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?qǐng)?bào)

從去年開始，國(guó)內(nèi)的電動(dòng)車好像集體抽了風(fēng)，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(dòng)了工信部，接連發(fā)了兩次通知，嚴(yán)正要求各大廠家排查電動(dòng)車的安全隱患。

國(guó)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(gè)字從新能源詞典里摳掉。

誰在針刺試驗(yàn)上動(dòng)了手腳？

在國(guó)家長(zhǎng)時(shí)間的扶持和引導(dǎo)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”?？梢琅f有一大部分消費(fèi)者，因?yàn)殡姵匕踩珕栴}，遲遲不敢入手純電動(dòng)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(shù)活。

年初，廣汽因?yàn)椤?000公里長(zhǎng)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(xiàng)技術(shù)“上車”，廣汽埃安又決定先發(fā)布一項(xiàng)動(dòng)力電池安全技術(shù)——彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)（簡(jiǎn)稱“彈匣電池”）。

宣傳彈匣電池時(shí)，廣汽埃安強(qiáng)調(diào)這是“行業(yè)首次實(shí)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(yàn)證彈匣電池的安全性，中國(guó)汽車技術(shù)研究中心首席專家、國(guó)家電池安全標(biāo)準(zhǔn)起草人之一劉仕強(qiáng)曾帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)，對(duì)搭載彈匣電池系統(tǒng)安全技術(shù)的三元鋰電池整包進(jìn)行了針刺熱擴(kuò)散試驗(yàn)。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，廣汽埃安的三元鋰（彈匣電池）整包在熱事故信號(hào)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(shí)后，電壓降至0V，溫度恢復(fù)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(jié)構(gòu)完好。

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

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

當(dāng)時(shí)寧德時(shí)代可是引發(fā)了群嘲，不少網(wǎng)友質(zhì)疑道：“要是按照這個(gè)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)也不需要對(duì)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?！?/font>

你的電動(dòng)車，早晚會(huì)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(gè)足夠堅(jiān)硬的外殼，還是為了印證這個(gè)新的系統(tǒng)性技術(shù)對(duì)提升動(dòng)力電池安全行之有效？

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

而針刺實(shí)驗(yàn)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(yàn)是否會(huì)發(fā)生電池正負(fù)極大面積接觸后的短路。

理論上，只要是含鋰的、可反復(fù)充放的電池，百分之百會(huì)出現(xiàn)析晶。甭管是磷酸鐵鋰電池還是三元鋰電池，使用時(shí)間越長(zhǎng)，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(jiǎn)單粗暴地說，你的電動(dòng)車早晚會(huì)自燃，這事兒不怪廣汽、比亞迪、特斯拉，也不怪寧德時(shí)代。

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

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(bào)警，給電池鎖死，全車斷電，再轟你下車。當(dāng)然，算法有時(shí)候會(huì)誤判，這也讓特斯拉沒少被吐槽。

寧德時(shí)代則通過調(diào)整配方，讓電池壽命長(zhǎng)一點(diǎn)，再長(zhǎng)一點(diǎn)，長(zhǎng)過一輛電動(dòng)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(jì)。

現(xiàn)在廣汽埃安，把焦點(diǎn)從電芯轉(zhuǎn)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(gè)電池包燃燒。

廣汽埃安想了四個(gè)辦法：

• 電芯耐熱溫度提高30%
  

• 給電芯加裝一個(gè)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(shí)速冷降溫：第五代BMS系統(tǒng)，24小時(shí)、每秒10次采集數(shù)據(jù)，一有異常就能自動(dòng)啟動(dòng)自救速冷系統(tǒng)
  

總結(jié)下來，廣汽埃安彈匣電池的技術(shù)思路，不是增強(qiáng)電池包抵抗“針刺”的能力，而是強(qiáng)化電池系統(tǒng)在面對(duì)電芯短路時(shí)的應(yīng)急能力。

比亞迪刀片電池，憑什么吊打？

也許會(huì)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(cè)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(huì)刺穿隔膜導(dǎo)致短路，那我能不能試著改變電池設(shè)計(jì)，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(zhǎng)度，以陣列的形式插入到電池包里面，可以理解成一個(gè)“寬幅疊片”的磷酸鐵鋰，外形扁平，改變了傳統(tǒng)的繞線式設(shè)計(jì)。

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

而結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)靈活，可自由定制長(zhǎng)短，降低車內(nèi)電池布局難度，充分利用底盤空間
• 成組后結(jié)構(gòu)形式強(qiáng)度大，在整車內(nèi)，電芯還可以同時(shí)扮演結(jié)構(gòu)件、承重件
  

光是這幾點(diǎn)，對(duì)于比亞迪電池外供給其他主機(jī)廠就已經(jīng)足夠友好了。再加上造價(jià)低廉，據(jù)報(bào)道，比亞迪裝備研究院的生產(chǎn)線已經(jīng)達(dá)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(lǐng)行業(yè)變革？

說實(shí)話，拿三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池直接對(duì)比并不科學(xué)。

有人把這兩種路線比作動(dòng)力電池的兩個(gè)兒子：一個(gè)學(xué)習(xí)好，一個(gè)體育好，成才了都能為社會(huì)做貢獻(xiàn)。如今你因?yàn)楣φn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(gè)壞孩子，那可就實(shí)在太荒謬了。

事實(shí)上，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池在電動(dòng)車應(yīng)用上分工非常明確。

磷酸鐵鋰電池：結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，安全性能高，壽命更長(zhǎng)，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(chǔ)能設(shè)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(yīng)用在中高續(xù)航的中高端乘用車中。

一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)是，如果當(dāng)初沒有三元鋰電池，新能源車主的里程焦慮就永遠(yuǎn)不會(huì)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(shí)，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(shí)，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(bǔ)貼退坡、新能源銷量下跌之際，打價(jià)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(shí)成本也下降了10%。

無論如何，電化學(xué)反應(yīng)原理只是技術(shù)基礎(chǔ)，當(dāng)其走出實(shí)驗(yàn)室，形成產(chǎn)品后又要遵循另一套商業(yè)邏輯。技術(shù)路線到底適不適合市場(chǎng)，最終能不能讓消費(fèi)者心甘情愿掏錢買單，還是要看實(shí)車表現(xiàn)，讓市場(chǎng)做決定。

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

文章來源：懂車帝