电池安全才是真安全 岚图树立新标杆
岚图电池安全技术发布会现场座谈分享 王欣然/摄
(记者 王欣然 通讯员 孙丹妮)9月17日,岚图汽车在天津中国汽车技术研究中心举办岚图电池安全技术发布会暨众测挑战,全球首发自研电池系统技术——琥珀电池系统、云母电池系统、三维隔热墙的技术原理、电池Pack的五层安全防护、岚图云BMS技术,并在中汽中心实验室对应用全新自研电池系统技术的岚图FREE纯电版、增程版电池,进行挤压、碰撞、高温淋水等极致严苛的安全测试。
发布会上,岚图汽车CEO卢放和岚图汽车新能源技术总监黄敏分别介绍了岚图在重点新能源技术领域的探索布局以及两大电池系统技术,全景展示岚图汽车作为高端电动汽车“国家队”的领先技术实力。
电池是电动汽车的“心脏”,对于电动车而言,电池安全才是“真安全”。本次检测,岚图自研电池系统均以超过国标数倍的安全标准通过测试,树立电池系统安全技术新标杆。卢放在发布会上表示:“作为新能源‘国家队’,岚图更为务实,把用户的生命安全作为第一要务,技术研发秉承安全至上的价值观。”
发布自研电池系统技术,重新定义三元锂电池安全标准
发布会前,岚图在中汽研现场进行了三场众测——挤压试验、碰撞试验和高温淋水试验。
挤压测试挑战,其目的是模拟整车碰撞后侵入电池的场景。半径为75mm的刚性半圆柱体,以200kN(20吨;国标为100 kN)的力挤压电池包10分钟。模拟的挤压位置大约在驾驶员的躯干处。根据现场工作人员讲解,岚图前期已经对电池包很多位置都进行了挤压测试。
在模拟碰撞测试中,实验开始前经过短暂的蓄能,使得撞击柱以50g/60ms(国标最大28g/60ms)的加速度撞击电池包。其目的是为了测试电池包在模拟加速度撞击下的表现。
高温淋水测试,模拟高温高压洗车场景,以75-85℃、10MPa 的高温高压水流冲击电池包接插件,持续三分钟。10Mpa的压力远高于洗车房高压水枪的水柱3-5Mpa的喷射压力。并且在测试中冲击位置正是动力电池的接口处,在经过三分钟水流冲击后并没有出现进水的情况。
那么岚图 FREE在电池安全上是如何做的呢?本次发布会上,岚图发布了琥珀和云母自研电池系统技术,二者均选用高质量的三元锂电芯。琥珀电池系统技术应用于岚图FREE纯电版,云母电池系统技术则应用于岚图FREE增程版。在此次测试中,岚图琥珀、云母电池系统均以超国标数倍的标准通过挤压、碰撞撞击、高温淋水等测试,树立了三元锂电池系统安全新标杆。
据了解,当前全球电动汽车主要使用磷酸铁锂和三元锂两种电池。其中三元锂电池具备能量密度高、低温性能好的特点,常用于高端电动品牌。但相较于磷酸铁锂电池,三元锂电池有着更高的安全防护及热管理要求。因此,三元锂电池若想在高性能和高安全上达到平衡,冷却系统以及整个电池包的热管理系统是核心突破口,而这需要车企投入更高的成本进行研发设计。
当新能源市场销量逐渐走高,新能源汽车市场的需求也不断扩大。关于新能源汽车自燃、起火等问题也备受消费者关注。2021年1月1日,新国标GB 38031-2020《电动汽车用动力蓄电池安全要求》开始实施,并针对电池安全新增热扩散试验,规定电芯单体热失控后,整个电池包不起火、不爆炸的安全时间为5分钟。为了实现并超越国标所要求的热扩散安全性能,同时保持能量密度、成本和安全的平衡,岚图在东风公司超20年新能源领域深厚技术积淀的基础之上不断攻关,打造出琥珀电池系统和云母电池系统两项电池PACK核心技术。
岚图不生产电芯,但致力于解决电池系统安全
作为用户型科技企业,岚图始终将用户安全放在企业发展首位,致力于以技术打消用户对新能源汽车的安全焦虑。
“新能源汽车动力电池是一个复杂的系统,也是一个典型的跨学科技术领域,要遵循安全技术的普遍发展规律。”莱茵大中华区太阳能与商业产品事业部总经理刘鹏认为,从岚图电池的试验结果看,其已经完全达到、甚至是超越了德国莱茵TüV认证的要求。
岚图琥珀、云母电池系统的卓越安全性,源于岚图汽车电池系统全面的被动安全和主动安全系列技术解决方案。岚图行业首创了“三维隔热墙”技术,在电池包内使用无热扩散的隔热阻燃材料,对每个电芯实现单独且全方位的三维立体包裹。其中,琥珀电池系统在电池包内使用充满带硅基的超强高分子隔热阻燃材料,云母电池系统则采用气熔胶隔热阻燃防护层。三维隔热层为每个电芯量身定制了“安全仓”,即使某个电芯出现“暴躁”情况,也只能老实呆在自己的“单间”内。在此基础上,岚图还在每个电芯底部都配备了超强的液冷系统,能为每个电芯提供充分的冷却。
解决电池安全问题的第一步就应该是防护。刘鹏介绍道,岚图从车身结构,到电池包,到电芯,定制了全方位防护。
碰撞安全并非由电池包单独“扛”,岚图车身为电池提供的防护,是电池安全的第一道防线。岚图FREE车身采用的高强钢占比75%,1500 Mpa以上超高强度钢占比31%。B柱和车门门框都采用了1500 Mpa 超高强度钢,在防撞梁上则采用2000 MPa 超高强度钢。在遭受外部激烈碰撞时,铝合金框架与多条加强筋配合形成的电池外壳防护,以及电池包多条横纵加强梁防护,可以有效分解碰撞压力,让电池包抵御高达20吨力的挤压而不发生安全事件,相当于一辆轻型坦克的重量,这是第二层和第三层防护。
此外,岚图还对电池包预设了超过30mm的形变空间,用于吸收碰撞时末端的挤压冲击,保护内部电芯免受损伤,这是岚图电池包打造的第四层防护。
最后,岚图还采用了防爆阀和熔断装置组成电芯双保险。在强烈撞击后,即便侵入电池包造成短路,电芯双保险可以立即启动保护作用,切断电池内短路回路,释放额外气压,避免电芯的起火、爆炸。
“领先的电池系统技术源于岚图不断扩充的研发团队。”黄敏表示,“目前,岚图已经构建了一支年轻但富有经验的电池研发团队。他们来自五湖四海、全球各地,60%以上拥有硕士及博士学位,一些员工分别来自20多家知名公司,也有从美国、英国、德国学成归来的年轻人。”
主动安全加持,专属云端BMS让电池安全“千车千面”
在主动安全方面,新能源电动汽车普遍搭载车端电池管理系统BMS,但车端BMS只局限于单辆车本身的电池管理,且本地存储和算力均有限,无法对车辆提供长期精确的安全管理。为了从电池整个生命周期保证用户安全,岚图汽车在全系具备BMS OTA功能的技术上,与合作伙伴一起开发了岚图专属的远程动力电池数据分析及管理技术——岚图专属云BMS。相较于传统车端BMS,岚图专属云BMS可以同时在线服务百万辆车,提供全生命周期的电池健康和安全管理,实现电池安全防护的“千车千面”。
通过建立云端故障监控模型,岚图专属云BMS能够对不同的用户场景加以区分,解析多达108个电池特征参数。基于过去收集的历史运行工况和实时数据,云端大数据平台可以进行分析、诊断和预警电池故障,实现24小时在线跟踪,并通过APP对电池系统可能出现的异常推送安全预警。同时,岚图专属云BMS还从充放电倍率、深度和环境因素等多个维度建立了一套完备的电池健康评价体系,向用户提供最优的电池系统维护和保养建议,持续跟踪分析电池状态,实现更优的电池系统管理策略和效果,延长电池系统使用寿命。
“当然,拥有岚图云BMS,不代表岚图就要抛弃传统的车端BMS,而是让车端BMS和云BMS互相取长补短”。黄敏表示,“车端BMS偏向于短期的电池安全分析与执行,云BMS更偏向于电池安全长期的规划与预测。未来,岚图将实现云端和车端的两端密切协同,为用户提供全方位、全生命周期的电池安全保障。”
严苛测试标准远超国际,实测电池安全零焦虑
通过岚图云BMS,岚图完成了主动安全,加之岚图对电池 PACK 的五项被动安全,这使得岚图通过了共计20余项国际电动汽车电池安全测试标准。岚图在此基础上还增加超60大项,以及共计150个小项的测试,模拟用户用车场景,包括火烧、挤压、温度冲击、振动冲击、底部球击、冷却液泄漏等远超国标的电池安全严苛测试,打造电池包全场景安全。
在试验室外,岚图累计进行的道路耐久试验里程超过300万公里,从吐鲁番、昆仑山、大理,到海南、黑河,经历干热、湿热、干冷、温暖等自然气候条件,整车、电池系统历经1000种路况以及零下40℃、高温50℃等各种极端环境的严苛测试。据介绍,岚图实现150余项完整测试的时间超过五个月,电池包的整个实验室验证周期超过两年。由于新增数十项超国标的叠加测试组项目,岚图电池包研发周期增加了大约8个月,研发成本增加了约40%。
目前,搭载岚图全新自研电池系统的岚图FREE已经全面上市。作为岚图汽车首款车型,岚图FREE是目前行业中唯一选用纯电动和增程电动双动力布局的电动SUV,零到百公里时速加速仅为4.5秒,以用户需求出发,从电驱性能、驾控性能、大五座空间、百万级豪华舒适配备以及出色智能化表现,为用户提供远超同级的驾驶体验。
在本次发布会上,岚图对下一代电池研发和超充规划进行展示。第一代快充桩将马上与我们见面,20分钟即可充能60%。第二代超充桩充电时间将提升到充电10分钟续航400km的水平。同时在岚图未来车型里也会搭载800V电子电气架构和SiC碳化硅技术的产品。
电池研发方面,岚图的下一代电池技术将能量密度达到 330 Wh/kg。同时,固态电池已经列入商品化开发日程。
岚图将以中国造车“新实力”的身份,不断研发、储备和商业化投放更多前沿电池技术,逐步自主掌握新能源汽车核心技术,重塑中国品牌高度,真正为用户打造一部安全零焦虑的电动好车。