*作者：Chris Zheng
3 月 17 日，东风旗下智能电动汽车品牌岚图汽车召开了电池安全技术分享会。在这之前，岚图通过了中汽中心动力电池的安全检测：在触发热失控后，岚图 FREE 的电池包做到了不冒烟、不起火、不爆炸。
这是我们所知道的首款触发热失控，连烟都不会冒的三元锂电池包，这可是和特斯拉同宗同源的 NCA 2170 电池。
这有点儿像马戏团引入了一只习性凶猛的老虎，但是通过设计精良的防咬嘴罩，马戏团死死地扼住了 Ta 伤人的可能性。
一起来看一下。
「琥珀」包裹 ＆ 底部冷却
首先需要说明的是，岚图 FREE 分为增程和纯电两个版本，其中增程版搭载了比亚迪的 NCM 523 电池，而纯电版是来自三星 SDI 的 NCA 811 电池。本文讨论的主体是后者。
简单介绍一下中汽中心这个实验。
在电池包 100% SoC，也就是满电的前提下，随机选择其中的某个电芯，定点加热到 300 ℃ 至热失控（短路）。以下为实验结果：
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热失控后 5 分钟，无冒烟无起火无爆炸；
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实验电芯最高温度 300 ℃，10 分钟后降至 50 ℃；
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仅试验电芯受损，周围电芯未受到波及；
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静置 50 天，无冒烟无起火无爆炸
我们先从难搞的高镍三元锂说起。以特斯拉为例，从 5 系的 18650 升级到 9 系的 NCA 2170，特斯拉电芯的可燃点从 176 ℃ 下降至 82 ℃，这对电池包的热管理系统设计提出了非常高的要求。
一旦单个电芯热失控，释放的热量会迅速波及到周边电芯，进而造成更大的灾难。岚图的解法是，通过一种高分子隔热阻燃材料每一个电芯都包裹起来，一个个电芯填充在高分子隔热阻燃层中。官方公告中有个词叫「形同琥珀」。
说人话就是，原先模组内一个挨一个的电芯被隔热材料隔绝开来，原先「单兵失控，火烧连营」的问题被完全控制住，芯传芯的问题也就不复存在。
这跟特斯拉在 Model 3 上去模组化，大规模上胶的技术理念是异曲同工的。
下面是拆解后的 Model 3 电池包，可以看到每个电芯与电芯的间隙都填充了绿色的隔热阻燃胶。
全胶覆没的方案粗暴但有效。2019 年 8 月，我们首次见到了重大事故下电池包严重变形的 Model 3，可以看到猛烈冲击下已经有电芯脱落。
根据当事人 Yaro-S 所述，有一个电芯因短路急剧升温并开始融化（melting），但对周围电芯的影响非常有限。
当然，「琥珀」包裹并不是没有代价，根据岚图方面的介绍，这块「琥珀」重量近 20 kg，也就是说，从追求系统能量密度的角度看，岚图 FREE 是很难拔得头筹的。
岚图 FREE 电池包设计的第二个亮点在底部冷却。
圆柱电池的冷却方案演进并不复杂，最早的特斯拉 Model S 是单蛇形液冷管贯穿整个电池的侧面散热。
2016 款 Model S P100D 改为双液冷管提升散热性能，Model 3 多液冷管进一步提升散热性能，但均维持电池侧面散热。
从电池热传导路径而言，底部散热的热传导的路径更短，散热效率会更高，是毋庸置疑的下一代散热升级趋势。
全球为数不多走圆柱电池路线的车企中，Rivian 和 Lucid Motors 均已应用底部散热的路线，特斯拉也已在去年 9 月 22 日的电池日上公开了下一代电芯集成到底盘，底部散热的方案。
岚图一步到位，出手即是底部散热。
「琥珀」包裹 + 底部散热可以带来诸多的优势，这样的系统设计，让岚图 FREE 理论上会有不错的快充表现、不错的激烈驾驶持续放电表现、不错的低温工况表现，以及不错的安全性。
当然，除了上述工作，岚图也没有落下其他的常规动力电池相关的研发。例如云端一体的电池安全检测和预警模型、针对动力电池的白车身工程设计加强等等。
针刺算什么？
2020 年 4 月前后，通过针刺实验来验证不同化学材料的动力电池的安全性忽然在中文互联网上流行开来。
2020 年 5 月 12 日，由国家质检总局和标准化管委会联合发布的《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中删去了电池单体针刺测试的要求。
两件事前后一关联，坊间特别容易炮制出类似「当局为加速中国的新能源汽车产业进程中，选择适当放宽某些涉及人身安全、事关重大的合规要求」之类的谣言。
即便中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高曾公开表示，电池安全事故就是发生热失控，热失控有很多诱发因素，针刺实验就是来模拟这些热失控诱因的一种方法。
针刺 = 安全的传播性和破坏力是如此之强，以至于在岚图通过加热触发热失控，实现不冒烟不起火不爆炸的成果之后，媒体的两个问题都指向针刺实验：
岚图 FREE 的电池能过针刺实验吗？
关于这个问题，岚图电池工程师没有回避，给出了很详尽的回答，引用如下：
目前全世界三元电池尤其六系及以上的电池，如果拿单个电芯做针刺的话会起火，这需要整个行业在技术上不断进步。目前更多车企是从整个电池包防护层面做研发，这也是岚图 FREE 主要的出发点，包括我们的三维隔热、远程监控等等都是这样。
提到针刺，其实针刺这种工况本身是从传统的消费品电池里面借鉴过来的。做针刺的目的是模拟电芯的内短路，造成内短路的目的是为了触发电芯，人为把一个电芯点着，像鞭炮一样，看看周围的电芯反应是怎么样。针刺和加热都是触发电池内短路的一种方式。
这次岚图做热扩散试验，通过内部加热的方式而没有选择针刺，主要基于以下几点考虑：
我们用的是小圆柱电芯，整个电池包层面做针刺的话，大概率来讲是毫发无损，原因是你很难去用一颗针连续将底护板、电池箱体、小圆柱壳体三层金属防护层刺穿。如果为了做针刺而去针刺，意义不是很大。
我们采取电池包内部加热的方法，把一颗电芯以及周边的电芯温度加热到 300 °C，人为去触发热失控，再看整个电池包反应的情况。
就用户日常使用场景而言，地面硬物连续刺穿底护板（钢板）、电池箱体（铝合金）、电芯壳体（铝合金）三层金属防护的概率极低。现在绝大多数起火事故发生是因为电池质量欠佳、过度充电、电池老化引起的单个电芯内短路，加热触发的热扩散试验能够涵盖上述用户实际用车场景。
针刺试验确实不能真实代表电池包的安全性现在电池包的防护特别是乘用车上面的布置、车身的防护在真实的用户使用场景下，电池包因为针刺被破坏的概率极低。
真实世界中的很多（电动车）起火案例，追根溯源之下，都与热扩散脱不开关系，有充电的、有过热的，也有生产过程当中因为质量不一致带来的内短路等导致起火。
我们这次热扩散试验触发条件是加热，测试不仅只针对其中一颗电芯，我们把加热装置放入到电池包内，跟这个加热装置直接接触的若干电芯以及相邻电芯由于热传导问题都会触发热失控。
根据现在这个电池的结构排布，周围有六颗电池也被被动加热，一共涉及到七颗电芯。相对针刺而言，在热扩散试验里面，这种工况其实更为苛刻，更容易导致一些快速的热蔓延等等，我们这次采取加热的方式进行热扩散触发也是这个原因。
除了热失控以外，围绕电池包被触碰、壳体被侵入，车辆涉水等不同工况，岚图也采用了一些多应力测试来做电池包的耐用试验，这个也是更好地去模拟用户真实场景中出现的多维度破损工况。从试验的工况来看，我们都取得了很好的安全成绩。
所谓工程，就是通过精良的系统设计，以自然的物质和能源特性做出符合人类需求的东西。汽油的能量密度和危险性比高镍三元锂电池高多了。
期待岚图 FREE 的实车表现，也期待岚图工程师的持续布道，正本清源。
