廣汽埃安“彈匣電池”單挑比亞迪？一眼看懂各流派電池打法

隨州日報

從去年開始，國內(nèi)的電動車好像集體抽了風，扎堆兒自燃。甭管是年輕的特斯拉、蔚來、威馬，還是“電池大王”比亞迪、北汽、力帆，這兩年基本都“火”過幾回。

事情直接驚動了工信部，接連發(fā)了兩次通知，嚴正要求各大廠家排查電動車的安全隱患。

國家出面之后，有的車企緊急召回，有的車企忙著甩鍋。還有一些車企，絞盡腦汁想把“自燃”兩個字從新能源詞典里摳掉。

誰在針刺試驗上動了手腳？

在國家長時間的扶持和引導下，新能源基建和電池性能已經(jīng)有了質(zhì)的飛躍，基本能做到“充電有地兒充，續(xù)航不撓頭”。可依舊有一大部分消費者，因為電池安全問題，遲遲不敢入手純電動車。

畢竟要想提高續(xù)航，無腦堆電池就行了，如何平衡安全性和成本，才是真正的技術活。

年初，廣汽因為“1000公里長續(xù)航電池和石墨烯基快充電池”的事飽受熱議。沒等這兩項技術“上車”，廣汽埃安又決定先發(fā)布一項動力電池安全技術——彈匣電池系統(tǒng)安全技術（簡稱“彈匣電池”）。

宣傳彈匣電池時，廣汽埃安強調(diào)這是“行業(yè)首次實現(xiàn)三元鋰電池整包針刺不起火”，再也沒提石墨烯的事兒。

官方透露，為驗證彈匣電池的安全性，中國汽車技術研究中心首席專家、國家電池安全標準起草人之一劉仕強曾帶領團隊，對搭載彈匣電池系統(tǒng)安全技術的三元鋰電池整包進行了針刺熱擴散試驗。

試驗結果顯示，廣汽埃安的三元鋰（彈匣電池）整包在熱事故信號發(fā)出5分鐘后，僅出現(xiàn)短暫冒煙（1分鐘），無起火和爆炸現(xiàn)象。

靜置48小時后，電壓降至0V，溫度恢復至室溫。針刺后只有被刺電芯模塊熱失控，沒有蔓延到其他電芯。打開電池整包，觀察內(nèi)部結構完好。

簡單來說，就是彈匣電池通過了整包針刺試驗，能做到“只冒煙，不起火”。而所謂的“彈匣電池”技術，可以理解為把電芯放在了一個像“彈匣”一樣的安全艙里，來進行安全防護。

猛聽起來，這和寧德時代聲稱自己通過三元鋰電池針刺試驗時，上演了相同的情節(jié)——在寧德時代發(fā)布的視頻中，套著強硬外殼的三元鋰電池，愣是把實驗用的鋼針戳斷了。一看三元鋰電池完好無損，寧德時代轉身就宣布自家產(chǎn)品通過了針刺試驗。

當時寧德時代可是引發(fā)了群嘲，不少網(wǎng)友質(zhì)疑道：“要是按照這個道理，電池包里面裝炸藥都是安全的，反正電池殼又炸不開……國家標準也不需要對電芯做任何規(guī)范了，規(guī)范電池殼就行——只要外殼夠硬，你就別想起火。”

你的電動車，早晚會自燃

那么，廣汽埃安“彈匣電池”這次到底是想證明什么？

是自己也能給電芯套個足夠堅硬的外殼，還是為了印證這個新的系統(tǒng)性技術對提升動力電池安全行之有效？

首先，我們需要搞清楚針刺試驗的意義。在動力電池事故發(fā)生時，由于內(nèi)部晶體隨著鋰離子電池的循環(huán)不斷生長，最終穿透電池正負極之間的隔膜，引起正負極接觸后短路，內(nèi)部溫度升高最終導致失控自燃。

而針刺實驗中的那根“針”，正是模擬了電池析出的晶體，假裝刺破隔膜，檢驗是否會發(fā)生電池正負極大面積接觸后的短路。

理論上，只要是含鋰的、可反復充放的電池，百分之百會出現(xiàn)析晶。甭管是磷酸鐵鋰電池還是三元鋰電池，使用時間越長，內(nèi)部析晶越多，電池性能就越差，隔膜更容易被刺穿，自燃概率也就越高。

簡單粗暴地說，你的電動車早晚會自燃，這事兒不怪廣汽、比亞迪、特斯拉，也不怪寧德時代。

在一臺車的壽命周期內(nèi)，一節(jié)電池里的析晶刺穿隔膜是一個小概率事件，基本等于刮刮樂中彩票。但電動車的底盤上可是有幾千張“刮刮樂”，多刮幾張總能“中獎”。

各大車企也是各有各的辦法。特斯拉通過軟件算法，一旦電池有故障苗頭，電池管理系統(tǒng)（BMS）直接報警，給電池鎖死，全車斷電，再轟你下車。當然，算法有時候會誤判，這也讓特斯拉沒少被吐槽。

寧德時代則通過調(diào)整配方，讓電池壽命長一點，再長一點，長過一輛電動車的壽命里程。只要保證車輛行駛里程內(nèi)不出問題，剩下的小概率事件可以忽略不計。

現(xiàn)在廣汽埃安，把焦點從電芯轉移到了電池整包上。彈匣電池的“安全艙”，意義除了防止電芯內(nèi)短路之外，更大的作用在于短路后防止熱失控，以及熱失控后防止熱蔓延。

廣汽埃安覺得，既然沒法徹底避免電芯短路，那就盡可能不讓失控的電芯影響到“別人”，避免引起整個電池包燃燒。

廣汽埃安想了四個辦法：

• 電芯耐熱溫度提高30%
  

• 給電芯加裝一個隔熱的安全艙，上殼體耐溫1400攝氏度以上，相鄰電芯不容易發(fā)生熱失控
  

• 三維降溫：散熱面積提升40%，散熱效率提高30%
  

• 及時速冷降溫：第五代BMS系統(tǒng)，24小時、每秒10次采集數(shù)據(jù)，一有異常就能自動啟動自救速冷系統(tǒng)
  

總結下來，廣汽埃安彈匣電池的技術思路，不是增強電池包抵抗“針刺”的能力，而是強化電池系統(tǒng)在面對電芯短路時的應急能力。

比亞迪刀片電池，憑什么吊打？

也許會有人問：那比亞迪呢？比亞迪的刀片電池為什么能封神？

比亞迪的刀片電池，同樣通過了針刺測試，就算電芯內(nèi)部短路，也能保證整車安全。比亞迪的想法是：既然鋰析晶必然會刺穿隔膜導致短路，那我能不能試著改變電池設計，哪怕隔膜被刺穿，照樣不自燃呢？

比亞迪刀片電池

于是，刀片電池通過增大電芯長度，以陣列的形式插入到電池包里面，可以理解成一個“寬幅疊片”的磷酸鐵鋰，外形扁平，改變了傳統(tǒng)的繞線式設計。

同時，磷酸鐵鋰該有的優(yōu)點和缺點，刀片電池都有：成本低，壽命長，安全性高；一致性差，故障率高，低溫性能差。

而結構設計上的創(chuàng)新也帶來了不少額外增益：

• 單位體積能量密度提升，網(wǎng)傳提升30%，直接拉齊與三元鋰的能量密度差距
• 更薄，散熱更好，可以讓更大的電池表面積接觸冷卻液或熱交換器
• 結構靈活，可自由定制長短，降低車內(nèi)電池布局難度，充分利用底盤空間
• 成組后結構形式強度大，在整車內(nèi)，電芯還可以同時扮演結構件、承重件
  

光是這幾點，對于比亞迪電池外供給其他主機廠就已經(jīng)足夠友好了。再加上造價低廉，據(jù)報道，比亞迪裝備研究院的生產(chǎn)線已經(jīng)達到每秒1.5平方米，1.2米寬的涂布速度，不僅良率高，還能滿足1.3米寬度的0.3秒高速疊片量產(chǎn)。

這樣的比亞迪刀片電池，想不紅都難。

誰能引領行業(yè)變革？

說實話，拿三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池直接對比并不科學。

有人把這兩種路線比作動力電池的兩個兒子：一個學習好，一個體育好，成才了都能為社會做貢獻。如今你因為功課好的孩子體育不好，或者體育好的孩子功課不好，就說他是個壞孩子，那可就實在太荒謬了。

事實上，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池在電動車應用上分工非常明確。

磷酸鐵鋰電池：結構穩(wěn)定，安全性能高，壽命更長，成本更低；能量密度低，充放電效率低，低溫表現(xiàn)不佳。更適合商用車和儲能設施，以及一部分中低續(xù)航的車型。

三元鋰電池：能量密度高，充放電效率高，整車電耗低；不耐高溫，主要應用在中高續(xù)航的中高端乘用車中。

一個不爭的事實是，如果當初沒有三元鋰電池，新能源車主的里程焦慮就永遠不會消失。廣汽埃安提供了一組數(shù)據(jù)：目前磷酸鐵鋰電池的能量密度在每千克160瓦時，續(xù)航普遍在600公里以下，而帶模組的三元鋰（彈匣電池）密度約為每千克185瓦時，比同類普通電池包體積能量密度提升9.4%，重量能量密度提升5.7%。

廣汽AION Y

現(xiàn)階段磷酸鐵鋰的回潮，某種程度上是整車廠在補貼退坡、新能源銷量下跌之際，打價格戰(zhàn)的一種手段。在廣汽埃安投入了600多名研發(fā)人員、3.5年研發(fā)周期和3.5億資金之后，三元鋰電池能量密度有所提高，同時成本也下降了10%。

無論如何，電化學反應原理只是技術基礎，當其走出實驗室，形成產(chǎn)品后又要遵循另一套商業(yè)邏輯。技術路線到底適不適合市場，最終能不能讓消費者心甘情愿掏錢買單，還是要看實車表現(xiàn)，讓市場做決定。

“彈匣電池”今年開始將會在AION全系車型上陸續(xù)搭載。性價比不高的技術一定會被市場淘汰，而不是被專家或廠家淘汰。

文章來源：懂車帝