關(guān)于動力電池的完整技術(shù)發(fā)展路分析
安全為先,思路前瞻
近日,國內(nèi)外電動汽車自燃事故頻發(fā),讓目前關(guān)注新能源汽車的消費者不禁對電動汽車動力電池安全性提出了嚴(yán)重質(zhì)疑。限充90%、更新電池管理系統(tǒng)(BMS)等舉措同樣沒有消彌這些質(zhì)疑。而如何將電動汽車動力電池自燃風(fēng)險降低到一個較低的水平?則是這場主題講座的核心內(nèi)容。
前途汽車前瞻性的汽車動力電池探索始于2010年。深刻探索電池技術(shù)發(fā)展路徑,并最終確立以軟包電芯的標(biāo)準(zhǔn)箱為基礎(chǔ)的技術(shù)路線。翟晟提到:“作為整車開發(fā)商,電池的安全性與一致性,是我們首先考量的核心問題”?;谶@一目標(biāo),前途汽車摒棄當(dāng)時作為市場主流的圓柱形、方形單體電池,采用安全性更高,對于失控能量的緩沖與釋放具有明顯優(yōu)勢的軟包電池。
從包裝物來看,軟包電池采用鋁塑膜封裝形式。在其內(nèi)部失控能量匯集并達(dá)到爆發(fā)點時,會通過軟質(zhì)外殼緩釋,而非不可控地爆炸。將毫秒級的電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為可控的十幾秒電池外包裝形變,從而實現(xiàn)上文提到的失控能量緩釋。并在車輛報警后為駕乘人員提供更充裕的反應(yīng)與逃生時間,從而使整車具備更高的安全優(yōu)勢,使軟包電池成為前途汽車整體動力電池技術(shù)的基石。
電池標(biāo)準(zhǔn)箱,為安全賦以雙保險
在單體電池的安全性基礎(chǔ)構(gòu)建完畢后,前途汽車采用整體電池模塊安全性并舉的設(shè)計方式,開創(chuàng)性地研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)電池箱模組結(jié)構(gòu)。在前途標(biāo)準(zhǔn)電池箱內(nèi)部,電芯動態(tài)空間采用泡棉填充,這種材料可吸收電芯呼吸效應(yīng)導(dǎo)致的電池單體尺寸變化,并在發(fā)生碰撞、遇到強烈顛簸等情況下起到內(nèi)部緩沖作用。而電池箱外殼部分采用高強度的復(fù)合材料,使其碰撞性能測試成績高于國標(biāo)30%,并滿足IP67的防水防塵等級。值得一提的是,標(biāo)準(zhǔn)電池箱的密閉殼體還可與電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)高效協(xié)同,從而保證了電芯溫度的一致性,全方位保障電池安全。
此外,前途汽車每個單體標(biāo)準(zhǔn)電池箱配備獨立的熱管理系統(tǒng)及獨立電池管理系統(tǒng),不僅為標(biāo)準(zhǔn)電池箱提供更強的散熱性能與結(jié)構(gòu)強度,同時有效實現(xiàn)對電芯的智能化管理,實時監(jiān)控全車十個電池箱全壽命周期內(nèi)的狀態(tài)。
RESS構(gòu)建多維電池安全防控體系
“RESS就像人體的動態(tài)能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)。”“我們把每個電池單體都看作是生命體。”在講解RESS系統(tǒng)時,翟晟先生如是說。依托高安全性的標(biāo)準(zhǔn)電池箱組,前途汽車開發(fā)了高效的熱管理系統(tǒng)與精細(xì)智能的電池管理系統(tǒng)。二者共同形成整車RESS可充電能量存儲系統(tǒng)的全方位安全性能解決方案。RESS系統(tǒng)通過主動液冷/液熱式熱管理系統(tǒng),保證每個標(biāo)準(zhǔn)電池箱都能夠得到充分的熱交換,最小化電芯之間的溫度差,有效提升溫度一致性,保證車輛全溫度(-30℃~55℃)范圍內(nèi)安全行車。同時,為了充分滿足電池系統(tǒng)的可靠性、耐用性,前途汽車運用更加精細(xì)、智能的電池管理系統(tǒng)(BMS),對電池狀態(tài)進(jìn)行包括檢測、監(jiān)控、安全防護(hù)、充電管理等多項職能為一體的全面監(jiān)控,為電池診斷提供高效的數(shù)據(jù)支持,提高診斷效率,最大限度保障了電池系統(tǒng)工作過程中的高安全性能,延長電池使用壽命。
同時,業(yè)內(nèi)獨創(chuàng)的水室設(shè)計,與RESS的協(xié)同作用,也讓前途標(biāo)準(zhǔn)電池箱如虎添翼。據(jù)翟晟先生透露,業(yè)內(nèi)其他廠商的車用水冷動力電池均為整體水冷式,很難保證電池全方位的溫度一致性。而前途的獨特水室設(shè)計,讓每個電池單體的側(cè)面與冷卻液有充分的接觸面積,從而保證所有電池單體的溫度一致性,從根本設(shè)計思路上將電池由于熱失控導(dǎo)致的自燃風(fēng)險降到較低的限度。
自主設(shè)計 打造高一致性電池系統(tǒng)
為了保障電池產(chǎn)品的一致性,前途汽車自建工廠,并自主設(shè)計行業(yè)領(lǐng)先的流水生產(chǎn)線進(jìn)行整個電池系統(tǒng)的開發(fā),以嚴(yán)苛的生產(chǎn)、檢驗及工藝水準(zhǔn)保證產(chǎn)品一致性及優(yōu)良品質(zhì)。與此同時,前途還將監(jiān)管體系延伸至原材料供應(yīng)商,并提出同一標(biāo)準(zhǔn)箱系統(tǒng)下電芯所需的電解液、金屬顆粒原料及正負(fù)極材料均必須采用相同廠家相同批次進(jìn)行裝配,避免原材料的細(xì)小差別造成的電芯內(nèi)阻與容量差異,從源頭確保電池高度一致性,進(jìn)而鎖定產(chǎn)品品質(zhì)。
編后記
通過翟晟先生的講解,我們可以將前途汽車的設(shè)計制造理念窺之一二。自造車之初,前途汽車便將安全作為設(shè)計的第一考量。并通過開創(chuàng)性的技術(shù)思路與實踐,實現(xiàn)動力電池系統(tǒng)的高安全性。據(jù)悉,未來前途汽車將憑借動力電池領(lǐng)域十余年的技術(shù)底蘊,進(jìn)一步探索電池技術(shù)綜合解決方案,持續(xù)為消費者提供綜合性能更高,安全性見長的純電動汽車。而前途汽車的動力電池設(shè)計范例在切實提升自身產(chǎn)品安全性的同時,也為行業(yè)內(nèi)其他企業(yè)提供了成功的范例,或?qū)⒁I(lǐng)同行業(yè)產(chǎn)品安全性的進(jìn)一步提升。
軟包電池同樣的也是作為車輛所采用的動力電池,以前途汽車軟包電池為例,從軟包電池優(yōu)勢在形狀上面,形狀可以靈活進(jìn)行設(shè)計,在制造成本上面相對于其它形狀的電池來說成本要低,在結(jié)構(gòu)上面來說,抗震動和抗疲勞性以及工藝性都是可控,軟包電池的基本結(jié)構(gòu)與圓柱和方形是類似的,根據(jù)電池的結(jié)構(gòu)來說,和其他形狀的電池在構(gòu)造上面都是正極、負(fù)極、隔膜、絕緣材料、正負(fù)極極耳和殼體,配備獨立的熱管理系統(tǒng)及獨立電池管理系統(tǒng),軟包電芯的物理結(jié)構(gòu)決定了其不易爆炸,在電池重量和車輛安全性能方面,軟包電池組無疑是最有優(yōu)勢的,整車的電池組在布置上面可以比較自由地排列、組合,同時這種類型的電池兼顧車輛的續(xù)航、操控和空間利用率。
同時在電池容量上面來說,容量是同規(guī)格尺寸電池尺寸要大,所以對于這種電池包來說,不會受限于車輛的設(shè)計,提升空間利用率也是也是軟包電池模組的一個重要環(huán)節(jié)。在車輛空間上面,軟包電池組由于本身的設(shè)計因素,在車輛上面的應(yīng)用可以在內(nèi)部縮小電芯的間距,從而提升電池箱體內(nèi)空間的利用率。這一點對于新能源汽車而言也是重要無比,多出的空間可以滿足車輛的空間度,同時對于車輛而言電池組空間小,并不應(yīng)意味著車輛的能量密度小,隨著電動車的蓬勃發(fā)展,未來其系統(tǒng)能量密度可能成為它們是否能脫穎而出的關(guān)鍵。
軟包電池雖然優(yōu)勢眾多,更適合搭配在電動車上。據(jù)悉,現(xiàn)在新研發(fā)的車型都開始跳過圓柱形電池而轉(zhuǎn)向軟包電池了,就像上述的前途等汽車一樣,在安全角度來說選擇在確保安全的前提下,有著更合理的續(xù)航里程車型,軟包電池也成為更多汽車廠商的選擇一種動力電池的選擇。
全方位的鋰電安全解決方案
在此次展會上,肖特也將同時展出電動車應(yīng)用的其它新技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品。其中,同樣具有氣密性能的GTAS?玻璃-鋁電解電容蓋板適用于雙電層電容(EDLCs)和超級電容,是守護(hù)電池安全和性能的堅實堡壘。防氫氟酸玻璃粉則是世界首創(chuàng)吸除氫氟酸的無機添加劑,用于電池隔離膜,確保電池化學(xué)穩(wěn)定性。此外,設(shè)計緊湊的保險絲系列產(chǎn)品及空調(diào)壓縮機端子作為安全零部件,均可實現(xiàn)大電流應(yīng)用。
玻璃-金屬封裝技術(shù)已成為車載傳感器、鋰亞硫酰電池等大眾市場中的標(biāo)準(zhǔn)封裝技術(shù)。在電動交通領(lǐng)域,肖特也將以其獨具匠心的創(chuàng)新技術(shù)和豐富的產(chǎn)品選擇,將從鋰電等多方位助力新能源汽車產(chǎn)業(yè)駛向更安全的未來。
















