國標(biāo)只是起點(diǎn)!吉利銀河“神盾電池”如何挑戰(zhàn)四大電池安全測試?
【EV視界報(bào)道】動力電池的安全一直以來都是影響新能源汽車發(fā)展的重要環(huán)節(jié),而隨著電池安全新國標(biāo)的出現(xiàn),也讓其在安全上得到了有力的保障。不過,如今國內(nèi)新能源汽車正處于技術(shù)內(nèi)卷的時候,在動力電池的安全上也逐步呈現(xiàn)出了這種態(tài)勢,因此,新國標(biāo)也從行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)演變成了行業(yè)的起點(diǎn),成為了車企進(jìn)入市場的敲門磚,而超越它自然而然地就成為了行業(yè)的一項(xiàng)共識,就比如搭載在吉利銀河L7上的“神盾電池”。

5月13日,吉利銀河專屬的“神盾電池安全系統(tǒng)”在中國汽車技術(shù)研究中心(簡稱中汽中心)完成了首次基礎(chǔ)安全測試。此次測試包括了針刺試驗(yàn)、電池包海水腐蝕浸泡、三面跌落重?fù)艉屯獠炕馃捻?xiàng)實(shí)驗(yàn),最終都順利地通過,并且測試的標(biāo)準(zhǔn)皆超越了國家的標(biāo)準(zhǔn)。

挑戰(zhàn)一:行業(yè)難度最高的電池針刺試驗(yàn)
首先是針刺實(shí)驗(yàn),針刺測試就是將充滿電的電池放在一個平面上,用鋼針沿將電池刺穿,當(dāng)鋼針刺入時,鋼針為電池內(nèi)部提供了短路的通路,電池的電能轉(zhuǎn)化為熱能,而此刻電池是否會在短時間內(nèi)將能量集中爆發(fā)釋放,進(jìn)而發(fā)生起火、爆炸等熱失控現(xiàn)象,成為了判定測試是否通過的標(biāo)準(zhǔn),可以說算是業(yè)內(nèi)公認(rèn)難度最高、條件最嚴(yán)苛的實(shí)驗(yàn)。

也許您會問,針刺試驗(yàn)真的有那么重要嗎?其實(shí),在現(xiàn)實(shí)用車環(huán)境中,外力導(dǎo)致的針刺、擠壓引發(fā)電池內(nèi)部從而引發(fā)安全事故的情形顯然存在,即便沒有外力介入,電池仍有出現(xiàn)內(nèi)短路的概率。比如電芯的裝配過程中有可能混入微小的金屬微粒、極片的毛刺都存在穿破隔膜的可能;而電池過充后,極片同樣能覆滿針狀鋰金屬結(jié)晶,刺穿隔膜從而發(fā)生短路;隨著鋰離子電池的循環(huán),針狀鋰金屬結(jié)晶同樣會不斷生長,最終也會穿透隔膜引起短路,最終引發(fā)自燃。
所以針刺實(shí)驗(yàn)的重要性一目了然。
本次“神盾電池安全系統(tǒng)”的測試中,選用一根直徑8mm、頂角45°的鋼針進(jìn)行針刺。相比陶瓷等其他材料,鋼針具備更好的導(dǎo)電性能,可以加劇針刺后電池短路的嚴(yán)苛程度,更貼近實(shí)際破壞工況。鋼針45°的頂角,可以在增加短路面積的同時,又保證能刺穿電池,不被短路電流熔斷,盡可能對神盾電池造成長時間、大面積的劇烈破壞。

最終,試驗(yàn)表明,神盾電池被8mm鋼針?biāo)查g穿透,靜置觀察24小時后,神盾電池未起火、未爆炸、未冒煙,電壓保持穩(wěn)定,測試全程最高溫度未超過40℃,足以見得針刺試驗(yàn)只是神盾電池安全的入門標(biāo)準(zhǔn)。
挑戰(zhàn)二:氣密性最關(guān)鍵的海水腐蝕浸泡實(shí)驗(yàn)
針刺試驗(yàn)之后,神盾電池安全系統(tǒng)又接受到了第二項(xiàng)安全挑戰(zhàn),海水腐蝕浸泡實(shí)驗(yàn)。
關(guān)于這項(xiàng)實(shí)驗(yàn),其最大的挑戰(zhàn)就是關(guān)乎動力電池包的整體氣密性。我們知道,由于新能源汽車的電池都裝配在車輛的底盤之上,因此等下雨天或者行駛過低洼水坑路面時,對于以純電為動力的新能源汽車,就成為了一項(xiàng)艱巨的考驗(yàn),如果電池包的密封度不足,那最終導(dǎo)致的將是電芯的短路,間接地造成了車輛的損害甚至起火。
除此之外,在日常道路上行駛的時候,因?yàn)橛臀邸⑺嵝晕镔|(zhì)、腐蝕性物質(zhì)長時間附著底盤的電池外殼上面,甚至有的電池包外殼距離地面過低,且防護(hù)較差。這都有可能導(dǎo)致長期駕駛后電池包的密封性變差,最后導(dǎo)致涉水的時候,水/水汽在外部水壓的壓力下進(jìn)入電池箱體內(nèi)部,同樣也會造成了不可逆的傷害。所以通過海水的耐腐蝕浸泡使用,就可以很好地將這兩個關(guān)鍵難點(diǎn)一并測試出來。

在本次的電池包海水腐蝕浸泡試驗(yàn)中,將神盾電池電池包浸入到深度1米、濃度為3.5%的氯化鈉溶液中,連續(xù)浸泡24小時,取出靜置觀察2小時,未發(fā)生泄漏、起火、爆炸等現(xiàn)象,遠(yuǎn)超浸泡0.5小時的國標(biāo)要求。神盾電池的絕緣電阻值測試結(jié)果為17.75G歐,換算后約為48.6兆歐/伏,遠(yuǎn)大于國標(biāo)要求的100歐/伏,證明試驗(yàn)通過。
挑戰(zhàn)三:驗(yàn)證“金剛不壞”的電池包的三面跌落重?fù)魧?shí)驗(yàn)
一般來說,新能源汽車的高壓子系統(tǒng)和組件作為重要安全部件,必須不斷滿足日益嚴(yán)苛的安全要求。特別是電池包跌落試驗(yàn)就成為安全評估中的重要一項(xiàng),其主要是用于評定運(yùn)輸過程中,電池包在受到垂直方向沖擊時的耐沖擊強(qiáng)度以及電池包外殼體對電池單體和模組的保護(hù)能力。

在神盾電池包的三面跌落重?fù)魷y試中,電池包在2米高度,以底面、左側(cè)面、右側(cè)面分別連續(xù)自由跌落到水泥地面,靜置觀察2小時,電池包未發(fā)生電解液泄露,未起火、未爆炸,遠(yuǎn)超國標(biāo)要求的單次1米高度跌落。
挑戰(zhàn)四:“赴湯蹈火”的電池包外部火燒試驗(yàn)
對于新能源汽車來說,電池包外部火燒試驗(yàn)主要目的是驗(yàn)證電池包暴露在火中的耐受能力,以此評價車載儲能系統(tǒng)出現(xiàn)外部火燒時能否為駕駛員、乘客和周圍人群提供足夠的逃生時間。試驗(yàn)過程模擬燃油在電動汽車底部燃燒時的熱負(fù)荷,該工況可能會因電動車輛本身(混動)或者附近車輛燃油泄漏并燃燒引起。

在此次的外部火燒試驗(yàn)中,將電池包置于試驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行火燒,直接燃燒105秒+間接燃燒90秒,遠(yuǎn)超直接燃燒70秒+間接燃燒60秒的國標(biāo)要求,靜置24小時后,電池包未起火、未爆炸。?
層層保護(hù),開啟四大安全新標(biāo)準(zhǔn)
可以說“神盾電池安全系統(tǒng)”,是是吉利獨(dú)創(chuàng)、吉利銀河專屬的電池安全技術(shù)。它將電池系統(tǒng)與智能架構(gòu)的高度融合,是一整套基于電池,同時融合架構(gòu)、整車、智控、云端的“無盲區(qū)”安全防護(hù)系統(tǒng),以軟硬件融合的方式,為動力電池和人身安全構(gòu)建層層高標(biāo)準(zhǔn)“護(hù)盾”。
神盾電池安全系統(tǒng)首創(chuàng)基礎(chǔ)安全、整車安全、智能安全、健康安全四大安全標(biāo)準(zhǔn),定義和刷新了電池安全的新標(biāo)準(zhǔn)。在基礎(chǔ)安全方面,神盾電池采用低反應(yīng)活性電解液、耐熱涂層涂覆技術(shù)、PACK層“田字型”電池結(jié)構(gòu)保護(hù)等新材料和新技術(shù),并以全場景極限工況對電池不斷進(jìn)行一百多項(xiàng)電池包級測試。
在“整車安全”方面,首款搭載神盾電池的吉利銀河L7基于世界級e-CMA架構(gòu)打造,擁有同級領(lǐng)先的7系鋁合金防撞梁、一體式熱成型硼鋼門環(huán)等,不僅保護(hù)電池安全,更讓銀河L7的車身更為堅(jiān)固,遇到碰撞后可有效保護(hù)車內(nèi)人員和電氣化設(shè)備的完好度。

在“智能安全”方面,“BMS 3.0電池醫(yī)生”以吉利獨(dú)創(chuàng)“多維融合AI決策算法”,對電池安全進(jìn)行7×24小時的全天候監(jiān)測。擁有超強(qiáng)算力的星睿智算中心可以支持350萬輛在線車輛的智算需求,能實(shí)時感知在線車輛的“三電”安全狀態(tài),實(shí)現(xiàn)云端在線實(shí)時診斷、故障統(tǒng)計(jì)分析等諸多功能。

更值得一提的是,神盾電池首創(chuàng)深入細(xì)胞層級的電磁防護(hù)體系,對高壓電池包內(nèi)部、高壓電纜、電池、電驅(qū)等系統(tǒng),都采用了有效地降輻射措施,對“電磁敏感人群”起到有效的防護(hù)作用。此前,搭載神盾電池安全系統(tǒng)的吉利銀河L7,已獲得國內(nèi)首張新能源汽車電磁防輻射001號證書,樹立新能源汽車防輻射健康安全新標(biāo)準(zhǔn)。

另外,好的電池技術(shù)自然少不了企業(yè)背后的研發(fā)實(shí)力支持,“神盾電池安全系統(tǒng)”也是如此。
據(jù)了解,吉利圍繞“神盾電池安全系統(tǒng)”構(gòu)建起“神盾新能源安全技術(shù)中心”,基于電池安全實(shí)驗(yàn)室、電磁輻射安全實(shí)驗(yàn)室、整車安全實(shí)驗(yàn)室以及可提供強(qiáng)大算力支持的星睿智算中心,展開全方位、貫穿整個電池生命周期的安全技術(shù)研發(fā)和驗(yàn)證。對于供應(yīng)鏈體系,吉利也要求供應(yīng)商都統(tǒng)一使用“神盾標(biāo)準(zhǔn)”嚴(yán)格要求,保障產(chǎn)品一致性的“門檻”。吉利在動力電池安全領(lǐng)域所有看得見或看不見的角落,都以更高、更極限的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行要求,才成就神盾電池的優(yōu)異安全性能。

寫在最后:
可以說,吉利“神盾電池安全系統(tǒng)”的出現(xiàn),標(biāo)志著電池安全上升到全新的高度,重新定義了電池的安全標(biāo)準(zhǔn),對全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。目前,吉利銀河L7將會是首款搭載吉利神盾電池安全系統(tǒng)的中高端新能源車型,而它將會創(chuàng)造出怎樣的安全奇跡呢?我們拭目以待。