时也宣布大禹电池的相关手艺专利将免费开放,这一点值得一定。

平安性的内卷

电池的手艺瓶颈让多数企业短期内只能做妥协性研发。而手艺迟迟不突破带来的另一个坏事就是内卷。

自比亚迪宣布刀片电池最先,新能源领域企业对电池平安性的内卷就已最先。

在刀片电池宣布后,比亚迪和宁德时代就曾因动力电池的针刺实验引发争议。彼时,二者的争议有一个条件就是,针刺实验是对动力电池平安性实验中最严酷的一环。

但在争议事后,业内对针刺实验的质疑时有泛起。日前,岚图汽车新能源手艺总监黄敏就示意:”从已往长时间试验的统计效果来看,针刺试验的颠簸性较大,重复性不太好。一个重复性不太好的效果,我们不太有掌握说这就是最后的试验效果,是平安性的体现。以是我们照样选择用对照可控的热扩散这种方式来做。”

而另一位人士则对虎嗅示意:“针刺实验的宣传意义大于现实意义,但当部门用户的心智被印上针刺实验的烙印后,所有企业都不得不做针刺实验”。

除了针刺实验外,另有一个问题就是。市场真的需要永不爆炸永不起火的新能源汽车吗?

今年1月1日,工信部组织制订的“三项强标”由国家市场监视治理总局、国家尺度化治理委员会批准宣布,已经最先实行。针对车用动力电池,《电动汽车用动力蓄电池平安要求》增添了电池系统热扩散试验,要求电池单体发生热失控后,电池系统在5分钟内不起火不爆炸,为乘员预留平安逃生时间。

“现在市面主流的新能源汽车平安性都已远高于工信部的要求,从市场需求出发,平安性也并不是消费者对新能源汽车的唯一要求。除平安外,充电速率、能量密度、成本等也是消费者关注的问题,企业在电池平安性上太过偏执也是一种矫枉过正”,前述人士示意。

更有趣的是,现在从特斯拉、LG化学等企业的动力电池手艺蹊径来看,成本和能量密度是其更关注的部门。特斯拉在做4680无钴电池,设计降低电池成本,而LG化学等日韩电池企业,在手艺蹊径上一直押注平安性低但能量密度较高的三元锂蹊径。

在电池手艺瓶颈尚未突破的当下,动力电池平安性与能量密度的博弈仍将继续。最终的效果仍需要市场来解答。

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    2021-10-02 00:01:17 

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