华体会全站-官网 2022-08-31

车企和主流电池企业竞逐三元电池包“不起火”

在动力电池安全技能开发上,车企以及主流电池企业最先将方针集中投向“三元电池体系不动怒”。

磷酸铁锂电池因为能量密度较低 ,不变性较好,安全性相对于获得承认 。而三元电池因为密度更高,热不变性相对于差 ,某些极度情况下轻易发生热掉控动怒 ,成为电池企业安全技能必需迈过的一道坎。

近期,岚图汽车举办三元锂离子电池安全技能分享会,可实现三元锂电热掉控触发后无冒烟、无动怒 、无爆炸征象 ;广汽埃安发布弹匣电池体系安全技能 ,可实现三元锂电池整包针刺不动怒;领湃新能源也提出实行“零危害、高安全”电池战略,三元电池再次戴上“不动怒”、“零危害”标签。

在此以前,包孕宁德时代“不动怒”三元电池的宣布与装车 ,蜂巢能源“冷蜂”热掉控体系性解决方案的发布,欣旺达三元电池经由过程“加热触发电芯热掉控试验”,已经经慢慢将三元电池安全推向可实现“不动怒”的高地 。

高工锂电留意到 ,在“不动怒”三元电池的实现路径上,电池企业重要是在质料 、电极 、电芯、体系、BMS 、Pack等多个维度举行立异设计与研发,从整个动力电池体系层级来保障三元电池的“不动怒” 。

重要实现体式格局包孕:一、从电芯本体出发 ,经由过程质料本体物性改良、添加阻燃剂等体式格局,让电芯在呈现极度环境下,中间的本体发生变动 ,好比起到热量接收 、外貌钝化、阻断膨胀、机械实效的效果等 ,以此实现电芯不动怒。二 、从模组及体系层级出发,添加耐热、隔热物资及热导流设计,即即是一颗电芯呈现热掉控也不会影响其他电芯。

高工锂电梳理了宁德时代、蜂巢能源 、广汽埃安、领湃新能源、欣旺达 、岚图汽车的“不动怒”电池方案实行方案 ,以供行业参考:

宁德时代

2020年10月,宁德时代暗示已经开发出“只冒烟不动怒”三元电池,经由过程高安全电解液 、热扩上断绝技能 ,直击高能量密度、高安全性的痛点,可以确保电池包不燃烧,即便一个电芯动怒 ,整个电池包只冒烟 。

质料方面,宁德时代经由过程“原子层级”立异,开发出高不变性正极质料以及高安全电解液 ,电池耐高温界限提高40℃。

电芯布局方面,设计了高集成、强鲁棒的防内短路电极,电芯举行各类滥用测试可以不动怒 、不冒烟。

电池包设计方面 ,在量化阐发外力作用下 ,外壳发生差别弹性变形、塑性变形时对于电芯的毁伤,优化电池包布局强度 。

电池热治理方面,基于电池的物理化学特征 ,切确掌控温度/电压/电流等安全界限,确保电池在安全恬静区事情,完美监控模子 ,第一时间辨认安全危害并实时预警。

体系热散布方面,接纳航空级耐热质料以及定向热导流技能,纵然单体发生热掉控 ,也能做到体系不伸张、不动怒。

2020年11月,蔚来汽车正式上线100kWh电池包 。该电池包接纳宁德时代镍55三元电芯以及CTP成组技能,可实现“无热伸张”。由此也兑现了此前宁德时代公布“只冒烟不动怒”电池年末装车的承诺。

蜂巢能源

2020年12月 ,蜂巢能源在其电池日上对于外发布了热掉控体系性解决方案——冷蜂,经由过程质料 、电芯、电池包、监控体系四年夜层级的原创技能完全解决电池体系的热掉控问题 。

在电芯环节,蜂巢能源研发了一种运用新型果冻状电解质的“果冻电池” ,具备高电导 、自愈合、阻燃等特色 ,电导率6*0.001s/cm,耐热温度提高至150°C,在满电(样品)针刺测试中 ,可实现 “不动怒、不冒烟”。

在电池pack环节,基于“果冻电池”电芯根蒂根基上,蜂巢能源经由过程泄压 、喷发物节制、降温、报警 、隔热等多种体式格局 ,来实现Pack的安全防护,进一步提防动力电池热掉控的危害。

在体系监控层级,蜂巢能源开发了“蜂云平台” ,该平台经由过程对于于超9万辆电动汽车的连续监控,阐发数据跨越16亿条,具有20多项监控项目 。

同时 ,该平台还导入了蜂巢能源与清华年夜学互助开发的电池内短路预警模子,在电池安全预警的正确率到达90.9%,并可以实现对于于内短路提早2个月的预警 ,充实保障电池体系安全 。

广汽埃安

3月10日 ,广汽埃安发布新一代动力电池安全技能——弹匣电池体系安全技能,搭载该技能的电池包乐成经由过程针刺热散布实验,实现三元锂电池整包针刺“不动怒”。弹匣电池从电芯 、体系、散热、BMS各个层级 ,打造三元电池包的安全 、高效掩护。

电芯层级,经由过程正极质料的纳米级包覆及掺杂技能的运用,晋升电芯热不变性 ,避免热掉控 。

电解液运用新型添加剂,可实现SEI膜的自修复,改良电芯寿命。高安全电解液能在高温下自觉聚合形成高阻抗特征聚合物膜 ,年夜幅降低热掉控反映产热。这些要害技能的运用,使患上电芯的耐热温度晋升30% 。

体系层级,经由过程网状纳米孔隔热质料以及耐高温上壳体 ,形成超强隔热安全舱,实现三元锂电芯热掉控不伸张至相邻电芯,电池包上壳体能耐温1400℃以上。

散热体系 ,经由过程全贴合液冷体系、高速散热通道、高精准的导热路径的设计 ,弹匣电池实现散热面积晋升40%,散热效率晋升30%。

电池治理体系,经由过程接纳车规级最新一代电池治理体系芯片 ,实现每一秒10次全天候数据收罗 。发明异样时,当即启动电池速冷体系为电池降温。

在上述焦点技能优化加持下,广汽埃安暗示 ,弹匣电池相对于于同类平凡电池,体积能量密度晋升9.4%,重量能量密度晋升5.7% ,成本降落10%。按照规划,弹匣电池本年将在广汽埃安全系列车型上陆续搭载 。

领湃新能源

3月12日,领湃新能源“四个零战略” ,即零危害 、零衰减、零焦急、零偏差。此中,打造“零危害 、高安全”电池被放在首要位置。

领湃新能源将从质料、电极、电芯 、体系等多个维度举行立异设计与研发,倾覆原始设计 ,杜绝热掉控 ,实现零危害、高安全电池 。

详细实行路径包孕,优化质料配方,引入高导电导热质料、温敏质料 ,从内部智能调治温度,同时优化外部冷却质料与冷却布局;引入智能芯片及传感器,保障及时高精度节制 ;优化治理算法 ,提高数据反馈精度及敏捷度 ;多维度安全管控,实现零安全危害 。

欣旺达

紧接着,欣旺达也公布公司乐成研发“只冒烟不动怒”电池包 ,并可经由过程“加热触发电芯热掉控试验”,即单个电芯在被触发发生热掉控以后,整个电池包只冒烟不动怒。

欣旺达基于电芯设计 、制造 、模组、BMS再到PACK体系 ,构建了五层安全设计模子。

电芯为5X三元系统,接纳单晶、高电压中镍质料,产热比多晶三元质料低至少20% ,正极释氧温度高30% ,能量密度比今朝的高镍系统靠近,质料安全性更具上风 。

同时,所有焦点器件及BMS体系均满意功效安全ASILD级要求 ,该BMS体系还可提早对于电芯举行精准诊断,对于热掉控举行提早预警,预判电池的潜在伤害。

此外 ,该方案在电池运用端提出的云安全,可以对于电池康健状况及安全举行综合评估与监测,经由过程年夜数据以及机理模子包管电池的安全运行。

岚图汽车

3月17日 ,春风旗下岚图汽车在线举办三元锂电池安全技能分享会,三元电池在热掉控触发并发出热事务报警旌旗灯号后,无冒烟 、无动怒、无爆炸征象发生 。

电芯方面 ,电芯顶部导入耐超1000℃隔热阻燃层,电芯间成立“三维隔热墙”,在电池包内使用超强高份子隔热阻燃质料 ,对于每一个电芯实现零丁的三维立体包裹 ,在电芯与电芯之间形成高效的隔热阻燃防护层。电芯接纳小单位+防爆阀硬壳设计。

即便某个电芯单体发生热掉控,三维隔热墙可以确保其开释的能量最小化,防止波及到周围其他电芯 ,进而避免电池包体系发生热掉控 。

定制化开发车身框架防护、电池外壳防护 、电池包横梁防护、电池包吸能防护、电池双极双保险防护等5层电池防护布局,设计保障电池包布局强度安全。

独创“H-Guard”云端电池治理平台,可基于差别使用处景剖析108个电池参数 ,经由过程年夜数据平台精准阐发,对于电池异样 、电池自燃等举行提早猜测以及预警,延伸动力电池使用寿命。

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