三元電池熱失控測(cè)試不起火、不爆炸已經(jīng)不稀奇了，還有企業(yè)做到不冒煙。

春節(jié)前，嵐圖FREE純電版搭載的三元鋰電池包通過了中汽中心熱擴(kuò)散測(cè)試。經(jīng)檢驗(yàn)，該電池在熱失控觸發(fā)并發(fā)出熱事件報(bào)警信號(hào)后，不冒煙、不起火、不爆炸，是目前國內(nèi)首個(gè)拿到“不冒煙”成績的三元鋰電池，被媒體稱為“三不”電池。

3月17日，嵐圖舉辦了“三元鋰電池安全技術(shù)分享會(huì)”，對(duì)電池包的安全技術(shù)進(jìn)行了全方位解讀。

嵐圖的核心技術(shù)主要包括，“三維隔熱墻”設(shè)計(jì)、五大被動(dòng)安全設(shè)計(jì)，以及獨(dú)特的安全監(jiān)測(cè)和預(yù)警模型三大核心技術(shù)，來全方位保證電池安全。

嵐圖方面表示，此款電池包已進(jìn)入量產(chǎn)階段，嵐圖FREE純電版將首發(fā)搭載，并于今年第三季度上市交付。

值得注意的是，嵐圖方面透露，其純電動(dòng)版車型采用的是三星SDI 的NCA高鎳8系電芯，模組和PACK都由東風(fēng)體系內(nèi)自供。

嵐圖增程式車型的電芯則是由比亞迪提供。

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三維隔熱墻設(shè)計(jì)

嵐圖的電池包之所以能夠在測(cè)試中，做到不冒煙、不起火、不爆炸，是由于采用了一種叫做“三維隔熱墻”的設(shè)計(jì)。

據(jù)嵐圖汽車新能源技術(shù)總監(jiān)黃敏博士介紹，隔熱墻的技術(shù)原理是在電池包內(nèi)，使用超強(qiáng)高分子隔熱阻燃材料（一般隔熱材料仍會(huì)在觸發(fā)熱失控后致電池包冒煙或起火，三維隔熱墻技術(shù)可做到無熱擴(kuò)散現(xiàn)象發(fā)生），對(duì)每個(gè)電芯實(shí)現(xiàn)單獨(dú)的全方位三維立體包裹。

三維隔熱墻在電芯與電芯之間，形成高效的隔熱阻燃防護(hù)層，每個(gè)電芯均處于隔熱阻燃材料的充分包裹中，形如“琥珀”。

即便某個(gè)電芯單體發(fā)生熱失控，三維隔熱墻可以確保其釋放的能量最小化，避免波及到周圍其他電芯，進(jìn)而防止電池包系統(tǒng)發(fā)生熱失控。

在電芯頂部，還額外布置有耐超過1000℃高溫的隔熱阻燃層，對(duì)乘員艙安全嚴(yán)加防護(hù)。

要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)并不容易。黃敏介紹說，為實(shí)現(xiàn)該技術(shù)，嵐圖需要攻克三維隔熱層間隙填充不充分、填充氣泡等工藝難題，采用獨(dú)特的模塊開孔方案，最終在幾千顆電芯間達(dá)到均勻填充。“整個(gè)熱擴(kuò)展性能研發(fā)周期長達(dá)一年，嘗試國內(nèi)外十余種先進(jìn)的隔熱阻燃材料，才做到這一點(diǎn)?！?/span>

當(dāng)然這種材料的效果也不負(fù)眾望。黃敏表示，他們將一顆電芯以及周邊的電芯溫度加熱到300℃，來看電池的狀態(tài)，結(jié)果顯示他們的電池包不冒煙、不起火、不爆炸，實(shí)現(xiàn)靜置50天依舊保持這一狀態(tài)，成功刷新了行業(yè)安全紀(jì)錄。

對(duì)于為何不采用針刺測(cè)試，黃敏認(rèn)為，就用戶日常使用場(chǎng)景而言，地面硬物連續(xù)刺穿底護(hù)板（鋼板）、電池箱體（鋁合金）、電芯殼體（鋁合金）三層金屬防護(hù)的概率極低，現(xiàn)在絕大多數(shù)起火事故發(fā)生是因?yàn)殡姵刭|(zhì)量欠佳、過度充電、電池老化引起的單個(gè)電芯內(nèi)短路，加熱觸發(fā)的熱擴(kuò)散試驗(yàn)?zāi)軌蚝w上述用戶實(shí)際用車場(chǎng)景。

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五大安全設(shè)計(jì)加強(qiáng)被動(dòng)防護(hù)

除了在防止內(nèi)短路上下足功夫，在外部安全方面，嵐圖也進(jìn)行了一系列的設(shè)計(jì)。

這主要體現(xiàn)在五個(gè)方面：定制化開發(fā)車身防護(hù)、高強(qiáng)框架、壓力傳遞、形變吸能和電池雙保險(xiǎn)。

車身高強(qiáng)度防撞保護(hù)。由于汽車的前后部都有足夠的緩沖吸能空間，對(duì)于電池系統(tǒng)而言，側(cè)面通常是面臨威脅最大的方向。嵐圖FREE車型的B柱結(jié)構(gòu)，采用了TRB工藝的1500Mpa超高強(qiáng)度鋼材；在車門門檻位置，用了雙層結(jié)構(gòu)的1500MPa超高強(qiáng)度熱成型鋼；前后車門內(nèi)部，還有行業(yè)最高等級(jí)的2000MPa熱成型鋼制成車門防撞梁，是嵐圖FREE對(duì)電池系統(tǒng)的第一層防護(hù)。

電池包外部采用高強(qiáng)框架。在高強(qiáng)度車身的內(nèi)部，電池包外殼采用高強(qiáng)鋁合金框架、帶多條加強(qiáng)筋的特殊設(shè)計(jì)，讓整個(gè)電池包結(jié)構(gòu)更強(qiáng)、更耐撞擊。在嵐圖的安全測(cè)試中，電池包可以抵御高達(dá)20噸力的擠壓而不發(fā)生安全事件，差不多是10臺(tái)車壓在電池包上。高強(qiáng)度耐沖擊的電池包外殼，是嵐圖FREE對(duì)電池系統(tǒng)的第二層防護(hù)。

對(duì)外來壓力進(jìn)行分解和吸收。嵐圖電池包系統(tǒng)的防護(hù)設(shè)計(jì)不止步于外殼。在電池包內(nèi)部，嵐圖設(shè)計(jì)了多條橫縱加強(qiáng)梁，通過橫亙整個(gè)電池包的橫縱交織立體結(jié)構(gòu)，將來自外界的碰撞能量充分地分解與吸收，保護(hù)內(nèi)部電芯免遭碰撞力的傷害。這是嵐圖FREE對(duì)電池系統(tǒng)的第三層防護(hù)。

為電池包預(yù)留變形空間?？紤]到假如車輛遭受到罕見的、過于猛烈的撞擊，無法完全避免電池包遭受碰撞壓力，電池包變形怎么辦？

為此，嵐圖對(duì)電池包預(yù)設(shè)了形變吸能空間，留有超過30mm的形變空間，在電池包受撞擊變形時(shí)，保護(hù)其中電芯免遭損傷。這是第四層防護(hù)。

電芯雙極雙保險(xiǎn)。嵐圖采用的電芯是鋁合金殼體，雙極均設(shè)置有防爆閥，當(dāng)撞擊侵入電池包造成高壓回路短路時(shí)，電池雙極雙保險(xiǎn)打開，確保電池不起火、不爆炸。電芯雙極雙保險(xiǎn)是第五層防護(hù)。

正是基于這五層電池包防護(hù)，嵐圖FREE在C-NCAP整車側(cè)面撞擊測(cè)試中，以歐洲標(biāo)準(zhǔn)的斜側(cè)75°角、32km/h進(jìn)行柱碰實(shí)驗(yàn)，橫梁僅發(fā)生小程度潰縮，電池模組沒有受到絲毫擠壓變形。嵐圖的高安全電池包方案，順利經(jīng)受住了整車碰撞測(cè)試的考驗(yàn)。

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獨(dú)特的安全監(jiān)測(cè)和預(yù)警模型

只有被動(dòng)安全，嵐圖認(rèn)為這是不夠的。除了硬件，嵐圖在軟件層面上也突破傳統(tǒng)，基于BMS云端衛(wèi)士進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析和追蹤，實(shí)現(xiàn) “千車千面”。

嵐圖的電池包在原有溫度電壓預(yù)警基礎(chǔ)上，搭建了精確的電池安全監(jiān)測(cè)和預(yù)警大數(shù)據(jù)模型，基于不同使用場(chǎng)景（例如平原與山區(qū)、南北方溫度和濕度、高低海拔晝夜溫差等），追蹤每一臺(tái)車、每一塊電池的使用數(shù)據(jù)。

大數(shù)據(jù)來自于出行公司。黃敏介紹說，在T3出行，東風(fēng)每年有幾萬臺(tái)車在全國示范運(yùn)營，積累了大量的數(shù)據(jù)，嵐圖正是基于這些數(shù)據(jù)來做電池安全監(jiān)測(cè)和預(yù)警模型。

黃敏進(jìn)一步解釋說，嵐圖會(huì)通過云端的大數(shù)據(jù)庫監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，對(duì)電池進(jìn)行診斷、運(yùn)行壽命監(jiān)測(cè)，在必要的時(shí)候會(huì)通過云端的APP推送，或者是通過車輛的預(yù)警系統(tǒng)，對(duì)用戶提前做出一個(gè)預(yù)警，必要的時(shí)候會(huì)通過遠(yuǎn)程或者是邀請(qǐng)用戶一些診斷。

同時(shí)系統(tǒng)通過高靈敏度溫度探測(cè)傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每一個(gè)電池的溫度，借助高效液冷系統(tǒng)，無論冬夏始終保障電池包在高效率溫度區(qū)間。

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經(jīng)受多工況下極端測(cè)試

為了驗(yàn)證這一系列防護(hù)的效果如何，嵐圖對(duì)電池包進(jìn)行了極為苛刻的測(cè)試。

國際上電動(dòng)汽車電池安全測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)共計(jì)20余大項(xiàng)，嵐圖汽車在此基礎(chǔ)上增加超60大項(xiàng)，通過80大項(xiàng)150小項(xiàng)的極端嚴(yán)苛測(cè)試模擬用戶用車場(chǎng)景。

國標(biāo)測(cè)試項(xiàng)目多為簡單的單一應(yīng)力測(cè)試——比如火燒，比如水浸，環(huán)境耐久測(cè)試、機(jī)械耐久測(cè)試等。但在用戶的真實(shí)使用場(chǎng)景中，電池系統(tǒng)可能同時(shí)承受多重應(yīng)力的疊加作用?；诒Ｗo(hù)用戶安全的真實(shí)需要，嵐圖選擇了增加數(shù)十項(xiàng)超國標(biāo)的嚴(yán)苛疊加測(cè)試組，以檢驗(yàn)電池系統(tǒng)的安全性能。

例如對(duì)同一塊電池包，連續(xù)進(jìn)行高低溫存儲(chǔ)、極限溫度沖擊、等效45萬公里帶載振動(dòng)、六向機(jī)械沖擊、絕緣耐壓、泡水等多項(xiàng)極端測(cè)試。

據(jù)介紹，嵐圖自己的“常規(guī)”測(cè)試中，有在高低溫環(huán)境濕熱循環(huán)及帶載下，同時(shí)實(shí)施振動(dòng)沖擊；有在鹽霧環(huán)境恒定濕熱下，同時(shí)打開濕熱環(huán)境循環(huán)充放電；有在粉塵環(huán)境下，同時(shí)進(jìn)入濕熱狀態(tài)，再同時(shí)進(jìn)行擠壓測(cè)試絕緣檢測(cè)。

嵐圖FREE希望通過模擬這些極端工況，來打造電池包全場(chǎng)景安全。

據(jù)悉，嵐圖FREE在電池安全性技術(shù)及測(cè)試領(lǐng)域，已作專利布局。

2021年可以稱為三元電池包不起火元年。越來越多的車企，在系統(tǒng)層面做到了熱失控不起火的要求。相信不久的將來，熱失控不起火電池系統(tǒng)將成為電動(dòng)汽車的基本要求，從而打消消費(fèi)者對(duì)電動(dòng)汽車安全問題的焦慮，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。

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